爆破基础知识

赵银会爆破基础知识登封市煤矿安全技术培训中心陈文艺15188366188赵银会事故统计表明，全国煤矿发生的瓦斯煤尘爆炸事故中，按引爆火源的引爆几率，放炮引爆约占25%～37%，居第二位（电器明火引爆占50%以上，居第一位）。在顶板事故中（含伤亡和非伤亡），因放炮引发的约占1/3。赵银会由此可见如何实现安全爆破，是煤矿安全管理的重要课题，以下就安全爆破的相关问题阐述如下：■火工品种类、性能、适用条件■火工品运输、贮存、管理■井下爆破本教案的重点是井下爆破。赵银会了解炸药及爆炸的一般特征、爆破的内、外部作用。了解矿用炸药的种类、安全炸药的机理。了解矿用炸药的种类及选用，掌握矿用雷管的构造、分类及参数。了解发爆器和爆破网络。掌握爆破材料的领取、运输及管理。赵银会第一节炸药和炸药的一般特征赵银会1、炸药的起爆和感度（107）(一)、炸药的起爆炸药在未受外界能量作用时，处于相对稳定状态。利用炸药进行爆破作业时，必须由外界给予足够的能量，使炸药局部活化，失去平衡，发生爆炸反应。（1）起爆：使炸药局部失去相对稳定状态开始发生爆炸反应的过程叫做起爆。（2）起爆能：炸药起爆所需要的最低限度能量叫做起爆能。炸药爆炸后，就不再需要外界能量，靠已经发生的爆炸反应能量就可以继续进行爆炸反应。赵银会(二)、传爆（1）爆轰：爆轰是炸药在瞬间发生化学反应的一种特定形式，其实质是爆轰波在炸药中自行传播的现象。（2）爆轰波：爆轰波是在炸药中传播的、具有快速化学反应的冲击波，爆轰波是爆轰作用的激发源。炸药被引爆后，首先在局部发生爆炸化学反应，产生大量高温、高压和高速的气体产物流，形成冲击波。冲击波以高温、高压、高速、高密度等状态传播能量，强烈冲击波压缩邻近炸药薄层，使其密度、温度和压力突跃升高，使炸药分子活化而产生迅速的化学反应，生成大量爆炸气体产物和热量。化学反应释放的一部分能量用来补充冲击波传播时的能量消耗，使冲击波能维持以一定速度和波阵面压力向前传播。波阵面之后紧跟有一个炸药反应区以同等速度向前传播，这种伴随发生化学反应，在炸药中传播的特殊形式的冲击波即爆轰波。爆轰波传播过程称为爆轰过程。（3）爆速：爆轰波在炸药中传播的速度称为爆速，是衡量炸药的重要指标，它的变化直接反映了化学反应区释放能量的大小和爆轰波的传播状态，速度高达2500～7000m/s。赵银会（一）、热感度热感度是炸药在热能作用下发生爆炸、燃烧或分解的难易程度。1、热安定：（1）、热安定度：炸药试样在75℃条件下加热48h，称量其失重的百分数，并与质量可靠的炸药的失重百分数作对比。（2）、爆发点：引起炸药爆炸的最低温度叫炸药的爆发点，爆发点越低，表明炸药对热的感度越高。如2号煤矿铵梯炸药的爆发点为180℃～188℃。2、火焰感度：将0.05g炸药试样用导火索点燃，记录能起爆时导火索端部与试样的距离，作为火焰感度的数据。赵银会（二）、机械感度机械感度是炸药对冲击、摩擦、挤压、针刺等机械作用的敏感程度，其中最主要的是冲击作用，炸药受到冲击，局部温度升高而引起爆炸。炸药机械感度用落锤实验测定，不同种类的炸药，机械感度也不同。硝化甘油炸药对机械冲击感度比硝酸铵类炸药敏感的多，安全性能差。赵银会（三）、起爆冲能感度（1）概念：爆轰感度是指炸药对相邻炸药爆炸时所产生的爆轰冲击的敏感程度。①单质炸药通常用起爆它所需的最小起爆药量来表示。②硝铵类炸药则多用殉爆距离表示其爆轰感度。（2）殉爆：是炸药（主爆药）爆炸时引起与其相隔一定距离的炸药（受爆药）爆炸的现象。（3）殉爆距离是主爆药与受爆药之间发生殉爆的概率为100%的最大距离。（4）安全距离：主爆药与受爆药之间发生殉爆的概率为0的最小距离叫做殉爆安全距离。赵银会炸药的殉爆炸药（主爆药）爆轰时引起与相隔一定距离的另一炸药（受爆药）爆轰的现象。主爆药与受爆药之间发生殉爆的概率为100%的最大距离，称为殉爆距离。赵银会（一）、炸药的氧平衡炸药主要由C、H、O、N四种元素组成。炸药的爆炸过程，实质就是氧元素与碳氢元素生成CO2、CO和H2O等新产物的氧化反应。氧平衡就是炸药含氧量与炸药中所含可燃元素完全氧化所需氧量之间的相差程度。根据含氧的多少，可将炸药的氧平衡分为三种：6、炸轰产物与有毒气体(108)赵银会（二）、有毒有害气体爆炸反应的实质，是炸药中所含氧、碳、氢、氮等元素之间的化学反应，生成较为稳定的化合物，爆炸产物中主要有CO2、H2O、CO、N02、NO、CO2、N2等。其中有毒有害气体主要有CO、NO和N02等氧化物，在含硫矿床中爆破作业时，还会出现硫化氢(H2S)和二氧化硫(SO2)。这些气体不仅对人体有害，而且对井下瓦斯煤尘爆炸反应起催化作用。为减少爆破有害气体，可采取以下措施:1、尽量采用零氧平衡或接近零氧平衡的炸药，减少爆破有毒有害气体的产生量；2、如果爆破点附近有井巷、隧道、排水涵洞及独头巷道时，要考虑有毒有害气体沿爆破裂隙或爆堆扩散的可能性，加强防范，以免产生炮烟中毒；3、爆破时，要加强通风和爆破后有害气体的检测，以免炮烟熏人。赵银会7、炸药爆炸的主要性能参数（109）爆力、猛度、爆速、殉爆距离、含水率、密度以及热力学参数（爆热、爆温、爆压、爆容）。赵银会第二节矿用炸药113赵银会一、煤矿许用炸药适用于煤矿井下有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面的炸药为煤矿许用炸药。共分五个等级：1、2级用于低瓦斯矿井，3级用于高瓦斯矿井4级用于煤与瓦斯突出矿井5级用于溜煤眼爆破或石门揭煤层爆破（一）煤矿铵梯炸药有1、2、3号，号越小威力越大，号越大安全性越好。规格：重为150g的圆柱形药卷，Φ32mm×190mm,Φ35mm×170mm，药卷一端为平顶，另一端为聚能穴。赵银会（二）煤矿水胶炸药水胶炸药是硝酸甲胺的微小液滴分散在含有多孔物质、以硝酸盐为主的氧化剂水溶液中，经稠化、交联而制成的凝胶状含水炸药。水胶炸药的特点：（1）抗水性强。煤矿水胶炸药浸在10℃～25℃的水中4h，仍能用雷管起爆。（2）密度高。浆状炸药的密度为1.1g/cm3～1.6g/cm3，水胶炸药为1.2g/cm3～1.25g/cm3.，不但增加了体积威力，而且能沉入炮眼底部，将水排出炮眼。（3）威力大。爆速为2500~4000m/s，猛度一般为15～20mm，爆力为360ml。（4）安全性好。对机械作用，火花均不敏感,产生的毒气少。水胶炸药克服了硝酸铵类炸药的缺点，更突出了廉价和安全的优点。赵银会(三)、煤矿乳化炸药是通过乳化剂的作用，使以硝酸盐为主的氧化剂水溶液微滴均匀地分散在含有气泡或多孔性物质的油相连续介质中形成的油包水型膏状含水炸药。（1）、氧化剂水溶液：以硝酸盐水溶液为主，用以提高炸药的抗冻性和起爆感。（2）、燃料油：在炸药中是可燃剂，又是其它添加剂的载体，并直接影响到炸药的形态和稳定性，因此对燃料油要有一定的粘度要求。（3）、乳化剂：最常用司班-80作乳化剂，用量为炸药的0.5％～6％（4）、可燃剂：柴油或石蜡；（5）、敏化剂：猛炸药，发泡剂或空心微球；（6）、消焰剂：食盐，提高炸药的安全性。优缺点:乳化炸药具有抗水性能强，爆轰感度和爆炸性能好，材料丰富，制造工艺简单，生产、使用安全等一系列优点。是当前工业炸药发展的重点。缺点是：爆力低，只能用于软岩和煤层爆破工作。赵银会（四）、离子交换炸药：是我国煤矿目前使用的煤矿安全炸药中安全度最高的品种，具有“选择爆轰”的独特性质，在不同的爆破条件下，它会自动调节消焰剂的有效数量和作用。NaNO3+NH4CL=NaCL+NH4NO3（五）被筒炸药：用煤矿铵梯炸药做药芯，其外在包裹一层用消焰剂作成的“安全被筒”，这样的复合炸药就叫被筒炸药。二、岩石炸药：三、露天炸药：赵银会《煤矿安全规程》对煤矿炸药的规定井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用雷管。煤矿许用炸药的选用应遵照下列规定：(1)低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。(2)低瓦斯矿井的煤层掘进工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。(3)高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤(岩)与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。严禁使用黑火药和冻结或半冻结的硝铵甘油炸药。同一工作面不得使用两种不同品种的炸药。采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用的毫秒延期电雷管。使用煤矿许用的毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130毫秒。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使用。不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。赵银会第三节起爆器材赵银会一、概述在爆破工程中，任何炸药都需要借助起爆材料来完成爆炸，起爆材料一般有导火索、导爆索、继爆管以及雷管等。《煤矿安全规程》规定：在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。雷管使用要求：不同厂家生产、不同批次、不同品种的电雷管，不得掺混使用。不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。赵银会目前国产的电雷管分瞬发电雷管和延期电雷管两大类。1、瞬发电雷管：①普通型——适用于地面，瓦斯矿井禁用。②煤矿许用型——适用于瓦斯矿井。①毫秒延期：■普通型——瓦斯矿井禁用。■煤矿许用型——1～5段延期≯130ms瓦斯矿井适用2、延期电雷管：②半秒延期：瓦斯矿井禁用。③秒延期：瓦斯矿井禁用。赵银会一、电雷管雷管是由外界能激发，并可靠地引起其起爆材料或猛炸药爆轰的起爆材料。1）按点火形式分：火雷管和电雷管两类。由于煤矿的特殊性，井下只使用煤矿许用电雷管。电雷管利用电能激发其爆炸，按其起爆能力分为10个号别。号别越大，装药越多，起爆能力也越强。煤矿常用6号和8号两种电雷管。2）电雷管按其起爆间隔时间分：瞬发电雷管、延期电雷管等。赵银会毫秒延期电雷管赵银会1、瞬发雷管通电后瞬时（＜13ms）爆炸的电雷管叫瞬发雷管(图3-5)。瞬发雷管为直插式引火装置，引发过程是由电流通过桥丝产生电阻热，瞬间点燃并起爆正起爆药，继而引爆副起爆药。当正起爆药一经点燃后，即使电流中断也能爆炸。主要结构:（1）脚线：2米长（铁）漆包线，电阻2欧；（2）桥丝:发火元件①康铜丝(1欧)②镍络丝(3欧)(3)正起爆药:DDNP(4)副起爆药:RDX赵银会煤矿许用瞬发电雷管煤矿许用瞬发电雷管(图4-6)与普通瞬发电雷管结构基本相同，主要在副起爆药（黑索金）中添加适量的消焰剂，采用专门工艺加压成型。消焰剂通常为氯化钾，可以起到降低爆温、消焰和隔离瓦斯与爆炸火焰接触的作用，从而有效预防瓦斯爆炸。赵银会2、延期电雷管通电后隔一定时间爆炸的电雷管。（1）按延期间隔时间不同分为：分秒延期电雷管、毫秒延期电雷管。煤矿常用毫秒延期电雷管，即当通入电流时，各雷管间隔若干毫秒后起爆的雷管。（2）毫秒延期电雷管分为：普通型和煤矿许用型两种。煤矿毫秒延期电雷管（图4-7）是在煤矿瞬发电雷管的基础上，增加一个控制毫秒延期时间的延期元件而制成的。此延期元件为5芯铅管体，5根药芯呈五角星排列。（3）适用条件：适用于各种瓦斯等级的矿井，引爆各种煤矿炸药。使用煤矿许用毫秒雷管时，我国规定总延期时间不应超过130ms。赵银会图4—7煤矿许用毫秒延期电雷管结构图1一脚线；2一铜管体；3一引火药头；4一铅管延期体；5一正起爆药；6一副起爆药；赵银会3、为什么煤矿许用毫秒延期电雷管，最后一段（第五段）的延期时间≯130mS?因为国家爆破研究所在高瓦斯矿井中的采掘工作面,经数十次现场爆破试验测定，爆破后:①在160ms内，瓦斯浓度为0.3%～0.5%。②在260ms内，瓦期浓度为0.3%～0.95%。③在360ms内，瓦期浓度为0.35%～1.6%。④而130ms内，瓦斯浓度仅为360ms的1/3多一点，仅为瓦斯爆炸下限5%的1/10，是很安全的，所以延期时间定为≯130mS。实施控制爆破时，在操作上1～5段要严格依次起爆，严禁跳装、倒装、混装。赵银会表4—7煤矿许用毫秒雷管延