第一章 炸药基础知识
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1炸药爆炸得基础知识1、1 炸药得爆炸ﻩ爆炸就是人们日常生活中经常见到得现象。
例如超新星得爆发、小行星或陨石得高速碰撞。
在我们地球上见到得闪电、火山爆发、原子弹与氢弹得爆炸、车胎放炮、锅炉胀裂、燃放鞭炮等都就是爆炸。
爆炸就是某一物质系统在有限空间与极短时间内,迅速释放大量能量或急骤转化得物理、化学过程。
在这个过程中,通常伴随有强烈得放热、发光与声响等效应。
爆炸得基本特征表现在速度高、威力大与破坏作用强等方面。
从安全角度出发,爆破时还应考虑爆炸得副作用,如爆破地震效应、冲击波、飞石、有毒气体、噪声以及其她对相邻物体、构筑物与人身得影响等.1。
1。
1 爆炸现象按照爆炸发生得原因,自然界各种爆炸现象可归纳为物理爆炸、核爆炸与化学爆炸三大类.(1)物理爆炸。
爆炸过程就是一个物理过程,即爆炸前后物质得化学成份没有发生质得改变,只就是物态发生了变化。
例如,当蒸汽锅炉内压力过大,超过了锅炉所能承受得抗压强度,使锅炉突然破裂,并发出巨大得声响,就就是典型得物理爆炸.物理爆炸还包括电爆炸、激光与其她强粒子束照射以及物体高速碰撞等引起得爆炸。
大自然中得雷电属于物理爆炸现象,其能源为电能。
带有不同电荷得两块云彩,当距离比较近时,发生强烈得放电现象。
电位差在µ s数量级时间内拉平,使放电区达到极其巨大得能量密度与数万度得高温,导致放电区空气压力急剧升高,并在周围空气中形成强烈得扰动。
(2)核爆炸。
某些物质得原子发生核裂变(U235得裂变)或核聚变(氘、氚、锂得聚变)等链锁反应时,瞬间释放出巨大能量,使裂变或聚变产物形成高温高压得气体而迅速膨胀做功,造成巨大得破坏作用,称为核爆炸。
原子弹、氢弹得爆炸属于核爆炸。
原子弹就是用铀235或钚239得裂变来实现得。
核裂变时,铀235或钚239得原子核在中子得作用下分裂成为较轻得原子核,放出大量得核能。
氢弹就是用氘、氚或锂得聚变来实现得。
核聚变时,氘、氚或锂得原子核在极高温度得条件下结合成为较重得原子核,也能放出大量得核能。
爆破基本理论及安全爆破技术第一讲爆破的基本理论一、炸药爆炸的基本知识(一)炸药的化学变化形式所谓炸药是指在受到一定外界能量作用后,能够发生极为迅速的化学反应,并生成大量热量和气体的物质。
炸药的能量非常集中,释放能量时间很短,其能量瞬间释放对周围介质做功过程即为爆炸。
当炸药的性质、反应速度、激发条件和其他因素发生变化,炸药表现出的化学变化形式也不同,一般可分以下3种:(1)热分解。
是炸药在一定温度下缓慢发生的化学变化。
温度越高,分解越迅速,这种反应变化发生在整个炸药内,但反应变化过程中不产生火、光和声响,一般难以察觉。
(2)燃烧。
某些炸药在热源或火焰作用下可发生燃烧,炸药燃烧时的反应速度要比热分解时快,其速度可由每秒数厘米或数米,直至数百米;而且反应过程不需要外部供氧,在这种情况下,极易转变为爆炸,尤其在密闭空间内更是如此。
因此一旦炸药着火,切不可用砂土掩埋,因为炸药本身含有氧化剂,不需要外界供氧,密闭反会导致压力升高,使燃烧加速,甚至引起爆炸。
(3)爆炸。
在足够能量作用下,炸药进行高速的化学反应,形成高温高压,生成大量的热量。
根据爆炸的特性不同,可分为稳定爆炸(又称爆轰)和不稳定爆炸两种形式。
反应速度保持恒定的,以每秒数千米的最大爆速进行的称为稳定爆炸,又称爆轰。
而反应速度变化不定的,且爆速较低的爆炸称为不稳定爆炸。
不稳定爆炸容易产生残爆、爆燃或拒爆等爆炸事故。
炸药的几种化学反应形式在一定条件下可以相互转化,如热分解、燃烧可以转化为爆炸,而爆炸也可以转化为燃烧。
(二)炸药爆炸的稳定性传播及其影响因素1.传爆传爆是指炸药药包由起爆到爆炸结束的过程中,爆炸反应在药包中自行传递的过程。
2.冲击波的爆轰波(1)冲击波是指炸药起爆后,产生大量的热能和气体,形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速行进的气浪,这种气浪具有极大的冲击作用,即~。
(2)爆轰波是指爆炸产生的能量高速地在炸药中传递,并形成具有能量补充的特殊形式压缩冲击波。
1 爆炸和炸药的基本知识1.基本概念1. 1 爆炸及其分类何谓爆炸:爆炸是某一物质系统瞬间释放出巨大能量的物理和化学变化的过程,在这个过程中产生大量的高压、高温气体,伴随有冲击波、热、光‘声、电磁等效应。
爆炸分类:(1)物理爆炸:系统物质形态发生变化而物质组成和性质不发生变化的爆炸现象,如锅炉爆炸等(2)化学爆炸:系统物质形态、物质组成和性质都发生变化的爆炸现象,如炸药爆炸,这是本章的重点。
(3)核爆炸:原子弹、氢弹,都是利用化学元素U235的裂变和氘、氚、锂等聚变发生的爆炸现象1.2 产生化学爆炸的条件:(1)变化过程必须是放热反应,这是发生爆炸的首要条件,但不是说放热反应就能发生爆炸。
ZnC2O4=Zn+2CO2—205.4kj (吸热反应,不能发生爆炸)CuC2O4=Cu+2CO2+23.86kj (小量的热,不足以发生爆炸) AgC2O4=2Ag+2CO2+55.2kj (放出大量的热,有产生爆炸的条件)(2)变化过程必须是高速的,也就是要求释放能量快,即单位时间内传播的能量大,这是发生爆炸的重要条件。
如煤的放热反应,每kg释放能量为8960kj,而TNT炸药的爆炸反应,每kg释放能量4187k,而1kg煤的放热反应时间需要半小时,TNT炸药的爆炸反应只需要10-6秒。
因此,虽然发热量煤是TNT的两倍,但单位时间内放出的能量TNT却是煤的几千万倍.(3)变化过程必须释放出大量的气体,这是发生爆炸的必要条件。
如铝热剂反应:2Al+Fe2O3=AlO3+2Fe+8290kj这是高放热反应,但没有气体发生,也不是爆炸反应。
以上三个是主要条件,缺一不可,否则就不能发生爆炸反应。
1.3 炸药及其分类1.3.1按炸药组成分类:(1)单质炸药:由C、H、O、N四大元素组成的单一结构的化学物质。
如TNT、黑索金等(2)混合炸药:由二种以上成分结构组成的机械混合物。
如硝铵炸药、铵油炸药等。
1.3.2 按用途分类:(1)起爆药:敏感度很高的炸药,如雷汞、迭氮化铅等。
1、炸药:在一定能量作用下,无需外界供氧时,能发生快速化学反应,放出巨大能量和气体产物的物质。
2、起爆:炸药在外能的作用下发生爆炸的过程。
3、感度:炸药在外能的作用下发生爆炸的难易程度。
4、爆速:爆轰波在炸药中的传播速度。
5、暴热:单位质量的炸药再定容条件下爆炸瞬间所释放出的热量。
6、爆温:炸药爆炸所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。
10、爆力:炸药爆炸对周围介质所做机械工的总和。
11、猛度:炸药爆炸时冲击波,应力波和高压爆轰产物的冲击作用对周围介质的破坏程度。
12、殉爆:某处炸药爆炸时引起相隔一定距离处的另一炸药爆炸的现象。
13、殉爆距:主动装药爆轰时能使被动装药100%殉爆的最大距离。
14、炸药的氧平衡:炸药中所含的氧量与可燃元素完全氧化所需氧量之间的关系。
15、间隙效应;当炮眼直径与药卷直径之间的间隙值在一定范围内时,造成炸药传爆中断的现象。
17、岩石的坚固性和坚固性系数;坚硬性指材料抵抗外力造成破坏的能力;坚固性系数;岩石抵抗破碎的相对值,f=Rc/10.18、岩石的波阻抗:指岩石中纵波速度Cp与岩石密度的乘积;霍金逊效应:指当压应力波入射到自由面时,从自由面反射回来,变成反射拉应力波,当次拉应力波峰值大于岩石的动抗拉强度时,岩石产生拉伸破坏;气楔效应:高压爆轰气体膨胀挤入已生成的径向裂隙,像劈楔一样使裂隙扩大,同时爆轰气体在裂隙端部引起应力集中,导致径向裂隙继续向前延伸;聚能效应:靠空穴闭合产生冲击、高压,并将能量集中起来,在一定方向形成较高能流密度的聚能流,亦称空穴效应;装药最小抵抗线和临界抵抗线:最小抵抗线指药包中心到自由面的最短距离,临界抵抗线指当药包埋置深度减小到某一临界值时,地表岩石开始发生破坏;爆破漏斗:爆破的外部作用结果是形成漏斗型的爆破坑;爆破作用指数:爆破漏斗半径和最小抵抗线的比值。
装药不耦合系数:炮孔直径与装药直径之比;炮眼利用率:工作面一次爆破的循环进度与炮眼平均深度的比值;装药集中度;装药质量与炮眼长度的比值炮眼的密集系数:同排孔的孔距与底盘抵抗线的比值;单位炸药消耗量:爆破每平方米原岩所需的装药量;药头:指火药。
爆破设计与施工爆炸与炸药的基本理论1、炸药爆炸的条件(1)变化过程释放大量的热(2)变化过程是高速的(3)变化过程应能生成大量的气体2、炸药化学变化的基本形式(1)热分解(2)燃烧(3)爆炸(4)爆轰3、炸药的起爆能(1)热能(2)机械能(3)爆炸能4、炸药的爆发点:EL系列乳化炸药330℃,硝酸铵300℃,黑索金230℃,硝化甘油200℃,梯恩梯290~295,二硝基重氮酚150~151.5、影响炸药感度的因素(1)内在影响因素①键能②分子结构和成分③生成热④热效应⑤活化能⑥热容量(2)外在影响因素①炸药的物理状态与晶体状态②装药密度③炸药晶体的大小④温度⑤惰性杂质的掺入6、冲击波:是指在介质中以超声速传播并能引起介质的状态参数(p,ρ,T)发生突跃升高的一种特殊形式的压缩波。
7、爆轰波的特点:(1)爆轰波存在于炸药的爆轰过程中,爆轰波的传播随着炸药爆轰的结束而终止。
(2)爆轰波阵面中的高速化学反应是爆轰得以稳定传播的基本保证。
爆轰波阵面的宽度。
A-B通常约为0.1~1.0mm。
爆轰波参数通常是B-B面上的状态参数。
(3)爆轰波具有稳定性,即波阵面上的参数及其宽度不随时间变化,直至爆轰终止。
8、炸药的氧平衡(1)零氧平衡。
零氧平衡是指炸药中所含的氧刚能够将可燃元素完全氧化。
(2)正氧平衡。
正氧平衡是指炸药中所含的氧刚将可燃元素完全氧化后还有剩余。
(3)负氧平衡。
负氧平衡指炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。
常用物质的氧平衡值:硝酸铵:+0.200g/g9、爆速:爆轰波在炸药药柱中的传播速度称为爆轰速度,简称为爆速。
10、猛度:炸药的猛度是指炸药爆炸瞬间,爆轰波和爆炸气体产物直接与之接触的固体介质局部破碎的能力。
猛度的大小主要取决于爆速,爆速越高,猛度越大,岩石被粉碎得越厉害。
殉爆:一个药包(卷)爆炸后,引起与他不相接触的邻近药包(卷)爆炸的现象,称为殉爆。
前者引爆后者的最大距离叫殉爆距离,一般以厘米计。
民爆公司安全培训讲义第一章炸药基础知识第一节炸药的本质1.炸药的定义:凡是能发生化学爆炸的物质都称作炸药。
从这个意义上讲,起爆药、猛炸药、火药、烟火剂都属于炸药的范畴。
2.分类:1)按作用分a.起爆药如:火帽、雷管等。
b.猛炸药单质猛炸药有梯恩梯、黑索今、太安、六硝基芪等;混合猛炸药有铵梯炸药、按油炸药、乳化炸药、水胶炸药等。
c.火药包括黑火药、无烟火药或溶塑火药、硝化棉火药和硝化甘油火药等。
d.烟火剂包括照明剂、信号剂、曳光剂、燃烧剂及烟幕剂等,延期雷管中的延期药就属于烟火剂范畴。
2)按组份分类a.单质炸药又称爆炸化合物。
是一种化合物,有明确的分子结构,常用的有梯恩梯、黑索今、太安、奥克托今等。
b.混合炸药又称爆炸混合物。
它本身是一种混合物,是由两种以上化学性质不同的组份组成的混合物。
混合炸药有气态、液态和固态几种形式,种类繁多,不一一介绍。
3)按应用领域分常分为军用炸药和民用炸药。
军用炸药是指应用于军事目的的炸药;民用炸药是指应用于民用目的的炸药。
民用炸药在我国又称为工业炸药。
3.炸药的本质炸药的本质是组成炸药的物质,其本身既含有氧化剂,又含有可燃剂。
在未被激发的状态时是一种亚稳性含能物质,在受激发后表现出强自行活化性质和自供养性质。
(所以,炸药起火燃烧不能用沙土覆盖、干粉灭火器,而要用水来扑救的原因所在。
)4.炸药的燃烧炸药在许多条件下(遇明火、受潮、静电、摩擦等)都可以产生燃烧现象,它和一般物质的燃烧有着本质的区别:一般物质的燃烧,外界必须要供给氧气或其他助燃气体,决定燃烧速度的主要因素之一是供氧情况;而炸药的燃烧则是一种可以自行传播的剧烈的化学反应,由于炸药的自身含有氧,因而不需要外界供给助燃气体,它可以在隔绝空气的情况下燃烧,燃烧的速度很快,有的还非常迅速,并可以转变为爆燃或爆轰。
第二节民用爆炸物品的基本特征1.工业雷管工业雷管是工程爆破用的一种起爆器材,用它来引爆主装炸药、传爆药柱等炸药装药,完成爆破任务。
民爆公司安全培训讲义
第一章炸药基础知识
第一节炸药的本质
1.炸药的定义:凡是能发生化学爆炸的物质都称作炸药。
从这个意义上讲,起爆药、猛炸药、火药、烟火剂都属于炸药的范畴。
2.分类:
1)按作用分
a.起爆药如:火帽、雷管等。
b.猛炸药单质猛炸药有梯恩梯、黑索今、太安、六硝基芪等;混合猛炸药有铵梯炸药、按油炸药、乳化炸药、水胶炸药等。
c.火药包括黑火药、无烟火药或溶塑火药、硝化棉火药和硝化甘油火药等。
d.烟火剂包括照明剂、信号剂、曳光剂、燃烧剂及烟幕剂等,延期雷管中的延期药就属于烟火剂范畴。
2)按组份分类
a.单质炸药又称爆炸化合物。
是一种化合物,有明确的分子结构,常用的有梯恩梯、黑索今、太安、奥克托今等。
b.混合炸药又称爆炸混合物。
它本身是一种混合物,是由两种以上化学性质不同的组份组成的混合物。
混合炸药有气态、液态和固态几种形式,种类繁多,不一一介绍。
3)按应用领域分常分为军用炸药和民用炸药。
军用炸药是指应用于军事目的的炸药;民用炸药是指应用于民用目的的炸药。
民用炸药
在我国又称为工业炸药。
3.炸药的本质
炸药的本质是组成炸药的物质,其本身既含有氧化剂,又含有可燃剂。
在未被激发的状态时是一种亚稳性含能物质,在受激发后表现出强自行活化性质和自供养性质。
(所以,炸药起火燃烧不能用沙土覆盖、干粉灭火器,而要用水来扑救的原因所在。
)
4.炸药的燃烧
炸药在许多条件下(遇明火、受潮、静电、摩擦等)都可以产生燃烧现象,它与一般物质的燃烧有着本质的区别:一般物质的燃烧,外界必须要供给氧气或其他助燃气体,决定燃烧速度的主要因素之一是供氧情况;而炸药的燃烧则是一种可以自行传播的剧烈的化学反应,由于炸药的自身含有氧,因而不需要外界供给助燃气体,它可以在隔绝空气的情况下燃烧,燃烧的速度很快,有的还非常迅速,并可以转变为爆燃或爆轰。
第二节民用爆炸物品的基本特征
1.工业雷管
工业雷管是工程爆破用的一种起爆器材,用它来引爆主装炸药、传爆药柱等炸药装药,完成爆破任务。
工业雷管包含:火雷管、电雷管、导爆管雷管。
①按用途分为:普通雷管和专用雷管;
②按激发能种类分为:电雷管和非电雷管;
③按作业时间分为:瞬发雷管和延期雷管;
④按其主装炸药的净装药量分为:6号雷管(不少于0.4g)和8号雷管(不少于0.6g)两种。
1)工业电雷管:是指由电能作业而发生爆炸变化的一种雷管,它广泛应用于各种爆破作业。
按作业时间分为:瞬发电雷管和延期电雷管。
瞬发电雷管指在瞬间发生作用的电雷管,产品包括:普通瞬发电雷管、专用瞬发电雷管和煤矿许用瞬发电雷管。
延期电雷管:指起到延时作用的电雷管。
延期电雷管按作用时间分为毫秒延期、1/4秒延期、半秒延期和秒延期等。
产品包括:普通延期电雷管、专用延期电雷管和煤矿许用延期电雷管。
2)导爆管雷管
导爆管雷管是塑料导爆管雷管的简称,由导爆管和火雷管装配组成,用于无沼气、煤尘等爆炸危险的爆破工程。
产品包括:瞬发导爆管雷管和延期导爆管雷管。
瞬发导爆管雷管指在瞬间发生作用的导爆管雷管;延期导爆管雷管指起到延时作用的导爆管雷管。
延期导爆管雷管按作用时间分为毫秒、半秒和秒延期导爆管雷管等。
2.工业索类
1)工业导爆索:是传递爆轰波的一种爆破器材,用以传爆或引爆炸药装药,是工程爆破中广泛使用的一种爆破器材。
产品包括:普通导爆索、震源导爆索、油气井用导爆索、其他工业导爆索。
普通导爆索是目前大量使用的爆破器材,适用于一般露天及无沼气、煤尘爆炸危
险的场所,在爆破工程中起传爆和引爆的作用。
产品包括:棉线导爆索和塑料导爆索。
2)塑料导爆管:塑料导爆管指内壁沾附有猛炸药,以低速传播轰波的挠性塑料细管。
主要分为:普通塑料导爆管、高强度塑料导爆管。
第三节民用炸药的基本特性与安全性能
1.硝铵类炸药
1)铵油炸药
铵油炸药是由硝酸铵和燃料油组成的炸药(有时加入可燃剂如木粉等),是最简单的粉状或粒状爆炸性混合物,同时是一种钝感的中等威力的炸药。
优点是:原料来源广泛,加工简便,成本低廉,使用安全,对冲击、火焰都钝感。
缺点是:起爆感度低,通常需用起爆具引爆,爆轰的临界直径大,不抗水,爆炸能量较小,爆炸产物有毒气体量大,机械装药会产生静电,长期贮存会渗油,降低爆炸性能。
2)膨化硝铵炸药
膨化硝铵炸药是一种新型粉状工业炸药,和铵油炸药相比,提高了炸药感度,放弃了毒性较大的原料,降低了硝酸铵的吸湿结块能力,是现代工业炸药中一个重要的发展阶段。
3)重铵油炸药
重铵油炸药是由乳化基质和多孔粒状铵油炸药按不同比例组成的工业炸药,又称乳化粒状炸药或乳化铵油炸药。
重铵油炸药与铵油炸药相比,具有能量密度大、使用感度高、抗
水性强、生产工艺简单便于机械化混制和装药等优点。
2.含水炸药
1)浆状炸药
浆状炸药是以氧化剂水溶液为连续相,以燃料及敏化剂为分散相,通过交联作用形成网状结构的胶凝体系,具有抗水性强、密度高、爆炸威力大、原料来源广和安全等特点。
2)水胶炸药
水胶炸药与浆状炸药没有严格的区别,我国把以硝酸甲胺为敏化剂的浆状炸药称为水胶炸药。
水胶炸药的交联程度较好,使用有效期较长。
3)乳化炸药
乳化炸药是通过乳化剂的作用,使氧化剂的水溶液的微滴均匀的分散在含有空气泡或空心微球等多孔性物质的油相连续介质中,从而形成的一种油包水型的乳胶状炸药,又称乳胶炸药或乳化油炸药。
乳化炸药不仅有优良的抗水性能,同时还具有独特的爆炸性能,爆轰感度高,摩擦撞击感度低,有良好的稳定性。
4)粉状乳化炸药
粉状乳化炸药也是由氧化剂为水相和可燃物为油相,通过乳化技术使其充分混合乳化,形成油包水型乳化基质,然后采用喷雾干燥、冷风造型,使胶体基质雾化脱水形成一定粒度分布的具有油包水微观结构的油包水型粉状乳化炸药颗粒。
粉状乳化炸药是我国独创的一种生产工艺,炸药感度、体积威力
大,能满足爆破工作者使用粉状炸药的习惯。