炸药的爆轰爆速与间隙效应

炸药的爆炸性能炸药的爆炸性能是炸药与工程爆破效果相关的基本性能和指标，包括炸药的敏感度、爆力、爆速、猛度、殉爆距离、管道效应、聚能效应等性能指标。

一、敏感度在外能的作用下，使炸药发生爆炸的难易程度称为敏感度。

当炸药起爆所需要的外能小，则该炸药的敏感度高；反之，当炸药起爆所需要的外能大，则该炸药的敏感度低。

能够激发炸药发生爆炸反应的能量有热能、电能、光能、机械能、冲击波能等。

炸药对于不同形式的外能作用所表现的敏感度是不同的。

（1）炸药的热感度。

炸药的热感度是指在热能作用下，炸药发生爆炸的难易程度，通常用爆发点表示。

爆发点是在标准容器中放入0.05g炸药，在5min 内受热而发生燃烧或爆炸反应时的最低温度。

当炸药爆发点越高，表示炸药的热感度越低。

不同炸药有各自的爆发点，硝铵炸药为280～320℃，黑火药为290～310℃，雷管为175～180℃。

（2）炸药的机械感度。

炸药的机械感度是指炸药在外力撞击下，生产与运输时产生摩擦等机械作用下发生爆炸的难易程度。

一般采用爆炸概率法来测定。

几种炸药的撞击感度与摩擦感度见表2-1。

表2-1 几种炸药的撞击感度与摩擦感度表注梯恩梯（TNT）；黑索金（RDX）。

（3）炸药的起爆感度。

炸药的起爆感度是指在该炸药引爆时，使猛炸药发生爆轰的难易程度。

猛炸药对起爆药爆轰的感度，一般用最小起爆药量来表示。

在一定试验条件下，使1g猛炸药完全爆轰所需的最小起爆药量称为极限起爆药量。

在工程爆破中，习惯用雷管感度来区分工业炸药的起爆感度。

能用一发8号工业雷管可靠起爆的炸药称之为具有雷管感度；凡不能用一发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其不具有雷管感度。

（4）影响炸药敏感度的几个主要因素。

①温度的影响：炸药随着外界温度的增高，各项感度也随之增加，在高温环境下实施爆破作业应引起高度重视；②炸药密度的影响：一般情况下，随着装药密度的增加，炸药起爆感度会下降；当粉状铵梯炸药的装药密度大于 1.2g/cm3时，容易出现拒爆；③炸药颗粒度的影响：炸药的颗粒度主要影响炸药的爆轰感度，炸药颗粒越小，其爆轰感度越大；④炸药物理状态和晶体形态的影响：铵梯炸药受潮结块时，感度明显下降；因此，在雨季和潮湿环境下保管和使用铵梯炸药时，应采取有效的防潮措施；硝化甘油炸药在冬季冻结时，晶体形态发生变化，其感度明显提高。

题库相关试题第一章基础理论试题1.11.1.1 填空题11.影响炸药殉爆距离的因素有装药密度、药量、药径、药包外壳和连接方式。

13.炸药爆炸必须具备的三个基本要素是：变化过程释放大量的热、变化过程必须是高速的、变化过程能产生大量气体。

14．炸药化学反应的四种基本形式是：热分解、燃烧、爆炸和爆轰。

15.引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机械能、爆炸能。

16.炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。

17.炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸过程中的热传导、热辐射、介质的塑性变形。

18.炸药的热化学参数有：爆热、爆温、爆压。

19.炸药的爆炸性能有：爆速、炸药威力、猛度、殉爆、间隙效应、聚能效应。

20.炸药按其组成分类有：单质炸药、混合炸药。

21.炸药按其作用特性分类有：起爆药、猛炸药、发射药、焰火剂。

54.爆炸压力的大小取决于炸药爆热、爆温和爆轰气体的体积。

1.1.2 简答题6.什么事氧平衡？分哪几种不同情况，各有什么含义？答：氧平衡是衡量炸药中所含的氧与将可燃元素安全氧化所需要的氧两者是否平衡的问题。

根据所含氧的多少，炸药氧平衡有零氧平衡、正氧平衡和负氧平衡之分。

正氧平衡是指炸药中所含的氧将可燃元素安全氧化后还有剩余。

负氧平衡是指炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。

零氧平衡是指炸药中所含的氧正好将可燃元素完全氧化。

7.什么是爆炸？答：爆炸是某一物质系统在有限空间和极短时间内，大量能量迅速释放或急骤转化的物理、化学过程。

在这种变化过程中通常伴随有强烈放热、发光和声响等效应。

8.炸药起爆能有几种形式？答：炸药起爆能有三种形式，即热能、机械能和爆炸能。

9.何为炸药感度？答：炸药在外界能量作用下，发生爆炸反应的难易程度称为炸药感度。

炸药感度与所需的起爆能成反比，就是说炸药爆炸所需的起爆能愈小，该炸药的感度愈高。

10.炸药猛度的定义是什么？一般采用的测量方法是什么？答：炸药猛度是指炸药爆炸瞬间爆轰波和爆炸气体产物直接对与之接触的固体介质局部产生破碎的能力。

名解：爆炸：爆炸是指物质的物理或者化学急剧变化，在变化的过程中伴随着能量的急剧转化，内能转化为机械压缩能，是原来的物质或其变化产物及周围介质产生活动，进而产生巨大的机械破坏效应。

爆容：1kg炸药爆炸生成的气体在标准状况下的气体的体积称为爆容。

爆热：单位质量爆炸时所释放的热量称为爆热。

爆温：爆温是指爆炸物在爆炸时放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。

爆压：当爆炸结束，爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的流体静压值称为爆压。

声波：是指介质中的若扰动纵波，其速度称为声速。

间隙效应:混合炸药细长连续装药时，如果药柱与炮孔孔壁存在间隙，常常会发生炮轰中断或炮轰转变为燃烧的现象，称为间隙效应。

三;最小抵抗线：炸药中心到自由面的垂直距离，即炸药的埋置深度。

耦合装药：炸药直径与炮孔直径相同，炸药与炮孔壁之间不留间隙。

连续装药：炸药在炮孔内连续装填，不留间隙。

正向起爆：若起爆点置于装药顶部，爆轰传向孔底，这种起爆称为正向起爆。

反向起爆优于正向起爆。

四;光面爆破的优点:1，能减少超挖。

2，爆破后成形规则，提高了岩石轮廓质量。

3，爆破后岩体轮廓岩体不产生或者少产生裂缝，保持了围岩的稳定性和减小了其承载能力的降低程度，不需要或者很少需要加强支护，减少了支付工作和材料消耗。

4，能加快隧道掘进速度，降低成本，保证施工安全。

总之就是快速，优质，安全，高效，低耗。

光面爆破的参数有;1，炮孔装药量，炮孔装药不耦合系数或装药系数确定。

2，炮孔间距3，最小抵抗线w，在知道炮孔间距后，可利用装药的密集系数确定。

光面爆破的设计步骤：1收集资料，包括隧道或巷道开挖断面的大小，进尺，岩石类型等。

2:确定光面爆破的施工顺序，3，选择合理的光面参数，，，，，4，确定炮孔的装药结构。

5，确定起爆方式及网络的连接方式，简答：爆炸三要素：快，放出大量气体，放出大量热量。

什么是炸药的养平衡：炸药内的本身氧含量与本身可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称之为炸药的氧平衡关系。

炸药的爆轰、爆速与间隙效应爆轰是炸药在瞬间发生分解应应的一种特定形式，其实质是爆轰波有炸药中的传播。

爆轰波是炸药爆轰时的前阵面，是带冲击波的化学应区，爆轰波是爆轰作用的激发源。

爆轰的特点是：（1）化学反应区很薄，凝聚相炸药的化学反应区厚度在0.5mm~2.5mm之间；（2）化学反应区以常速传播，该速度大于炸药中的声速。

（3）在波阵面上产生很高的温度梯度和压力梯度。

一、爆速炸药中爆轰波传播的速度称为爆速。

常用炸药的爆速在2500m\s~7000m/s之间。

影响炸药爆速的因素有：（1）药柱直径。

爆速随药柱直径增大而增大，当药柱直径增大到一定值后，爆速即可接近理想爆速成药柱为理想封闭，爆轰产物不发生径向流动时即可达到理想爆速）。

反之，减少药柱直径，爆速将相应降低。

当药柱直径减小到定值后，爆轰波就不再能稳定传播，最终将导致熄爆，这是因为有效能量已减少到不能再到持爆轰波稳定传播。

爆轰波能稳定传播的最小药柱直径称为临界直径，临界直径的爆速成称为临界爆速。

（2）炸药密度。

对于单质炸药，爆速随密度的增大而增大；对于混合炸药，密度与爆速的关系比较复杂。

在一定范围内，噌大密度能提高理想爆速；但超过这个范围继续增大密度，就会导致爆速下降，最终导致熄爆。

（3）炸药粒度。

粒度虽不会影响炸药的理想爆速，但减小粒度一般能提高炸药的反应速度，减小反应时间和反应区厚度，从而减小临界直径，提高爆速。

（4）药柱外壳。

药柱外壳不会影响炸药的理想爆速。

但外壳能减小炸药的临界直径，所以当药柱直径较小，爆速距理想爆速相差较大时，增强外壳可提高爆速，其效果与加大药柱直径相同。

二、间隙效应混合炸药细长连续药柱，通常在空气中都能正常传爆。

但在炮眼内，如果药柱与炮眼孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象。

这种现象称为间隙效应(曾叫沟槽效应或管道效应)。

它不仅降低了爆破效果，而且在瓦斯矿井中进行爆破时，若炸药发生燃烧，就有引发事故的可能。

西南科技大学安全工程爆破工程考点归纳1.炸药的化学反应形式：热分解、燃烧、爆炸（爆轰）。

2。

炸药爆炸三要素：反应过程中释放大量的热能、反应过程必须高速进行、反应必须产生大量的气体.3。

常见的起爆能有:热能、机械能、爆炸冲能4.对应的炸药感度有：热感度、机械感度、爆炸冲能感度5.猛度：表示炸药对其邻近介质产生局部的压缩、粉碎或者击穿作用的能力.6.爆力：表示炸药爆炸对周围介质整体的压缩、破坏和抛移作用的能力。

7。

炸药氧平衡计算题、根据氧平衡率计算混合炸药配比的方法P338。

炸药的热化学参数：爆容、爆温、爆压、爆热爆容：单位质量的炸药爆炸后生成的气体在标态下的体积。

爆热：单位质量的炸药在定容条件下爆炸瞬间所释放的热量。

爆压：炸药爆轰结束后，爆炸产物在初始体积内达到热平衡时的流体静压值。

爆温：炸药爆轰结束后,爆炸产物在初始体积内达到热平衡时的温度。

9.按炸药使用条件分类：露天炸药（只能用于露天)、岩石炸药（地下和露天爆破工程中使用)、煤矿许用炸药（安全炸药）10.工业炸药的基本要求：性能良好，有足够的威力,破岩效果好；敏感度适中；物理、化学性质稳定，规定储存期内不易发生变质；近似零氧或零氧平衡,产生有毒气体少；防潮或防水；材料价格低廉，原料广泛,制作工艺简单。

11。

聚能穴的作用：使起爆能量相对集中，增加雷管底部的起爆能力.12.径向间隙效应(沟槽效应）:药包装入炮孔中，药包与孔壁存在一定的径向间隙时，使爆轰波的传播发生衰减,直至熄灭的现象。

13.氧化剂:95％以上是以硝酸铵为主要成分的混合炸药。

14.含水炸药主要有：浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药15.电爆网路连接形式：串联、并联、混合联16。

起爆时,流经每个电雷管的电流应满足:一般爆破，交流电不小于2。

5A，直流电不小于2A；硐室爆破，交流电不小于4A，直流电不小于2.5A17.电爆网络最佳连接计算P63页18.岩石的阻抗波：指岩石中纵波速度与岩石密度的乘积。

第一章炸药爆炸基本性质1、化学爆炸三要素。

①反应的放热性②反应过程的高速度③反应中生成大量气体产物2、炸药化学反应三种基本形式。

①缓慢分解②燃烧③爆炸3、炸药氧平衡定义、分类、计算。

定义：炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡值。

氧平衡值用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或质量分数来表示。

分类：①正氧平衡（O b>0）②负氧平衡（O b<0）③零氧平衡（O b=0）计算：例题P6若炸药的通式为C a H b N c O d，a个C原子充分氧化需要2a个O原子，b个H原子充分氧化需要b/2个O原子，则单质炸药的氧平衡值计算式为式中O b——炸药的氧平衡值；M——炸药的摩尔质量(g/mol)；16——氧的摩尔质量(g/mol)。

对混合炸药，氧平衡值计算式为或式中m i、O bi——分别为第i组分的质量分数和氧平衡值。

4、殉爆距离及影响殉爆距离的因素。

定义：主发药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离，称为殉爆距离。

影响因素：①装药密度②药量和药包直径③药包外壳和连接方式5、介质中的波与冲击波。

波定义：扰动在介质中的传播称为波。

分为压缩波和稀疏波。

冲击波定义：冲击波是一种在介质中以超音速传播的并具有压力突然跃升然后慢慢下降特征的一种高强度压缩波。

6、理想轰炸与稳定轰炸。

（P32）理想爆轰：当任意加大药包直径和长度而爆轰波传播速度仍保持稳定的最大值时，称为理想爆轰。

稳定轰炸：若爆轰波以低于最大爆速的定常速度传播时，则称为非理想爆轰。

非理想爆轰又可分为两类。

d临至d e之间的爆轰属于稳定爆轰区，在此区间内爆轰波以与一定条件的相应的定常速度传播。

在药包直径小于d临的区域属于不稳定的爆轰区。

稳定爆轰区和不稳定爆轰区合称非理想爆轰区。

7、侧向扩散对反应区结构的影响。

（P33）图1-18表示侧向扩散对化学反应区结构的影响。

扩散自药包周边向中心发展。

反应区未受侧向扩散影响的部分称为有效反应区。

炸药的爆炸参数与性能一、炸药的爆炸参数(一)爆速爆速是炸药爆炸时爆轰波沿炸药内部传播的速度。

炸药爆速的高低与许多因素有关，首先取决于炸药自身的性质，其次还与装药直径、装药密度以及颗粒度、外壳、附加物等因素有关。

爆速是炸药的重要参数之一。

爆速愈高，炸药的爆炸能力愈大。

常用工业炸药的爆速通常为3000-4000m/s，低爆速炸药的爆速通常为2000m/s左右。

(二)爆热爆热是在一定条件下单位质量炸药爆炸时放出的热量，通常用符号Q v表示。

爆热是炸药爆炸做功的能量指标。

常用工业炸药的爆热为3000-4000kJ/kg。

(三)爆温爆温是炸药爆炸时放出的热量使爆炸产物定容(指爆炸产物的容积与炸药爆炸前的体积相同的情况)加热所达到的最高温度(℃)。

一般来讲，炸药的爆温愈高，气体产物的压力就愈大，对外界做功的能力也就愈大。

在实际应用中，不是爆温愈高愈好。

通常水下爆破炸药要求有较高的爆温，以提高水中爆破效果；对于煤矿安全炸药则要求有较低的爆温，以降低点燃瓦斯的可能性。

常用工业炸药的爆温为2300-3000℃，单质炸药的爆温为3000-5000℃。

(四)爆容爆容又称炸药的比容，是单位质量炸药爆炸时生成的气体产物在标准状态下(0℃和0.101MPa) 所占的体积(%) 。

通常炸药的爆容愈大，做功能力也愈大。

爆容只是一定条件下的相对值。

常用工业炸药的爆容为900L/kg左右。

(五)爆压爆压是炸药爆炸时生成的高温高压气体产生的压力。

通常有两个含义：(1)指爆轰压力，又称C-J压力，它是炸药爆炸时爆轰波阵面上的压力p1。

常用工业炸药的爆轰压为3000-3500MPa。

爆轰压可由试验测定，也可由理论计算得出。

(2)指爆炸产物压力，它是炸药爆炸做功时爆炸产物的压力p2，通常爆炸产物压力是爆轰压力的一半左右。

二、炸药的爆炸性能(一)做功能力炸药爆炸对周围介质所做的总功称为炸药的做功能力。

炸药的做功能力又称爆力或威力，它是炸药的爆炸产物对周围介质做功的能力。

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。