爆破工程复习提纲汇总
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1、炸药是在在一定条件下,能够发生快速化学反应,翻出巨大能量,生成大量气体产物,显示爆炸效应的化合物或混合物.爆炸三要素:①反应过程中释放大量的热能;②反应过程必须高速进行;③反应必须产生大量的气体。
氧平衡是指炸药中实际含氧量与使炸药中的碳、氢完全氧化所需要的氧量之间的相差程度。
可分为三种情况:①零氧平衡:炸药中的含氧量恰好能够使碳、氢元素完全氧化;生成二氧化碳和水;②正氧平衡:炸药中的含氧量使全部碳、氢元素完全氧化后还有剩余,易出现一氧化氮和二氧化氮;③负氧平衡:炸药中的含氧量不足以将碳、氢元素完全氧化,爆炸产物中出现一氧化碳.影响炸药爆炸有毒气体生成量的原因主要有:②炸药的氧平衡率;②爆炸反应不完全;③岩石性质的影响。
2、①起爆:炸药在外能做用下发生爆炸的过程称为起爆.②感度:又称敏感度,是指炸药在外能做用下发生爆炸的难易程度。
③爆速:是指爆轰波在炸药中的传播速度。
④爆容:1Kg炸药爆炸时所生成的气体产物,换算到标准状态下的体积。
单位:L/Kg.⑤爆热:1kg炸药爆炸时所释放的热量,单位为J/kg或kJ/kg.爆热是气体膨胀做功的能源。
⑥爆温:炸药爆炸时放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度.⑦爆压:爆炸产物在爆炸反应完成瞬间所达到的压力,单位:MPa。
⑧爆力:是表示炸药爆炸对周围介质整体的压缩、破坏和抛移等作用的能力,是炸药爆炸时总的做功能力的相对指标。
⑨猛度:是表示炸药爆炸对其临近介质产生局部的压缩、粉碎或击穿的能力。
⑩殉爆:是指一个药包爆炸后,引起与它相接触的临近药包爆炸的现象。
主动药包引爆从动药包的最大距离称为殉爆距离。
3、对工业炸药的基本要求:①炸药性能良好,有足够的威力,破岩效果好;②炸药敏感度适中;③物理化学性能稳定,在规定的储存期内不变质或失效;④零氧或近似零氧平衡,爆炸后生成的有毒气体尽量少;⑤防潮或防水性好;⑥原料来源广泛,制造工艺简单,成本低。
按使用条件分类:①露天炸药:只允许用于露天爆破;②岩石炸药:可以在露天和无瓦斯、矿尘爆炸危险的地下爆破中使用.③安全炸药:可用于有沼气和矿尘爆炸危险的地下爆破。
爆破工程复习纲要重点章节:第一、三、四、五、六、九章第一章炸药与爆炸基本理论1、广义爆炸?爆炸(从化学变化的角度如何定义)?爆破?2、炸药发生化学变化三种基本形式,如何相互转化?3、炸药爆炸三要素?4、炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药概念。
5、氧平衡?通式,计算方法。
工业炸药一般应使其氧平衡接近于____氧平衡。
6、爆热、爆温、爆容、爆炸压力?爆炸压力与爆轰压力有何不同?7、冲击波?爆轰波及其与冲击波的关系。
8、凝聚炸药爆轰反应三机理?炸药爆轰往往是几种机理共同作用的结果?9、炸药感度概念?热感度(爆发点)、机械感度、撞击感度、摩擦感度、起爆感度、雷管感度?10、热点起爆理论?爆炸物直接作用于炸药的起爆机理。
11、炸药爆速(影响因素)及其测定。
药柱直径与爆速关系?12、炸药做功能力(炸药威力)、猛度、殉爆距离概念及其测定方法13、沟槽(管道)效应?如何消除?14、聚能效应第二章工业炸药1、工业炸药分类2、铵梯炸药药卷规格(外径、质量)3、普通铵油炸药与重铵油炸药的起爆感度以及组份中的油相有何不同?4、浆状炸药为____型(O/W)悬浮体或凝胶状炸药;乳化炸药为____型(W/O) 乳胶状炸药。
除浆状炸药外,乳化炸药与水胶炸药均具有_____感度?除浆状炸药外,乳化炸药与水胶炸药均具有____效应小_____距离长的特点。
含水炸药主要缺点?第三章起爆器材与起爆方法1、起爆器材与爆破器材之间的关系。
2、常用起爆系统(方法)3、电雷管可分为___号与___号两种。
4、普通电雷管分为哪两种?5、毫秒延期电雷管的延期元件有哪两类?6、延期电雷管作用原理。
7、煤矿许用电雷管段别分为___段,最长延期时间不超过____ms。
8、电雷管性能参数相关概念【(全)电阻、安全电流、发火电流、串联准爆电流、发火冲量】9、串联准爆电流的工程意义【与串联网路中雷管拒爆的关系】?10、常用电力起爆电源?11、用动力电或照明电起爆时,必须设置____个双刀双掷刀闸,分别作为___开关与___开关。
《爆破工程》复习参考一、名词解释1、炸药的氧平衡:炸药中实际含氧量与可燃元素充分氧化所需氧含量相比之间的差值称为该炸药的氧平衡值。
2、爆轰波:在炸药中传播的伴随有快速反应区的冲击波称为爆轰波。
3、炸药的感度:在外界能量的作用下,炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
4、最小抵抗线:药包重心至最近自由面的最短距离叫最小抵抗线。
5、殉爆:炸药爆炸后引起其周围一定距离处炸药发生炮轰的现象。
6、殉爆距离: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。
7、岩石的波阻抗:岩石的密度与纵波在该岩石中传播的速度的乘积称为该岩石的波阻抗.8、欲裂爆破:沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成欲裂缝,以减弱主爆区爆破是对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术。
9、光面爆破:沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整轮廓面的爆破作业称为光面爆破。
10、炸药的单耗:群药包的总装药量与群药包一次爆破的岩体总体积的比值称为单位岩石耗药量。
11、岩石的可爆性:岩石在炸药爆炸作用系发生破碎的难以程度。
12、间隙效应:混合炸药(特别是硝铵类混合炸药)细长连续装药时,通常在空气中都能正常传播,但在炮孔内如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙,常常会发生炮轰中断或炮轰转变为爆燃的现象。
13、炸药的聚能效应:利用爆炸产物运动方向与装药表面垂直或大致垂直的规律,做成特殊形状的装药,也能使爆炸产物聚集起来,提高能流密度,增强爆炸作用的现象。
14、不耦合装药:15、霍普金森效应:二、填空题1.使用电雷管爆破时,流经每个电雷管的电流为:一般爆破交流电不小于_ ____,直流电不小于______;大爆破时交流电不小于______,支流电不小于______。
答案:2.5A 2.0A 4.0A 2.5A2.导火索是传递火焰的起爆器材,其索芯是______;导爆索是传递的起爆器材,其索芯是______或______。
爆破工程复习提纲1.炸药爆炸时普遍具有哪些特征?爆炸是指炸药以每秒数百米至数千米的速度进行的化学反应过程。
因此炸药的爆炸时会:1)释放出大量的热量,温度升高;2)产生大量高压高温气体并对外界进行做功;3)反应速度极快。
P24-25(38)2.正氧平衡的炸药在爆轰过程中会生成哪些有毒气体?由于氧气充足,因而炸药中的氮元素将被氧化而生成NO、NO2等有毒氮氧化物。
P35 3.负氧平衡的炸药在爆轰过程中会生成哪些有毒气体?氧气不足,其中的碳元素不能被充分氧化,从而生成CO为主的有毒气体。
P364.炸药的氧平衡状态对炸药的威力大小有无影响? 如有影响,会有什么影响?有影响。
理论上分析,零氧平衡的炸药爆炸反应时的放热量最大,而正氧平衡尽管反应放出的热量也较大,然而多余的氧气在高温条件下容易与爆轰产物中的氮反应生成氮氧化物,这是一个吸热反应,会减小炸药的反应生成热,降低爆炸威力。
而负氧平衡的炸药由于自身含氧量不足,将有部分的碳不能完全被氧化,是放热量大为降低,炸药威力下降。
P37 5.计算单质炸药和混合炸药的氧平衡率的具体方法。
P366.何谓炸药的感度、猛度、爆力、爆速、殉爆距离? 各自的意义是什么?感度(敏感度):指炸药早外能作用下发生爆炸反应的难以程度。
意义:感度是炸药能否实用的关键性能之一,是炸药安全性和作用可靠性的标度。
P28猛度:指炸药爆炸时对爆破对象的冲击、破碎能力,用它表征炸药的做功功率、爆破产生应力波和冲击波的强度。
意义:是衡量炸药爆炸特性和爆炸作用的重要指标。
P38 爆力:炸药能量对外界做功的原因是在于爆炸瞬间迅速释放化学能,将爆炸生成的气体产物立即加热到数千摄氏度的高温,并在气体产物中造成数万兆帕的高压状态,导致气体产物向周边急速膨胀而做功。
炸药的这种爆炸做功的能力便是爆力。
意义:是反映炸药爆轰在介质内部做功的性能,是衡量炸药爆炸作用性能的重要指标。
P39爆速:在炸药的传爆过程中,爆轰波的传播速度就是爆速。
工程爆破复习重点第一章1.炸药爆炸的三要素。
①放出热量②生成气体产物③反应的高速度2.氧平衡的概念及氧平衡的计算。
氧平衡是指炸药中所含的氧完全用以氧化其所含的可燃元素后,所多余或不足的氧量。
3.爆温、爆热、爆容、爆炸压力的概念及改变爆热的途径。
①爆温:炸药爆炸时放出的热量使爆炸产物定容加热所达到的最高温度称为爆温。
②爆热:在规定条件下,单位质量炸药爆炸时放出的热量称为炸药的爆热。
改变途径:⑴改善炸药的氧平衡。
⑵加入高能元素或高能量的可燃剂。
③爆容:又称比容,是单位质量炸药爆炸时生成的气体产物在标准状况(0℃、1个大气压)下所占的体积,常用的单位是L/㎏。
④爆炸压力:炸药爆炸时生成的热气体所产生的压力称为爆炸压力。
4.凝聚炸药的爆轰反应机理。
①均匀灼烧机理②不均匀灼烧机理③混合反应机理。
5.炸药的物理状态和装药条件对感度的影响。
①温度的影响:随着温度的增高,炸药的各种感度都增加,在高温介质中爆破应引起充分重视。
②炸药物理状态与晶体形态的影响:铵梯炸药受潮结块时,感度明显下降;硝化甘油炸药冻结时,晶体形态发生变化,感度明显提高(普通型硝化甘油储运温度不低于10℃,难冻型不低于-20℃)③炸药颗粒度:一般情况下,颗粒越小,炸药的爆轰感度越大。
④装药密度的影响:装药密度主要影响起爆感度和火焰感度,通常,随着装药密度的增加,炸药的起爆感度和火焰感度都下降。
粉状铵梯炸药的装药密度大于1.2kg/cm³时,容易出现拒爆。
⑤附加物的影响:在炸药中掺入附加物可以显著地影响炸药的机械感度(当附加物硬度较高时如石英砂、碎玻璃可能使炸药的机械感度增高,这类物质叫增感剂。
另外一类较软且热容量大的物质,如水、石蜡等,掺入后使炸药感度降低,称为钝感剂)。
6.影响爆速的因素。
①药柱直径②炸药密度③药柱外壳7.沟槽效应的概念、产生的原因及其消除方法。
混合炸药细长的连续药柱,在炮眼,如果药柱与炮眼孔壁间存有间隙,常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象,这种现象称为沟槽效应。
爆破⼯程期末复习资料爆破⼯程总复习思考题⼀、填空题1.铵梯炸药的主要成份为硝酸铵、梯恩梯和⽊粉2.炸药的感度主要有撞击感度、摩擦感度、起爆感度等。
3. 导爆管起爆系统主要包括击发元件、连接元件、传爆元件、起爆元件。
4.炸药爆炸的类型有物理爆炸、核爆炸和化学爆炸。
5.炸药爆炸必须具备的三个条件是放热性、⾼速度和⽣成⼤量的⽓体。
6. 按照作⽤特性和⽤途,炸药可以分为起爆药、猛炸药、发射药、烟⽕剂四类。
7.常⽤⼯业导⽕索的燃速为100s/m;普通导爆索的爆速不低于6000 m/s。
8. 炸药的氧平衡可分为三种情况,即正氧平衡、负氧平衡、零氧平衡。
9. 含⽔炸药是指浆状炸药、⽔胶炸药、乳化炸药的总称。
10.采⽤电雷管爆破⽹路时,流经每个电雷管的电流:⼀般爆破交流电流不⼩于2.5A,直流电不⼩于2A;⼤爆破时交流电不⼩于4A,直流电不⼩于2.5A。
11. 露天台阶爆破多排孔布孔⽅式有⽅形、矩形和三⾓形(梅花形)三种。
12. 隧道/井巷掘进爆破的掏槽眼可分为倾斜眼掏槽、平⾏空眼直线掏槽和混合式形式。
13.⼯程中使⽤电爆⽹路时规定:必须使⽤专⽤的爆破测量仪表逐个测定每个电雷管的阻值。
14. 《爆破安全规程》规定:当选择⽤于同⼀爆破⽹路的电雷管时应遵循同⼚同批同型号。
15.爆破药包的最⼩抵抗线是指⾃药包重⼼到最近⾃由⾯的最短距离。
16.根据爆破作⽤指数n值的不同,可将爆破作⽤分为标准抛掷爆破、加强抛掷爆破、减弱抛掷爆破、松动爆破。
17.炸药爆炸性能的主要指标有爆速、威⼒、猛度、聚能效应。
18.国产电雷管最⾼安全电流:康铜丝为,镍铬丝为。
19. 爆破危害包括早爆与拒爆、爆破地震、有毒⽓体、空⽓冲击波与噪⾳、爆破飞⽯、易燃易爆⽓体或粉尘。
21.爆破过程中⽣成的有害⽓有⼀氧化碳、⼆氧化氮、⼆氧化硫、硫化氢、⽡斯、氨⽓、五氧化⼆氮。
22.在⼯程上,炸药的感度是指__热感度__和___机械感度_。
23. 爆发点量测实验的延滞期⼀般取5min24.测定炸药爆发点、机械感度和摩擦感度的装置分别是爆发点测定器_垂直落锤仪__和_摆式摩擦仪。
爆破⼯程复习⼤纲爆破⼯程复习⼤纲第⼀章炸药爆炸基本理论1.何谓爆炸现象?有何特点?⼀般地说,压⼒急剧释放的现象都可称为爆炸。
⽕药的快速燃烧、炸药爆轰都是爆炸、从核爆到锅炉、煤⽓罐爆裂,岩爆也都是爆炸。
爆炸现象的主要特点有(1)在极短时间内产⽣⾼温、⾼压⽓体的骤然膨胀;(2)在爆炸点周围介质中发⽣急剧的压⼒突跃;(3)伴有声、光现象。
2.爆炸现象哪⼏类?根据其本质的不同可分为三类(1)物理爆炸;(2)化学爆炸;(3)核爆炸。
3.形成化学爆炸的必要条件是什么?化学爆炸的必要条件是(1)爆炸过程必须放出⼤量的热量;(2)化学反应过程必须是⾼速的;(3)化学反应过程应能⽣成⼤量的⽓体产物。
4.什么是炸药?炸药的主要成分是什么,各起何作⽤?炸药是在⼀定条件下,能够发⽣快速化学反应,放出能量,⽣成⽓体产物,显⽰爆炸效应的化合物或混合物,主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)四种元素组成,其中O 为氧化剂,C、H为还原剂,N为载氧体。
5.起爆药和猛炸药各有何特点?起爆药主要有雷汞、氮化铅、⼆硝基重氮酚等,其主要特点是感度⾼,威⼒不⼤,仅做起爆⽤。
猛炸药分单质猛炸药和混合猛炸药。
单质猛炸药主要有梯恩梯、⿊索⾦、特屈⼉、太安、硝化⽢油等。
主要的混合猛炸药有铵梯类炸药、铵油类炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、⽔胶炸药、乳化炸药等⼯业炸药。
猛炸药的主要特点是感度⼩、威⼒⼤,作为炮孔、弹体主装药,被起爆后对介质做功,威⼒⼤。
6.什么是炸药的起爆?起爆能的形式主要有哪⼏种?起爆是指在外部起爆能作⽤下,炸药从不稳定状态到稳定状态的化学体系变化过程。
起爆能的形式主要有:热能、机械能和爆炸冲能。
7.什么是炸药的感度?研究炸药感度有何意义?炸药感度是指炸药在外能作⽤下发⽣爆炸反应的难易程度。
感度⾼的,所需起爆能⼩。
研究炸药感度的意义是(1)关系到炸药在制造、运输、搬运、储存、使⽤过程中的安全。
(2)关系到装药能否安全起爆,对爆破效果有重要作⽤。
爆破工程复习纲要完整解答第一章炸药与爆炸基本理论1、广义爆炸?爆炸(从化学变化的角度如何定义)?爆破?广义爆炸:爆炸是物质急剧的能量释放过程,能量在瞬间急剧释放或转化的现象都可以称为爆炸。
爆炸化学角度:由化学变化引起的爆炸成为化学爆炸。
如,瓦斯煤尘爆炸,炸药爆炸。
工程爆破:指利用炸药能量对介质做功,以达到预定工程目标的作业。
.2、炸药发生化学变化三种基本形式,如何相互转化?1,缓慢分解,2,燃烧,3,爆炸,在一定的条件下,炸药的上述三种变化形式都是能够相互转化的;缓慢分解可因热量不能及时散失而发展为燃烧、爆炸;反之,爆炸也可以转化为燃烧、缓慢分解。
3、炸药爆炸三要素?1,放出热量,2生成气体产物,3反应的高速度4、炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药概念。
炸药,是在一定的外界能量的作用下,由自身能量发生爆炸的物质。
单质炸药:由单一化合物组成的炸药,又称单体炸药或化合炸药。
混合炸药:由两种或两种以上的物质组成的炸药。
起爆药:指在较弱的初始冲能作用下即能发生爆炸,且爆炸速度变化大,易于由燃烧转爆轰的炸药。
猛炸药:指那些利用爆轰所释放的能量对介质做功的炸药。
5、氧平衡?通式,计算方法。
工业炸药一般应使其氧平衡接近于____氧平衡。
氧平衡:指炸药中所含的氧用以完全氧化其所含的可燃元素后,所多余或不足的氧量。
(1) 通式为CaHbOcNd(a,b,c,d分别表示一个炸药分子中碳,氢,氧,氮的原子个数)计算方法:单质炸药:OB=[c-(2a+0.5b)]*16/M混合炸药:OB=OB1m1+OB2m2+…+Obnmn,使其氧平衡接进于零的氧平衡6、爆热、爆温、爆容、爆炸压力?爆炸压力与爆轰压力有何不同?爆热:在规定条件下,单位质量炸药爆炸时放出的热量称为炸药的爆热爆温:炸药爆炸时放出的热量使爆炸产物定容加热所达到的最高温度爆容:指单位质量炸药爆炸时,生成的气体产物在标准状况下(0 ℃、1 个大气压) 所占的体积(L/kg)爆炸压力:炸药爆炸时生成的热气体所产生的压力称为爆炸压力7、冲击波?爆轰波及其与冲击波的关系。
1.爆容是指1kg炸药爆炸生成的气体产物在标准状态下的体积。
2.爆热是指单位质量弹药在定容条件下爆炸所释放的热量。
3.感度是指炸药在外界作用下发生爆炸反应与否以及爆炸反应的难易程度。
4.猛度是指炸药爆炸产生冲击波和应力波的作用强度。
5.冲击波是指在介质中意超声速传播并能一起介质的状态参数发生突跃升高的一种特殊形式的压缩波。
6.爆轰波是指在炸药中传播并伴随着高速化学反应的冲击波。
7.爆炸的三要素:1反应的放热性;2生成大量气体产物;3反应的高速度8.Z-N-D模型:把爆轰波看作由一个前沿冲击波和一个化学反应区构成,未反应的炸药先在冲击作用下变的高温、高密度,然后以有限速率的化学反应,经过一个连续的化学反应区变成终态的爆轰产物。
9.火工品的使用要求:1合适的感度;2适当的威力;3环境适应性;4尺寸小型化10.稳定爆轰条件:当爆轰波定型传播时,在爆轰波雨果尼奥曲线上只有一点与爆轰过程相对应,这一点就是与之相切的点C(p2,v2),C点就是C-J面上的状态参数,而与冲击波曲线的交点B(p1,v1)即是前沿冲击波的波阵面参数。
以上这个条件即是爆轰波稳定传播的条件,又叫C-J条件。
11.拆除爆破(方案)有哪些:钻孔爆破,水压爆破和外部爆破。
钻孔爆破适用于建筑群、高层建筑以及大块体结构物的拆除:水压爆破一般在拆除封闭或半封闭的容器型构筑物中比较常用;外部爆破通常较多应用于特殊条件下的爆破作业、紧急救灾救险方面。
12.风动凿岩机内设有冲击机构、旋转机构、排粉机构、润滑系统和控制凿岩机工作的操控系统。
13.自由面的作用:1反射应力波;2改变岩石的应力状态和强度极限;3自由面是最小抵抗线方向14.延时爆破的特点:毫秒延时爆破相邻药包以极短的毫秒级时间间隔顺序起爆,使各药包产生的能量场相互影响而产生良好的爆破效果。
正确地应用毫秒延时爆破能减少爆破后出现的大块率和碎块的飞散距离,降低地震波、空气冲击波的强度,得到良好的堆积体,实现建(构)筑物拆除爆破的顺序解题。
爆破工程复习题一、填空题1.炸药爆炸必须具备的三个基本要素是放热量大、反应速度快、生成大量气体。
2.炸药的爆炸产物均以气体为主,影响其种类与数量的因素主要为氧平衡,其次是反应完全程度和周围介质。
3.炸药的爆炸性能有爆速、爆力(威力)、猛度、殉爆和间隙效应、聚能效应。
4.炸药按用途及作用特性分为起爆药、猛炸药、发射药、焰火剂;按组成分为单质炸药和混合炸药。
5.工业炸药按其主要化学成分可分为硝铵类、硝化甘油类、芳香族硝基化合物类;铵油炸药的主要成分是硝酸铵、柴油和木粉,三种成分的配比通常是92:4:4。
6.目前工程爆破中常用的起爆器材有雷管、导火索、导爆索、导爆管和继爆管等,一切工程爆破几乎都不可缺少的起爆器材是雷管。
7.工程爆破中使用的索状起爆器材包括导火索、导爆索和塑料导爆管;工业雷管按引爆方式可分为火雷管、电雷管和导爆管雷管。
8.火雷管一般由管壳、起爆药(正装药)、加强药(副装药)和加强帽等组成,它是一切雷管的基础。
电雷管和火雷管在结构上的共同区别是多一个电点火装置;延期雷管与瞬发雷管的共同区别是多一个延期装置。
9.工业导火索以黑火药为药芯,装药量为7—8g/m,燃速为100—125s/m;普通导爆索多以黑索金或泰安为药芯,装药量为12—14g/m,爆速达6500m/s以上;导爆管内壁涂药主要为奥克托金或黑索金,药量仅为14—16mg/m,爆速一般为1950m/s左右。
10.导爆管的击发方式主要有击发工具(击发枪)、雷管、导爆索三种,导爆管起爆网路通常由击发元件、传爆元件、起爆元件和连接元件组成。
11. 导爆索是传递爆轰的起爆器材,导爆索起爆网路通常由导爆索、继爆管和雷管组成。
搭接时两根导爆索搭接长度应≮15cm,支线和主线传爆方向应<90°。
12.构成电力起爆法的器材有电雷管、导线、起爆电源和测量仪表;常用的电雷管包括瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。
13.电力起爆法常用的起爆电源有照明电、动力电和起爆器等。
一、爆破器材与起爆方法1炸药基本概念及其爆炸必须具备的3个条件爆炸是物质系统一种极为迅速的物理或化学能量释放或转化的过程。
根据爆炸原因,可将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸以及核爆炸。
炸药爆炸必须具备3个基本条件。
(1)变化过程释放大量的热炸药在爆炸瞬间释放出巨大热能。
如果反应过程中不放热或放热很少,则不具备爆炸的特征。
例如,在常温下硝酸铵的分解是一个吸热反应,不能发生爆炸;但加热到2000c左右时,分解反应为放热反应,如果放出的热量不能及时散失,炸药温度就会不断升高,促使反应速度不断加快和放出更多的热量,最终就会引起硝酸铵的燃烧和爆炸。
(2)变化过程必须是高速的只有高速度的化学反应,才能忽略能量转化过程中热传导和热辐射的损失,在极短的时间内将反应形成的大量气体产物加热到数千摄氏度,压力猛增到几万乃至几十万大气压,高温高压气体迅速向四周膨胀作功,便产生了爆炸现象。
(3)变化过程应能生成大量的气体炸药爆炸所释放出的热能必须借助气体介质的膨胀才能转化为机械功。
因此,这也是不可缺少的条件。
2、炸药化学变化的基本形式根据化学反应的激发条件、炸药性质和其它因素的不同,炸药化学变化过程可能以不同的速度进行传播,同时在性质上也有重大区别。
按照其传播性质和速度的不同,可将炸药化学变化的基本形式分为4种:热分解、燃烧、爆炸和爆轰。
(1)热分解炸药和其它物质一样,在常温下也要进行分解作用,但分解速度很慢,不会形成爆炸。
当温度升高时,分解速度加快,温度继续升高到某一定值(爆发点)时,热分解就能转化为爆炸。
(2)燃烧燃烧是伴随有发光、发热的一种剧烈氧化反应。
与其它可燃物一样,炸药在一定的条件下也会燃烧,不同的是炸药的燃烧不需要外界提供氧,也就是说,炸药可以在无氧环境中正常燃烧。
与缓慢热分解不同,炸药的燃烧过程只是在炸药的局部(即反应区)内进行并在炸药内传播。
(3)爆炸与燃烧相比较,爆炸在传播的形态上有着重大的本质区别。
燃烧通过热传导来传递能量和激起化学反应,受环境条件的影响较大,而爆炸则借助于压缩冲击波的作用来传递能量和激起化学反应,基本上不受环境条件的影响;燃烧产物的运动方向与反应区的传播方向相反,而爆炸产物的运动方向则与反应区的传播方向相同。
(4)爆轰炸药以最大而稳定的爆速进行传播的过程叫爆轰。
它是炸药所特有的一种化学反应形式,与外界的压力、温度等条件无关。
不同炸药的爆轰速度不同,一般为每秒数千米。
在爆轰条件下,爆炸具有最大的破坏作用。
爆炸和爆轰并无本质区别,只是传播速度不同而已。
爆轰的传播速度是恒定的,爆炸的的传播速度是可变的。
在这个意义上讲,也可以认为爆炸就是爆轰的一种形式,即不稳定的爆轰。
在一定条件下,炸药的上述四种变化形式可以互相转化:炸药的热分解在一定条件下可以转变为燃烧,而炸药的燃烧随着温度和压力的增加可能发展转变为爆炸,直至爆轰3、炸药的爆速、威力、殉爆距离、沟槽现象的基本概念爆速:爆轰波在炸药中的传播速度称为爆轰速度,简称为爆速,通常以m/s或km/S 表示。
炸药威力:炸药的作功能力。
单位ml。
炸药的猛度:系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。
单位mm。
沟槽效应,也称管道效应、间隙效应,就是当药卷与炮孔壁间存在有月牙形空间时,爆炸药柱所出现的自抑制——能量逐渐衰减直至拒(熄)爆的现象。
殉爆距离:一个药包(卷)爆炸后,引起与它不相接触的邻近药包(卷)爆炸的现象,称为殉爆。
殉爆在一定程度上反映了炸药对冲击波的感度。
通常将先爆炸的药包称为主发药包,被引爆的后一个药包称为被发药包。
前者引爆后者的最大距离叫做殉爆距离,一般以厘米计聚能现象:在某种特定药包形状(如,药包底部有凹槽)的影响下可以使爆炸的能力在空间上重新分配,大大增强对某一方向的局部破坏作用,药包底部有凹槽交聚能穴,这种现象就聚能现象。
4、导爆管雷管的结构非电毫秒雷管结构示意图1-导爆管;2-塑料连接;3-消爆空腔;4-空信帽;5-延期药;6-加强帽;7-正起爆药;8-副起爆药;9-金属壳。
5电子雷管电子雷管是一种延期时间根据实际需要可以任意设定并精确实现发火延时的新型电能起爆器材,具有使用安全可靠、延期时间精确度高、设定灵活等特点,已被称为爆破技术的一场革命。
(1)电子雷管结构电子雷管是在原有雷管装药的基础上,其延期装置不是传统的延期药,而是采用具有电子延时功能的专用集成电路芯片实现延期的雷管。
利用电子延期精度可靠、可校准的特点,使雷管的延期精度和可靠度极大提高,延时时间可以精确到1ms,且延时时间由现场爆破员按其意愿设置。
传统雷管与电子雷管结构示意图不同之处:延期结构和点火头的位置,传统雷管的延期结构为化学物质,电子雷管的延期采用集成电路芯片;传统雷管点火头位于延期体之前,由延期体引爆雷管的正起爆源,电子雷管的点火头位于延期体后,直接引爆雷管的正起爆药。
目前,工程上广泛使用的电雷管和导爆管雷管的延期方法主要采取控制化学药剂燃烧速度。
采用化学延期药剂实现延期,由于受工艺水平的影响,精度较差,延期误差为±10ms~±150ms。
电子雷管是一种可以任意设定并准确实现延期发火时间的新型电雷管,其本质是采用一个微电子芯片取代普通电雷管中的化学延期药与电点火元件,不仅大大地提高了延时精度,而且控制了通往引火头的电源,从而保证了雷管的安全。
采用电子延期在延期精度和延期时间上远比药剂延期精确,延期精度在±0.1%以内。
常规电雷管和导爆管雷管,由于其延时误差大,实现不了错峰降振;常规雷管段数少,一般为15段位,个别为20个段位,最长延时时间一般小于1000ms,在复杂环境隧道的钻爆施工时,由于同时起爆的炮孔数量较多,产生的振动较大。
电子雷管最大延时时间为15~16s,延时精准,可以实现错峰降振,复杂环境隧道可以实现单孔起爆,极大降低爆破产生的振动。
电子雷管为以前不能采用爆破方法的工程或采用爆破方法引起众多麻烦的工程,提供了一个可以采用爆破方法进行安全、快速施工的技术工具。
目前正在铁路系统推广应用。
乳化炸药乳化炸药是以氧化剂水溶液为分散相,以不溶于水、可液化的碳质燃料作连续相,借助乳化作用及敏化剂的敏化作用而形成的一种油包水(W/O)型特殊结构的含水混合炸药。
(1)其主要成分及作用①氧化剂水溶液。
主要为硝酸铵过饱和溶液,占乳化炸药质量的90%左右。
②油相材料。
可广义理解为一种不溶于水的有机化合物,当乳化剂存在时,与氧化剂水溶液一起形成油包水(W/O)型乳化液。
③乳化剂。
乳化剂作用使油水相互紧密吸附,形成比表面积很高的乳状液并使氧化剂同还原剂的耦合程度增强。
乳化剂含量一般为乳化炸药总量的1~2%。
④敏化剂。
单质猛炸药(梯恩梯、黑索金等)、金属粉(铝、镁粉等)发泡剂(亚硝酸钠等)、珍珠岩、空心玻璃微球、树脂微球等都可以作为乳化炸药的敏化剂。
因发泡剂、珍珠岩、树脂微球等的加入可以调整炸药密度,所以又称为密度调节剂。
⑤其它添加剂。
包括乳化促进剂、晶形改性剂和稳定剂等,用量为0.1~0.5%。
二、炸药爆炸的基本理论1炸药起爆的基本理论(1)炸药的热能起爆理论该理论的基本要点是在一定的温度、压力和其他条件下,如果一个体系反应放出的热量大于热传导所散失的热量,就能使该体系发生热积聚,从而使反应自动加速而导致爆炸。
就是说,爆炸是系统内部温度渐增的结果。
(2)炸药的机械能起爆理论——灼热核理论。
灼热核理论认为,当炸药受到撞击、摩擦等机械能作用时,并非受作用的各个部分都能被加热到相同的温度,而只是其中的某一部分或几个极小的部分。
例如个别晶体的棱角处或微小气泡处,首先被加热到炸药的爆发温度,促使局部炸药首先起爆,然后迅速传播至全部。
这种温度很高的微小区域,通常被称为灼热核。
(3)炸药的爆炸冲击能起爆理论实践表明,均相炸药(即不含气泡、杂质的液体或晶体炸药)和非均相炸药的爆炸冲击能起爆机理是不同的。
①均相炸药的爆炸冲击能起爆过程。
其过程大致是,主发装药爆炸产生的强冲击波进入均相炸药,经过一定的延迟以后,便开始在其表面形成爆轰波。
这个爆轰波是强冲击波通过后,在已被冲击压缩的炸药中发生的,此时爆轰波的传播速度比正常的稳定爆速大得多。
虽然它开始是跟随于强冲击波的后面,但经一定的距离后,它会赶上冲击波阵面,其爆速突然降低到略高于稳定的值,然后慢慢地达到稳定爆轰。
一般地说,均相炸药的爆炸冲击能起爆,取决于临界起爆压力值(P k)。
例如,1.6g/cm3的硝化甘油炸药,其临界起爆压力值P k=8.5x109Pa;而1.8g/cm3的黑索金炸药,其临界起爆压力值P k=10x1010Pa。
②非均相炸药的爆炸冲击起爆过程非均相炸药的爆炸是指物理性质不均匀的炸药。
这种物理性质不均匀即可以是不同物质的相互混合,也可以是炸药中留有空气间隙,或二者皆有之。
非均相炸药的爆炸冲击起爆和均相炸药的爆炸冲击起爆有很大不同,这是由于非均相炸药反应是从局部“热点”处扩展开的,而不像均相炸药反应那样能量均匀地分配到整个起爆面上,这样非均相炸药所需的临界起爆压力值(P k)要比均相炸药小。
实际上,非均相炸药的爆炸冲击能起爆是可以用灼热核理论进行解释的。
2爆轰波的概念炸药爆轰时,其前阵面是带有冲击波的化学反应区,该阵面称为爆轰波。
3炸药的3种氧平衡概念①零氧平衡。
系指炸药中所含的氧刚够将可燃元素完全氧化。
②正氧平衡。
系指炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化后还有剩余。
③负氧平衡。
系指炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。
三、岩石爆破理论1霍布金逊(Hopkinson)现象。
药包在岩体中爆炸后形成压缩波向四周传播,当压应力波到达自由面时,一部分或全部反射形成同传播方向相反的拉应力波,这个拉应力波使脆性岩石拉裂造成表面岩石与岩体分离,形成片落(软岩则隆起),这种效应叫霍布金逊(Hopkinson)。
2解释岩石爆破径向裂隙和切向裂隙形成的原因在粉碎区形成的同时,岩石中的冲击波衰减成压应力波。
在应力波的作用下,岩石在径向产生压应力和压缩变形,而切向将产生拉应力和拉伸变形。
由于岩石的抗拉强度仅为其抗压强度的1/10~1/50,当切向拉应力大于岩石的抗拉强度时,该处岩石被拉断,形成与粉碎区贯通的径向裂隙r径向裂隙环向裂隙随着径向裂隙的形成,作用在岩石上的压力迅速下降,药室周围的岩石随即释放出压缩过程中积蓄的弹性变形能,形成与压应力波作用方向相反的拉应力,使岩石质点产生反方向的径向运动。
当径向拉应力大于岩石的抗拉强度时,该处岩石即被拉断,形成环向裂隙。
在径向裂隙和环向裂隙形成的过程中,由于径向应力和切向应力的作用,还可形成与径向成一定角度的剪切裂隙,应力波的作用在岩石中首先形成了初始裂隙,爆轰气体的膨胀、挤压和气楔作用,使初始裂隙进一步延伸和扩展。