第二章爆破理论基础

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。

爆破安全技术—爆破基础知识爆破安全技术是指通过使用爆炸性材料或其他爆炸能源进行破坏，破坏对象可能是建筑物、设施、设备、爆破工程以及地下管线等。

爆破安全技术主要应用于矿山、建筑、隧道、道路、桥梁、水电站、船舶拆解、破冰、核工程等领域。

本文将介绍爆破安全技术的基础知识，包括爆炸理论、爆炸特点、爆破器材、爆炸反应等。

一、爆破理论1.1 爆炸定义爆炸是指化学反应在短时间内迅速放出大量能量，产生极高的压力和温度，从而使周围介质发生破裂和破碎的过程。

1.2 爆炸特点- 性能：爆炸产生的能量与药量密切相关。

- 高温、高压：爆炸产生的气体温度可达到几千至数万摄氏度，压力可达到几十至几百兆帕。

- 冲击波：爆炸产生的冲击波可以瞬间造成物体破裂和破碎。

- 热辐射：爆炸释放的能量会以光辐射形式产生，可造成烧伤和眼睛损伤。

- 毒性气体：爆炸释放的烟雾和废气中含有大量有毒气体，对人体有危害。

1.3 爆炸反应爆炸反应一般由爆炸物、助燃剂和氧化剂组成。

爆炸物是指能够产生爆炸能量的物质，助燃剂是指能够提供火源和增加爆炸能量的物质，氧化剂是指能提供大量氧气的物质。

爆炸反应主要包括以下几个步骤：- 点火：爆炸物与火源接触，发生点火反应。

- 爆轰：点火后，爆炸物开始产生大量的燃烧产物，并迅速膨胀形成冲击波和高温高压气体。

- 消失：爆炸物燃烧完全消失，爆炸反应结束。

二、爆破器材2.1 炸药炸药是用于产生爆炸能量的特殊化学物质。

常见的炸药有黑火药、硝化棉、三硝化甘油等。

炸药根据其性能不同分为低爆炸性炸药、中爆炸性炸药和高爆炸性炸药。

2.2 导爆索导爆索是一种用于引爆炸药的装置，由导火线和引爆装置组成。

导火线是一种可传递火焰和点火的细线，引爆装置可以是电火花装置、雷管、爆炸片等。

2.3 输爆管输爆管是一种用于输送炸药或引爆装置的管道，主要用于将炸药安全地输送到需要破坏的目标位置，同时保证爆炸产生的冲击波和热辐射能够集中在目标上。

2.4 安全装置安全装置是一种用于控制和保护爆炸过程的设备，包括安全开关、安全阀、防爆控制装置等。

2. 工程爆破基本理论爆破理论就是研究炸药爆炸与爆破对象（目标）相互作用规律的有关理论。

对于内部爆破（装药置于爆破对象内部），例如岩土爆破，就是研究炸药在岩土介质中爆炸后的能量利用及其分配，也就是研究炸药爆炸产生的冲击波、应力波、地震波在岩土中的传播和由此引起的介质破坏规律，以及在高温高压爆生气体作用下介质的进一步破坏及其运动规律；对于外部爆破（装药与爆破对象之间有一定距离），例如军事上采用的接触或非接触构件爆破，就是研究炸药爆炸后产生的冲击波在传播过程中与目标的相互作用以及由此引起的爆破目标的破坏及其运动规律。

它是一个复杂而特殊的研究系统。

要阐明爆炸的历程、机理和规律，应包括以下研究内容：⑴、爆破的介质在什么作用力下破坏的；破坏的规律及其影响因素；⑵、爆破介质的特性，包括目标（岩土）的结构、构造特征、动态力学性质及其对爆破效果的影响；⑶、爆炸能量在介质中传递速率；⑷、介质的动态断裂特性与破坏规律；⑸、介质破碎的块度及碎块分布、抛掷和堆积规律；⑹、空气冲击波与爆破地震波的传播规律、个别爆破碎块的飞散距离；以及由冲击波、地震波、个别飞石、爆体的落地震动等引起的爆破危害效应及其控制技术。

以岩石爆破为例，目前大量实验室和现场试验证明，岩体的爆破破碎有以下规律：（1）、应力波不仅使岩石的自由面产生片落，而且通过岩体原生裂隙激发出新的裂隙，或者促使原生裂隙进一步扩大，在应力波传播过程中，岩体破碎的特点是：原生裂隙的触发、裂隙生长、裂隙贯通、岩体破裂或破碎；（2）、加载速率对裂隙的成长有很大作用：作用缓慢的荷载有利于裂隙的贯通和形成较长的裂隙，而高速率的载荷容易产生较多裂隙，但却拟制了裂隙的贯通，只产生短裂隙；（3）、爆破高压气体对裂隙岩体的破碎作用很小，但它有应力波不可替代的作用：可以使由应力波破裂了的岩体进一步破碎和分离；（4）、岩体的结构面（岩体弱面的统称，包括节理、裂隙、层理等各种界面）控制着岩体的破碎，它们远大于爆破作用力直接对岩体的破坏。

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。

爆破理论基础知识第一节爆破的概念与分类一、爆破的概念爆破是炸药爆炸作用于周围介质的结果。

埋在介质内的炸药引爆后，在极短的时间内，由固态转变为气态，体积增加数百倍至几千倍，伴随产生极大的压力和冲击力，同时还产生很高的温度，使周围介质受到各种不同程度的破坏，称为爆破。

二、爆破的常用术语1.爆破作用圈图2、爆破漏斗在有限介质中爆破，当药包埋设较浅，爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥型爆破坑，称之为爆破漏斗。

爆破漏斗的形状多种多样，随着岩土性质、炸药的品种性能和药包大小及药包埋置深度等不同而变化。

3.最小抵抗线由药包中心至自由面的最短距离。

如图1-2中的W。

4.爆破漏斗半径即在介质自由面上的爆破漏斗半径。

如图1-2中的r。

若r＝W，则r为标准抛掷漏斗半径。

5.爆破作用指数指爆破漏斗半径r与最小抵抗线W的比值。

即：图1-2爆破漏斗r—爆破漏斗半径R－爆破作用半径W－最小抵抗线h－漏斗可见深度Wrn =（1-1） 爆破作用指数的大小可判断爆破作用性质及岩石抛掷的远近程度，也是计算药包量、决定漏斗大小和药包距离的重要参数。

一般用n 来区分不同爆破漏斗，划分不同爆破类型：当n=1时，称为标准抛掷爆破漏斗；当n>1时，称为加强抛掷爆破漏斗；当0.75<n<1时，称为减弱抛掷爆破漏斗；当0.33＜n ≤0.75时，称为松动爆破漏斗；当n ≤0.33时，称为裸露爆破漏斗。

6.可见漏斗深度h经过爆破后所形成的沟槽深度叫做可见漏斗深度（如图1-2中的h ），它与爆破作用指数大小、炸药的性质、药包的排数、爆破介质的物理性质和地面坡度有关。

7.自由面。

爆破工程中的炸药用量计算，是一个十分复杂的问题，影响因素较多。

实践证明，炸药的用量是与被破碎的介质体积成正比的。

而被破碎的单位体积介质的炸药用量，其最基本的影响因素又是与介质的硬度有关。

目前，由于还不能较精确的计算出各种复杂情况下的相应用药量，所以一般都是根据现场试验方法，大致得出爆破单位体积介质所需的用药量，然后再按照爆破漏斗体积计算出每个药包的装药量。

教学目标：1. 知识目标：使学生掌握爆破的基本概念、原理和分类，了解爆破在工程中的应用。

2. 能力目标：培养学生分析爆破问题、解决实际问题的能力。

3. 思想目标：提高学生对爆破安全的认识，树立安全意识。

教学重点：1. 爆破的基本概念、原理和分类。

2. 爆破在工程中的应用。

教学难点：1. 爆破原理的深入理解。

2. 爆破安全问题的分析和处理。

教学时间：2课时教学过程：第一课时一、导入1. 提问：什么是爆破？爆破在工程中有什么作用？2. 学生回答，教师总结：爆破是一种利用炸药爆炸产生的能量来破碎岩石、矿石或改变物质状态的工程技术。

二、爆破的基本概念1. 介绍爆破的基本概念，如：爆破作用、爆破效果、爆破作业等。

2. 解释爆破作用力，包括：冲击波、破碎波、高温高压气体等。

三、爆破原理1. 介绍爆破原理，包括：炸药爆炸、爆轰波传播、岩石破碎等。

2. 讲解炸药爆炸的基本过程，如：化学反应、气体生成、压力增加等。

四、爆破分类1. 介绍爆破的分类，如：按爆破目的分类、按爆破方法分类、按爆破介质分类等。

2. 讲解不同类型爆破的特点和应用。

第二课时一、爆破在工程中的应用1. 介绍爆破在工程中的应用，如：矿山开采、基础设施建设、地下工程等。

2. 讲解爆破在工程中的应用实例，如：隧道开挖、边坡处理、地下空间开发等。

二、爆破安全问题1. 讲解爆破安全的基本原则，如：预防为主、综合治理、安全第一等。

2. 分析爆破安全问题的原因，如：炸药选择不当、爆破参数不合理、操作不规范等。

3. 介绍爆破安全措施，如：爆破设计、安全距离、防护措施等。

三、课堂小结1. 总结爆破基础理论的主要内容。

2. 强调爆破安全的重要性。

四、课后作业1. 完成课后习题，巩固所学知识。

2. 查阅资料，了解爆破在工程中的应用实例。

教学评价：1. 学生对爆破基础理论知识的掌握程度。

2. 学生分析爆破问题和解决问题的能力。

3. 学生对爆破安全的认识程度。

爆破工程复习资料整理第一章爆破工程概论1.工程爆破主要有哪些方法？答：1）按药包形状分类：集中药包法。

最长边不超过最短边的4倍（辐射状作用）。

平面药包法。

炸药包的直径大于其厚度的3或4倍（柱面波作用）。

延长药包法。

最长边超过最短边或直径的4倍（长度大于17~18倍直径）（近似平面波作用）异形药包法。

2）按装药方式与装药空间形状的不同分类药室法、药壶法、炮孔法、裸露药包法3)、按爆破技术分类定向爆破、预裂、光面爆破、微差爆破、聚能爆破、其他特殊条件下的爆破技术第二章爆破器材与起爆技术2.1对工业炸药的基本要求有哪些？答：1）具有足够的炸药能量，爆炸性能良好，且有足够的爆炸威力；2）具有合适的感度，既能用工业雷管引爆，又能确保制造、运输、储存和使用等方面的安全；3）炸药的反应接近零氧平衡，即爆后生成的有毒气体不得超过安全规定所允许的标准；4）具有一定的化学安定性，在存储中不变质、老化、失效甚至爆炸，具有一定的存储期；5）原料来源广，制造工艺简单，价格便宜。

2.2试比较铵梯炸药、铵油炸药的优缺点及组成成分。

答：铵梯炸药组成：NH4NO3 ─铵梯炸药的主要成分---氧化剂TNT (黑索金）─敏化剂（还原剂）、可燃剂木粉（柴油、Al粉）─可燃剂沥青（石蜡、松香等）─憎水剂谷糠（木粉）─疏松剂NaCl(KCl) ─消焰剂岩石硝铵炸药。

适用于岩石隧道、巷道的掘进，由硝酸铵、梯恩梯和木粉三种成分组成。

（有毒气体80L.kg-1）。

露天硝铵炸药。

梯恩梯含量低。

煤矿硝铵炸药。

有毒气体生成量少，瓦斯、煤尘爆炸。

高威力硝铵炸药。

高威力炸药、中威力炸药（猛度10～16mm ，爆速3000m/s～4000m/s；），低威力炸药。

铵油炸药：是一种无梯炸药(廉价炸药)最广泛使用的一种是含粒状硝酸铵（94％）和轻柴油（6％）的氧平衡混合物。

为了减少炸药的结块现象，可适量加入木粉作为疏松剂,和表面活性剂。

特点：铵油炸药与铵梯炸药相比成分简单，原料来源充足，成本低，制造使用安全，可自己制造，一般用于露天爆破。