第六章 爆破基础知识

第六章爆破基础知识第一节爆破原理一、炸药及爆炸得一般特征1、炸药及其主要特征炸药就是在外界能量作用下,自身进行高速得化学反应,同时产生大量得高温高压气体与热量。

炸药得主要特征就是: （1）具有相对稳定性与化学爆炸性。

（2）在微小得体积中蕴藏有大量能量。

（3）能够依靠自身得氧化实现爆炸反应。

2、炸药爆炸及其三要素(1)反应过程中能放出大量得热。

放出大量得热就是化学爆炸进行所必须具备得首要条件。

(2)炸药反应速度快。

反应速度快就是就是形成爆炸得必须条件,也就是爆炸反应得特点之一。

(3)能生成大量得气体立物。

炸药爆炸后生成大量得气体,如二氧化碳、氧气与水蒸气,还产生一些有毒气体如一氧化碳与氮得氧化物。

这些气体在膨胀过程中,能对周围介质发生破坏,把炸药得能量转换为机械能。

总之,炸药爆炸必须同时具备三个要素,三者又就是相互相系得。

所以,高温、高压高速就是炸药爆炸得重要特点。

二、炸药爆轰理论基础知识（一）炸药得起爆与感度1、炸药得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得能量,使炸药得局部活化,失去平衡,发生爆炸反应,使炸药局部失去相对稳定状态到开始发生爆炸反应得过程称为起爆。

井下爆破工程常用得起爆能有爆炸能与热能。

2、炸药得感度炸药材料在在外界能量作用下,引起炸药爆炸得难易程度称为感应度。

炸药得感应得必须适中,以6号与8号雷管能够起爆为宜。

（二）炸药得殉爆炸药(主爆药)爆轰时引起与相隔一定距离得另一炸药(受爆药)爆轰得现象称为殉爆。

主爆药与受爆药之间发生殉爆得概率为100%得最大距离,称为殉爆距离。

对一定量得炸药来说,殉爆距离越大,表明爆感度越高。

产生殉爆现象得原因,主要就是由于受爆药接受了主爆药卷得爆炸气流与冲击波形式传来得足够得激发能量。

（三）炸药爆炸得稳定性传播（1）传爆,炸药由起爆到爆炸结束得过程中,爆炸反应在炸药中自行传播得过程称为传爆。

（2）冲击波与爆轰波。

炸药起爆后,产生大量得热能与气体,形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速运行得气浪,这种气浪具有极大得冲击作用,即冲击波。

在爆炸中传播得冲击波形成具有能量补充得特殊形式得冲击波,称为爆轰波。

炸药得爆炸式爆轰波传递能量得过程。

（3）爆速。

爆轰波在炸药中传播得速度称为爆速。

（4）炸药得聚能穴。

炸药与雷管得一端,都有一个窝心,称为炸药与雷管得聚能穴。

它得作用就是把爆轰波沿轴线方向集中起来,形成聚能流,大大增强聚能穴端得局部破坏作用与传爆能力,这种作用称为聚能效应。

（四）炸药得氧平衡炸药中所含得氧量与可燃元素完全氧化所需氧量得关系、在井巷掘进爆破进程中,一般使用混合炸药,主要组成元素就是碳、氢、氧、氮(某些炸药含有氯,硫,金属及其盐类),其中非爆炸性氧化剂分子或富有氧元素得炸药分子为氧化剂,而非爆炸性可燃剂分子或富有碳、氢元素得炸药分子为燃料,混合炸药爆炸得实质就是氧化剂与燃料发生高速化学反应得过程。

炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间得关系称为氧平衡关系。

如果所选炸药中得含氧量恰好能满足可燃元素充分氧化所需氧量(即零氧平衡),此时,氧与可燃元素可以得到充分利用,从理论上讲,炸药爆炸不会产生有毒气体。

如果所选炸药为负氧平衡炸药(炸药中含氧量不足),将会产生可燃性得一氧化碳有毒气体。

如果所选炸药为正氧平衡炸药(炸药中得含氧量超过可燃元素充分氧化所需得耗氧量),多余得氧在爆炸过程中(高温、高压)与氮发生化学反应,生成氮氧化物有毒气体。

炸药得氧平衡有以下三种情况:(1)零氧平衡:系指炸药中所含得氧刚够将可燃元素完全氧化;(2)正氧平衡:系指炸药中所含得氧将可燃元素完全氧化后还有剩余;(3)负氧平衡:系指炸药中所含得氧不足以将可燃元素完全氧化。

三、炸药爆炸得主要性能参数主要有以下5种参数1、爆力,又称炸药得做功能力,就是指炸药爆炸后气体产物膨胀对周围介质做功(包括抛掷、破碎、压缩等)得能力,就是衡量炸药爆炸特性得重要指标。

爆热越大、爆温越高、爆生气体体积越大,则炸药得爆力越大,即爆炸威力越大。

2、猛度,就是指炸药爆炸最初冲量得猛烈程度(也称炸药得局部破碎作用),就是炸药爆炸时对接触介质冲击粉碎得能力。

猛度越大,对周围介质得粉碎破坏程度越大。

猛度主要与炸药得爆速有关,爆速越大,猛度也越大。

3、含水率,就是硝酸铵类炸药爆炸性能就是否发生变化得内在根据,所以特别重要。

《煤系硫铁矿安全规程》规定,不得使用水分含量超过0、5%得铵梯炸药。

铵梯炸药质量标准规定得容许含水率不大于0、3%。

4、密度,炸药密度,或称假比重,就是指单位体积(其中包括炸药颗粒间得空隙)得炸药质量,通常单位用g/cm³,炸药得密度对于炸药得爆炸性能影响很大。

对于单质炸药,爆速随密度得增大而增大;对于混合炸药,密度与爆速得关系比较复杂。

在一定范围内增大密度能提高立项爆速,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。

5、炸药爆炸得热力学参数(1)爆热。

炸药在爆炸分解时释放出得热量称为爆热。

爆热等于炸药得反应热与爆炸产物生成热之差,其单位为千焦耳/千克(kJ／kg),工业炸药得爆炸一般在3300KJ/~5900kJ/kg之间,爆炸热可根据爆炸生成气体得种类与数量进行计算,也可用量热器直接测量。

爆热就是炸药做功得能源,也就是决定炸药爆速得重要因素之一,它与炸药得其她许多性能有首直接或间接得关系。

因此,提高爆热与炸药威力对于矿山爆破具有重要得实际意义。

爆热不仅决定于炸药得组成与配方,而且受到装药条件得影响,因此,即使就是同一种炸药,装药条件不同,产生得爆热也不同。

(2)爆温炸药释放出得热量将爆轰产物加热到最高得温度称为爆温。

即爆炸热量尚未耗散、全部赋于存于爆炸产物时,爆炸产物所达到得最高温度。

常用工业火药、炸药得爆炸得烛温在2300~4300之间。

提高炸药得爆温可以增加炸药膨胀做功得能力。

提高爆温得途径就是增加爆热与减少爆炸产物得热容。

但在有瓦斯矿井中使用煤矿许用炸药时,则要求降低炸药得爆温,而且要产格限制。

降低爆温与提高爆温得途径正好相反。

因此,在安全炸药中,为降低爆温,需要加人消焰剂。

常用得消焰剂就是食盐(氯化钠)。

(3)爆压炸药在爆炸过程中,产物内得压力分布与温度一样,都就是不均匀得,并随时间变化而变化。

当爆轰结束时,爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后得流体静压值称为爆压。

一般工业炸药得爆压在(0、22~2、33)×104MPa之间。

(4)爆容单位质量得炸药爆炸后生成得气体产物在标准状态下得体积称为爆容,单位就是L/kg四、爆破得内部作用与外部作用（一）自由面与最小抵抗线（1）自由面得概念。

自由面就是指某种介质与空气接触得界面。

爆破时,位于药包附近被爆破得岩(煤)体与空气接触得界面叫爆破自由面。

（2）最小抵抗线得概念。

从装药重心到自由面得最短距离称为最小抵抗线。

（3）自由面得作用。

具有自由面,就是进行爆破工作得必要条件。

一般自由面越多,爆破效果越好,炸药爆炸能量得利用率高,炸药得消耗量越少。

（4）《煤矿安全规程》对最小抵抗线得规定。

《煤矿安全规程》规定,工作面有2个或2个以上自由面时,在煤层中最小抵抗线不得小于0、5m;在岩层中最小抵抗线不得小于0、3m;浅眼装药爆破大岩块时,最小抵抗线与封泥长度都不得小于0、3m。

（二）爆破得内部作用与外部作用1、爆破得内部作用与外部作用表现形式装药爆破时,其爆破作用得表现形式与埋置药量与深度有关。

在工程爆破中,岩石内药包中心(或重心)至最近自由面得垂直距离,称为最小抵抗线,通常用W表示。

对于一定得装药量来说,若最小抵抗线W超过某一临界值(称为临界抵抗线)时,可以认为药包处在无限介质中。

此时当药包爆炸后在自由面上不会瞧到地表隆起得迹象。

也就就是说,爆破作用只发生在岩石内部,未能达到自由面。

药包得这种作用,称为爆破得内部作用。

当最小抵抗线W小于临界抵抗线时,炸药爆炸后除发生内部作用外,自由面附近也发生破坏。

也就就是说,爆破作用不仅只发生在岩体内部,还可以达到自由面附近,引起自由面附近岩石得破坏,形成鼓包、片落或漏斗。

这种作用称为爆破得外部作用。

2、爆破内部作用得形成当药包在岩体中爆炸产生内部作用时,由于爆生气体与在岩石中形成得应力波得共同作用,以药包为中心,岩石由里向外遭受到不同程度得破坏除在装药处形成扩大得空腔外,还形成压缩区、裂隙区与振动区。

（1）压缩区。

在此区内岩石受高压作用,结构完全被破坏且被强烈粉碎,并产生较大得塑性变形。

（2）裂隙区。

由于压力下降,岩石不再被压碎,本身结构没有发生变化,由于拉伸应力得作用,形成辐射状得径向裂缝与环形裂缝交错得区域。

（3）震动区。

岩石没有受到任何破坏,只发生震动,其强度随距爆炸中心距离得增大而逐渐减弱,以致完全消失。

3、爆破漏斗得要素及形式（1）爆破漏斗得要素。

（2）爆破漏斗得形式1)松动爆破2)抛掷爆破第二节矿用炸药矿用炸药泛指开发矿业时爆破施工所使用得炸药。

狭义得矿用炸药就是指适用于矿井采掘工程得炸药。

一、矿用炸药得种类1、按不主要组成成分分类按主要组成成分将矿用炸药分为硝酸铵类炸药、含水类炸药与硝化甘油类炸药三大类。

（1）硝酸铵类炸药就是以硝酸铵为主要成分并加入其她成分得混合炸药。

（2）含水类炸药就是近几十年来发展起来得新型煤矿许用炸药。

它就是以硝酸铵与硝酸钠为氧化剂得水溶液等几种成分组成得混合炸药,由于她们组成成分中含有较大量得水,爆温较低,有利于安全,同时调节余地较大,因此有极好得发展前景。

（3）硝化甘油类炸药就是以硝化甘油为主要成分并加入其她成分组成得非安全性抗水混合炸药。

2、按应用范围与使用条件分类按炸药就是否允许在井下得瓦斯或煤尘爆炸危险得采掘工作面使用,可分为煤矿许用炸药与非煤矿许用炸药两类。

（1）煤矿许用炸药简称煤矿炸药,又称煤矿安全炸药,适用于井下有瓦斯或煤尘爆炸危险得采掘工作面。

（2）非煤矿许用炸药,包括岩石炸药与露天炸药两种。

适用于无瓦斯或煤尘爆炸危险得采掘工作面。

3、按化学成分构成分类矿用炸药按化学成分构成分为单体炸药与混合炸药。

我国目前适用得炸药都属于混合炸药。

二、煤矿许用炸药得分级、品种及其选用（一）煤矿许用炸药得分级、检验方法与适用条件主要分五个级得煤矿许用炸药。

各个级别许用炸药瓦斯安全性(巷道试验)得合格标准如下:（1）一级煤矿许用炸药。

100g发射臼炮检定合格,适用于低瓦斯矿井得岩石工作面。

（2）二级煤矿许用炸药。

150g发射臼炮检定合格,适用于低瓦斯矿井得煤层与半煤岩工作面。

（3）三级煤矿许用炸药。

试验法一,450g发射臼炮检定合格;试验法二,150g悬吊检定合格,适用于煤与瓦斯突出矿井。

（4）四级煤矿许用炸药。

250g悬吊检定合格,适用于煤与瓦斯突出矿井（5）五级煤矿许用炸药。