１．８ 炸药爆炸性能炸药的性能重要取决于以下因素，一是炸药的组成成分，二是炸药的加工工艺，三是炸药的装药状态和使用条件本节重要介绍炸药的爆速、威力、猛度和聚能效应等性能１．８．１ 爆速爆轰波沿炸药装药传播的速度称为爆速爆速是炸药的重要性能指标之一，也是目前唯一能准确测量的爆轰参数１）影响爆速的因素炸药的爆速除了与炸药自身的性质，如炸药密度、产物组成、爆热和化学反映速度有关外，还受药包直径、装药密度和粒度、装药外壳、起爆冲能及传爆条件等影响从理论上讲，当药柱为抱负封闭、爆轰产物不发生径向流动、炸药在冲击波波阵面后反映区释放出的能量所有都用来支持冲击波的传播时，爆轰波以最大速度传播，这时的爆速叫抱负爆速事实上，炸药是很难达成抱负爆速的，炸药的实际爆速都低于抱负爆速影响爆速的因素重要有以下几方面１）药包直径的影响当爆轰波沿直径有限的药柱轴向传播时，除在爆轰波反映区中有化学反映的放热过程之外，同时还存在着能量的耗散过程前面已经提到，爆轰波波阵面压力可达数千至数万兆帕因此，爆轰气体产物必然要发生径向膨胀这种径向膨胀引起向反映区内传播的径向稀疏波，结果导致反映区中能量向外耗散爆轰波传播过程中，ＣＪ面后的高压气体产物也要向后膨胀而产生轴向稀疏波。
但是由于ＣＪ面处具有ｕＨ＋ｃＨ＝Ｄ这一条件，所以后面的这种轴向稀疏波不能传入反映区内，因而不会引起能量损失，因此，径向稀疏波是爆轰波沿药包传播过程中能量损失的最重要因素通常实际使用的药柱的直径都是有限尺寸的，因此，总是存在着产物的径向膨胀及因此而引起的能量损失这样，化学反映区所释放出的能量只有一小部分被用来支持爆轰波的传播，从而引起爆轰波阵面压力的下降和爆速的减小图１２０是几种炸药的爆速随药包直径变化关系的实测结果比较图中曲线１、２、３、４即可看出，在密度相同的条件下，同梯恩梯相比，铵梯混合炸药的抱负爆轰爆速都较低，而临界直径和极限直径都较大，并且ｄ临与ｄ极之间关系的特点更为明显图１２０ 药包直径对爆速的影响 １—梯恩梯（ρ０＝１．６ｇ／ｃｍ３）；２—梯恩梯／硝酸铵（５０／５０）（ρ０＝１．５３ｇ／ｃｍ３）；３—梯恩梯（ρ０＝１．０ｇ／ｃｍ３）；４—梯恩梯硝酸铵（ρ０＝１．０ｇ／ｃｍ３）；５—硝酸铵硝化甘油（ρ０＝０．９８ｇ／ｃｍ３）；６—硝酸铵（ρ０＝１．０４ｇ／ｃｍ３）图１２１ 粒状铵油炸药爆速随药包直径变化 表１１１及表１１２分别列出一些炸药的临界直径值和极限直径值。
必须指出，这些值将随测定条件不同而变化表１１１ 一些炸药的临界直径值炸药名称ｄ临（ｍｍ）炸药名称ｄ临（ｍｍ）氮化铅０．０１～０．０２２＃岩石硝铵炸药１５太 安１．０～１．５梯恩梯６黑索金１．０～１．５硝酸铵１００表１１２ 一些炸药的极限直径值炸药名称炸药密度（ｇ／ｃｍ３）ｄ极（ｍｍ）熔铸梯恩梯—５０梯恩梯１．６１０梯恩梯０．８５３０黑索金１．０３～４熔铸梯恩梯（５０／５０）—１２０硝酸铵及以它为重要成分的低感度混合炸药极限直径都很大，甚至达成３００ｍｍ以上图１２１是实际测得的粒状铵油炸药爆速随药包直径变化的关系它表白，在实验中所取药包直径范围内，爆速随药包直径的增大而不断上升，一直到ｄ＝２００ｍｍ时仍未达成抱负爆轰，即ｄ＜ｄ极因此，可以认为，对于这类炸药药包直径宜大不宜小，而矿山常用药包直径往往小于极限直径，致使炸药能量不能充足释放出来，能量运用率低２）药包外壳的影响药包外壳对传爆过程影响很大，装有坚固的外壳可以使炸药的临界直径值减小例如，硝酸铵的临界直径本是１００ｍｍ，但在２０ｍｍ厚的内径７ｍｍ的钢管中也能稳定传爆这是由于坚固的外壳减小了径向膨胀所引起的能量损失实验研究表白，对于爆轰压力高的炸药，对ｄ临的影响起主导作用的不是外壳材料强度而是材料的密度或质量。
爆轰时，密度大的外壳径向移动困难，因此可以减小径向能量损失对于爆轰压力低的炸药，外壳强度的影响也是重要的在药包直径小于极限直径时，外壳对于药包稳定传爆的影响显著，而当ｄ大于ｄ极时，外壳的影响不显著３）装药密度的影响单体猛炸药和工业混合炸药的装药密度，对传爆过程有不同的影响图１２２说明梯恩梯爆速变化与装药密度的关系装药密度增大，爆速也随之增大，两者呈直线关系对于混合炸药则不然，爆速同装药密度的关系，如图１２３所示爆速随装药密度的增大而增长，但在密度增大到某一定值时，爆速达成它的最大值，这一密度被称为最佳密度此后，密度进一步增大，爆速反而下降，并且当密度大到超过某一极限值时，就会发生所谓“压死”现象，即不能发生稳定爆轰这一密度称为极限密度ρ极，也有称为“压死密度”图１２３所示为两种不同直径的药包的爆速随密度变化，而在密度分别为１．１０８ｇ／ｃｍ３和１．１５ｇ／ｃｍ３时，直径２０ｍｍ的和直径４０ｍｍ的药包的爆速达成最大值图１２２ 梯恩梯的装药密度对爆速的影响图１２３ 混合炸药装药密度对爆速的影响１—药包直径２０ｍｍ；２—药包直径４０ｍｍＤρ关系曲线出现极大值的因素同混合炸药传爆机理有关。
在起爆能作用下由氧化剂和还原剂组成的混合炸药的各组分先以不同速度单独进行分解，然后由分解出的气体互相作用完毕爆轰反映这样，除炸药各组分颗粒大小、与混合均匀限度对此有很大影响外，装药密度也是个重要因素装药密度过大，则炸药各组分颗粒间的空隙过小，不利于各组分分解出的气体互相混合和反映，结果导致反映速度下降直至爆轰熄灭就一种炸药而言，极限密度并不是一个定值，它受炸药颗粒大小、混合均匀限度、含水量大小、药包直径以及外壳约束条件等因素的影响而变化很大因此，增大炮孔装药密度虽是提高炸药威力的途径之一，但必须同时采用加大药包直径和炮孔直径，以及加强药包外壳约束条件或加强起爆能等措施，使装药密度在极限密度以下以保证稳定传爆４）炸药粒度的影响对于同一种炸药，粒度不同，化学反映的速度不同，其临界直径、极限直径和爆速也不同，但粒度的变化并不影响炸药的极限爆速一般情况下，减小炸药粒度可以提高化学反映速度，减小反映时间和反映区厚度，从而减小临界直径和极限直径，爆速增高但混合炸药中不同成分的粒度对临界直径的影响不完全同样其敏感成分的粒度越细，临界直径越小，爆速越高；而相对钝感成分的粒度越细，临界直径增大，爆速相应减小，但粒度细到一定限度后，临界直径又随粒度减小而减小，爆速也相应增大。
５）起爆冲能的影响起爆冲能不会影响炸药的抱负爆速，但要使炸药达成稳定爆轰，必须供应炸药足够的起爆能，且激发冲击波速度必须大于炸药的临界爆速实验研究表白：起爆能量的强弱，可以使炸药形成差别很大的高爆速或低爆速稳定传播，其中高爆速即是炸药的正常爆轰例如，当梯恩梯（密度１．０ｇ／ｃｍ３，装药直径２１ｍｍ，颗粒直径为１．０～０．６ｍｍ）在强起爆能起爆时爆速为３６００ｍ／ｓ，而在弱起爆条件下爆速仅为１１００ｍ／ｓ装药直径为２５．４ｍｍ的硝化甘油，用６号雷管起爆时的爆速为２０００ｍ／ｓ，而用８号雷管起爆时的爆速为８０００ｍ／ｓ以上低速爆轰是一种比较特殊的现象，目前还难以从理论上加以明确解释一般认为，低速爆轰现象重要出现在以表面反映机理起主导作用的非均质炸药中，这样的炸药对冲击波作用很敏感，能被较低的初始冲能引爆，但由于初始冲能低，爆轰化学反映不完全，相称多的能量都是在ＣＪ面之后的燃烧阶段放出，用来支持爆轰传播的能量较小，因而爆速较低６）沟槽效应①沟槽效应现象沟槽效应，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克制———能量逐渐衰减直至拒（熄）爆的现象实践表白，在小直径炮孔爆破作业中这种效应相称普遍地存在着，是影响爆破质量的因素之一。
随着研究工作的不断进一步，人们逐步结识到这一问题的重要性近年来我国和美国等均已将沟槽效应视为工业炸药的一项重要性能指标测试结果表白，在各种矿用炸药中，乳化炸药的沟槽效应是比较小的，也就是说在小直径炮孔中乳化炸药的传爆长度是相称长的表１１３列出了我国ＥＬ系列乳化炸药等和美国埃列克化学公司埃列米特系列炸药的沟槽效应测试值为便于比较，在表１１３中还同时列入了２号岩石铵梯炸药的沟槽效应值表１１３ 一些炸药的沟槽效应值国 别中 国美 国炸药牌号及类型ＥＬ系列乳化炸药ＥＭ型乳化炸药２号岩石铵梯炸药ＩｒｅｍｉｔｅⅠ型铝粉敏化的浆状炸药ＩｒｅｍｉｔｅⅡ型乳化炸药ＩｒｅｒｍｉｔｅⅢ型晶型控制的浆状炸药ＩｒｅｒｍｉｔｅＭ型硝酸甲胺敏化的浆状炸药沟槽效应值（传爆长度） （ｍ）＞３．０＞７．４＞１．９１～２＞３．０３．０１．５～２．５实验条件 取内径为４２～４３ｍｍ、长３ｍ的聚氯乙烯塑料管（或钢管），然后将３２ｍｍ的受试药卷一个连着一个地放入其中，用一只８号雷管起爆爆破作业中的沟槽效应已为人们所熟知对于这种现象的通常解释是：爆炸产物压缩药卷和孔壁之间的间隙中的空气，产生冲击波，它超前于爆轰波并压缩药卷，克制爆轰。
与这一解释不同，美国埃列克化学公司的Ｍ．Ａ．库克（Ｃｏｏｋ）、Ｌ．Ｌ．尤迪（Ｕｄｙ）等人对此进行了一系列实验后认为，沟槽效应是由于药卷外部炸药爆轰产生的等离子体引起的这就是说，炸药起爆后在爆轰波阵面的前方有一等离子层（离子光波），对后面未反映的药卷表层产生压缩作用（见图１２４），妨碍该层炸药的完全反映等离子波阵面和爆轰波阵面分开得越大，或者等离子波越强烈，这个表层穿透得就越深，能量衰减得就越大随着等离子波的进一步增强，就会引起后面药包爆轰的熄灭运用图１２５所示的装置可以同时测出药卷爆炸时的爆轰速度和爆轰波阵面前方的等离子光波的速度图１２６所示的装置可以用来测定药卷的侧向压力和爆速，将炸药引爆后观测铅板被冲击的痕迹来拟定有无沟槽效应及炸药传爆长度测量结果表白，等离子光波的速度约为４５００ｍ／ｓ左右图１２４ 在小直径炮孔中档离子效应对未反映的炸药卷影响的简图图１２５ 测量药卷爆轰速度和等离子光波速度的实验图１２６ 测定侧向压力和爆速实验示意图 （运用宽２０．３ｃｍ，长１２２ｃｍ的鉴定铅板进行）（ａ）剖面图；（ｂ）侧视图上述两种关于沟槽效应的解释都是目前流行的，应当说也都有一定的实验依据，但还需要进一步发展、完善和统一。
②沟槽效应的影响因素一般地说，沟槽效应是与炸药配方、物理结构、包装条件和加工工艺有关的ａ．由于乳化炸药是用乳化技术制备的，使其具有极细的油包水型物理内部结构，氧化剂与可燃剂以近似分子大小的距离彼此紧密接触着，爆轰传递迅速，其爆速接近或超过等离子波的速度，等离子体的超前压缩作用不再存在按照尤迪等人的理论，乳化炸药的沟槽效应是很小的，甚至是不存在的但是由于含敏化气泡的乳化炸药，随着贮存时间的延长，爆速等爆炸性能的衰减，其沟槽效应也会逐渐显著起来ｂ．实践表白，工艺控制条件的变更对于乳化炸药的质量有着明显的影响就沟槽效应而言，凡是能改善和增强乳化混合条件的工艺因素（如增大剪切强度），都能提高乳化炸药的质量，减少其沟槽效应ｃ．不同的包装条件也会影响乳化炸药的沟槽效应，例如增大药卷外壳的强度会使乳化炸药的沟槽效应显著减少，甚至消除这是由于增强约束条件，不仅提高了乳。