第四章 爆破理论基础 △爆炸与常用炸药 △炸药的爆炸性能 △ 起爆器材和电爆网络 △井下安全爆破,§4-1 爆炸与常用炸药 一、爆炸的种类及物征 1、爆炸的种类： （1）物理爆炸：锅炉爆炸、气球爆炸 （2）化学爆炸：炸药爆炸、瓦斯爆炸 （3）核 爆 炸：核裂变、核聚变,2、爆炸的基本特征：“一大、二快、三多” （1）反应过程中能放出的热量大 吸热反应不爆炸，放出热量小的可爆可不爆，放热大的要发生爆炸矿用炸药爆炸时放热量一般为700～1500千卡/kg （2）反应和传播的速度快 爆炸其爆点只需几微秒至几十微秒单位时间内做功能力强，具有极大 的威力 （3）生成的气体多 硝酸铵炸药爆炸全部生成气体 1kg工业炸药爆炸时约产生700 ～1000升的气体 例如：C3H6N3（NO2）→,二、炸药及其分类 1、炸药的概念 炸药是在一定条件下能够发生快速化学反应，放出热量，生成大量气体，显示爆炸效应的化合物或混合物 2、炸药的分类 （1）按组成分为：单质炸药和混合炸药 （2）按用途分为：起爆药、猛炸药、发射药,三、炸药的爆炸反应 1、炸药的氧平衡 炸药主要由C、H、O、N四种元素组成，C、H是可燃元素，O是助燃元素，炸药爆炸的过程就是氧与碳、氢生成CO2、H2O、CO等新产物的氧化化还原反应过程。
氧平衡：就是衡量炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化是多余还是不足的情况 分为三种： （1）正氧平衡；（2）零氧平衡； （3）负氧平衡 矿山炸药一般设计成不太大的正氧平衡2、炸药的爆热 爆热：单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量一般工业炸药爆势为700～1500千卡/1kg3、炸药的爆温 爆温是指炸药爆炸瞬间放出的热在定容条件下爆炸产物被加热达到的最高温度 单质炸药：3000～5000℃ 矿用混合炸药：2000～2500℃,4、炸药的爆压 爆压是指炸药爆炸瞬间达到的压力，TNT炸药爆炸压力达20万个大气压 5、炸药的燃烧和爆轰P32-34页四： 炸药的组成及种类 （一）、单质炸药 1、梯恩梯（TNT）— 三硝基甲苯[C6H2CNO2)3CH3] 2、黑索金（RDX）— 环三亚甲基三硝[(CH2NNO2)3] 3、太恩炸药（PETN）— 季戊四醇四硝酸酯,（二）、硝铵类炸药 以硝酸铵为主要成分的混合炸药。
硝酸铵：NH4NO3，代号AN，白色或略黄色的结晶体含氮量32%～35%，可作化肥，本身是一种正氧平衡的弱性炸药 硝酸铵起爆感度很低，一般不能直接用雷管或导爆索起爆，需用强力的起爆药卷起爆 硝酸铵原料来源丰富，价格低廉，安全性好1、按梯炸药—硝酸铵+TNT 主要成分: 氧化剂—硝酸铵 敏化剂—TNT 松散剂—木粉(谷糠) 消焰剂—食盐 防潮剂—石蜡、沥青 铵梯炸药分为煤矿、岩石和露天三大类，矿山只用前两种 煤矿许用铵梯炸药：2号、3号、2号抗水、3号抗水 岩石铵梯炸药：1号、2号、2号抗水、3号抗水、4号抗水等铵梯炸药，一般制成直径27mm、32mm、35mm、38mm，重100g、150g、200g的药卷； 聚能穴:药卷一端为平顶，另一端内凹入，称为聚能穴 岩石铵梯炸药有效期限6个月，煤矿铵梯有效月4个月2、铵油炸药—硝酸铵95%+柴油5% 3、浆状炸药—硝酸铵、硝酸钠的水溶液+TNT 铝粉+田菁胶槐豆胶制成。
铵油炸药、浆状炸药威力大、抗水性好、可塑性大，易于装填、敏感度底、安全性好 4、高威力炸药 在铵梯炸药中加入黑索金、铝粉等制成，有铵梯黑、铵梯铝、铵梯黑铝等几种三）、硝化甘油类炸药 1、组成： 硝化甘油+消化棉+木粉+硝酸盐 2、特点： 威力大、爆炸稳定性高、防水性能好、密度大、有可塑性， 机械感度高，容易渗油或老化，价格贵 3、使用范围： 无沼气爆炸危险的坚硬岩石、多水工作面、小直径深孔爆破四）、水胶炸药 1、组成：硝酸铵（50%）+水的混悬溶液（10%）+敏化剂 2、特点：抗水性好，煤矿 用水胶炸药溶于10～25℃的水中，4个小时仍能起爆密度高、威力大、安全性好、生产工艺简单水胶炸药 使用效果好，正在逐渐推广五）、乳胶炸药 1、组成：硝酸铵水溶液+可燃剂+敏化剂+乳化剂+添加剂 2、品种：乳胶岩石炸药 2种 乳胶煤矿炸药 2种 乳胶高安全炸药 1种 3、特点： 抗水性好，爆轰感度、爆炸性能好，原料丰富、安全性好。
§4-2 炸药的爆炸性能 炸药的爆力和猛度 猛度：铅柱法测定，硝铵炸药猛度：8 ～14mm 爆力：铅铸扩孔法测定，硝铵炸药爆力240～360cm3炸药的敏感度 热感度、机械感度、爆轰感度 （1）热感度—以爆发点来表示P36表2-6 （2）机械感度—抗冲击感度，由落锤实验测定 （3）爆轰感度—用殉爆距离来表示 殉爆—是指由于主动落定爆炸使与其相邻的被动药包也同时爆炸的现象 殉爆距离—是指能够连续三次出现殉爆的药卷间距的最大值，以cm表示§4-3 起爆器材及电爆网路 起爆器材有起爆药、雷管、导火索、导爆索、导爆管等 电爆网路主要是指联线方法和起爆器一、雷管 以前的雷管起爆药主要装的雷汞[Hg(ONC)2]，故取名雷管，但现在主要是二硝基重氮酚 C6H2(NO2)N2O-[DDNP] 加强药是黑索金，RDX 1、雷管的结构如图所示：,,,,,2、雷管的种类 火 雷 管 瞬发雷管 雷管 电 雷 管 秒延期雷管 毫秒延期雷管 数码雷管,,,3、电雷管的主要性能参数 P44 （1）电雷管电阻 （2）最大安全电流和最小发火电流 （3）发火冲能 （4）传导时间和成组雷管准爆条件 （5）起爆能力,二、导爆索、继爆管、导爆管 1、导爆索：是以猛炸药为药芯，外面缠绕数层纱线、纸条，并有两层防潮层的绳索状起爆材料。
2、继爆管： 3、导爆管：管内壁涂有薄层炸药的塑料软管，导爆管不能直接起爆炸药，只能起传爆作用，起爆炸药需要雷管三、电爆网路 电爆网路是指雷管的联接方式分为串联、并联、混联三种 起爆电流计算公式： Ⅰ—起爆电流 U—放炮电源电压 n—串联雷管个数 m—并联时雷管个数 γ—每个雷管的全电理 R—母线电阻R1与电源内阻R2之和 串联时m=1 并联时n=1,四、起爆器——电容式起爆器 1、充电：闭合开关S1，电容器c由交流电源G进行充电，当电容器两端达到额定电压时停止 2、放电：工作时，打开S1，闭合红电容器放电，即向雷管通电引爆，技术性能指标第四节 井下安全爆破,煤矿井下安全爆破非常重要，很多重大事故都与爆破有关，《规程》第七章第295—346条专门对爆破材料和井下爆破作了具体规定和要求，必须严格遵守和执行,一、正确选用煤矿许用炸药,(1)低瓦斯矿井的岩石掘进工作面，必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。
(2)低瓦斯矿井的煤层采掘工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药 (3)高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药有煤(岩)与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药 (4)同一工作面不得使用工种不同品种炸药二、爆破材料安全管理,(1)接触爆破材料的人员不许穿化钎衣服 (2)学习安全方针，把防止爆破材料散失作为安全生产责任制的一项具体内容来落实 (3)进行岗位责任教育，使工人形成自觉遵守有关规定的习惯 (4)学习法律法规知识，要懂得散失爆破材料造成严重后果者即构成犯罪，要受到法律制裁 (5)严禁任何人私拿、倒卖、转借、赠送、丢失爆破材料 (6)严格：遵守爆破材料丢失处理制度，执行奖惩和丢失报告制度,三、煤矿爆破有关安全事项,1．领药、做引药及装药2．放炮前检查与警戒3．联线与放炮4．炮后检查 5．防止残爆、爆燃、缓爆发生6．防止炮烟熏人,四、爆破事故预防和处理 1、瞎炮：通电起爆后，工作面的雷管全部或部分不爆。
残炮：由于炸药原因产生的不爆现象 瞎炮的处理见《规程》第 340~342 条 2、早爆：爆炸材料比预定起爆时间提前的爆炸现象 原因（1）器材问题；（2）操作问题； （3）杂散电流影响补充：破岩原理和爆破技术 一、破岩原理 1、几个概念： 自由面：如果将一个药包埋入岩石中，岩石与空气相接触的表面，叫自由面 最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直距离叫最小抵抗线 爆破漏斗：炸药爆炸后在靠近自由面一侧所形成的漏斗状的坑叫爆破漏斗 爆破作用指数：爆破漏斗半径γ与最小抵抗线W之比，,2、破岩原理 将药包埋入岩石中，起爆后的瞬间产生高温高压气体，它以冲击波的形式（压缩级）作用于药包周围的岩石上，并以药为中心，以每秒数千米的速度向四周作径向传播，在药包附近形成一个粉碎圈，在粉碎圈外形成一个环状裂隙圈，当冲击波达到自由面后，产生反射而形成拉伸波由自由面向药包中心传播破碎岩石,最后形成一个爆破漏斗，当炸药能量更大时，还可以使岩石抛出漏斗。
二、光面爆破 1、光面爆破：是一种可以使爆破后巷道轮廓基本符合设计要求、表面光滑、成形规整，便于进行锚喷支护的爆破方法 2、光面爆破的标准：P53①～③ 3、光面爆破的优点：岩壁光滑，成形规整，起控、欠控量小，围岩基本不受破坏，稳定性高，因而支护和维护量小，是一种成本低、质量好的爆破方法，另外还具有审美的艺术价值三、爆破安全规定 1、《安全规程》P155～181页，第295～346条，共52条 2、《作业规程》规定的具体措施。