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1、9/4/20249/4/2024第二章第二章 爆破理论基础爆破理论基础炸药与爆炸概论炸药与爆炸概论工业炸药种类和组成工业炸药种类和组成起爆整材与起爆法起爆整材与起爆法破岩原理和爆破技术破岩原理和爆破技术 9/4/20249/4/2024 2-1 2-1 炸药与爆炸概论炸药与爆炸概论一、爆炸的种类及物征一、爆炸的种类及物征 1 1、爆炸的种类：、爆炸的种类： （1 1）物理爆炸：锅炉爆炸、气球爆炸）物理爆炸：锅炉爆炸、气球爆炸 （2 2）化学爆炸：炸药爆炸、瓦斯爆炸）化学爆炸：炸药爆炸、瓦斯爆炸 （3 3）核）核 爆爆 炸：核裂变、核聚变炸：核裂变、核聚变9/4/20249/4/20242 2、
2、爆炸的基本特征：、爆炸的基本特征：、爆炸的基本特征：、爆炸的基本特征：“ “一大、二快、三多一大、二快、三多一大、二快、三多一大、二快、三多” ”。（1 1）反应过程中能放出的热量大。）反应过程中能放出的热量大。）反应过程中能放出的热量大。）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，吸热反应不爆炸，放出热量小的可爆可不爆，吸热反应不爆炸，放出热量小的可爆可不爆，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放热大的要发生爆炸。矿用炸药爆炸时放热量一放热大的要发生爆炸。矿用炸药爆炸时放热量一放热大的要发生爆炸。矿用炸药爆炸时放热量一般
3、为般为般为般为70070015001500千卡千卡千卡千卡/ /kgkg。（2 2）反应和传播的速度快。反应和传播的速度快。反应和传播的速度快。反应和传播的速度快。 爆炸其爆点只需几微秒至几十微秒。单位时爆炸其爆点只需几微秒至几十微秒。单位时爆炸其爆点只需几微秒至几十微秒。单位时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，具有极大间内做功能力强，具有极大间内做功能力强，具有极大间内做功能力强，具有极大 的威力。的威力。的威力。的威力。（3 3）生成的气体多。）生成的气体多。）生成的气体多。）生成的气体多。 硝酸铵炸药爆炸全部生成气体。硝酸铵炸药爆炸全部生成气体。硝酸铵炸药爆炸全部生成
4、气体。硝酸铵炸药爆炸全部生成气体。 1 1kgkg工业炸工业炸工业炸工业炸药爆炸时约产生药爆炸时约产生药爆炸时约产生药爆炸时约产生700 700 10001000升的气体。升的气体。升的气体。升的气体。 例如：例如：例如：例如：C C3 3HH6 6N N3 3（NONO2 2）9/4/20249/4/2024二、炸药及其分类二、炸药及其分类 1、炸药的概念、炸药的概念 炸药是在一定条件下能够发生快速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，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。显示爆炸效应的化合物或混合物。 2、炸药的分类、炸药的分类（1）按组
5、成分为：单质炸药和混合炸药）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）按用途分为：起爆药、猛炸药、发射药射药9/4/20249/4/2024三、炸药的爆炸反应三、炸药的爆炸反应三、炸药的爆炸反应三、炸药的爆炸反应 1 1、炸药的氧平衡、炸药的氧平衡、炸药的氧平衡、炸药的氧平衡 炸药主要由炸药主要由炸药主要由炸药主要由C C、HH、OO、N N四种元素组成，四种元素组成，四种元素组成，四种元素组成，C C、HH是可燃元素，是可燃元素，是可燃元素，是可燃元素，OO是助燃元素，炸药爆炸的是助燃元素，炸药爆炸的是助燃元素，炸药爆炸的是助燃元素，炸药爆炸的过程就是氧与碳、氢生成
6、过程就是氧与碳、氢生成过程就是氧与碳、氢生成过程就是氧与碳、氢生成COCO2 2、HH2 2OO、COCO等新等新等新等新产物的氧化化还原反应过程。产物的氧化化还原反应过程。产物的氧化化还原反应过程。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氧平衡：就是衡量炸药中所含的氧将可燃氧平衡：就是衡量炸药中所含的氧将可燃氧平衡：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元素完全氧化是多余还是不足的情况元素完全氧化是多余还是不足的情况元素完全氧化是多余还是不足的情况 分为三种：分为三种：分为三种：分为三种： （1 1）正氧平衡；（）正氧平衡；（）正氧平衡；（）正氧
7、平衡；（2 2）零氧平衡；）零氧平衡；）零氧平衡；）零氧平衡； （3 3）负氧平衡。）负氧平衡。）负氧平衡。）负氧平衡。 矿山炸药一般设计成不太大的正氧平衡。矿山炸药一般设计成不太大的正氧平衡。矿山炸药一般设计成不太大的正氧平衡。矿山炸药一般设计成不太大的正氧平衡。9/4/20249/4/2024 2、炸药的爆热、炸药的爆热 爆热：单位质量炸药在定容条件下爆热：单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量。一般工业炸药爆势爆炸时放出的热量。一般工业炸药爆势为为7001500千卡千卡/1kg。9/4/20249/4/2024 3、炸药的爆温、炸药的爆温 爆温是指炸药爆炸瞬间放出的爆温是指炸药爆炸瞬间
8、放出的热在定容条件下爆炸产物被加热达热在定容条件下爆炸产物被加热达到的最高温度。到的最高温度。 单质炸药：单质炸药：30005000矿用混合炸药：矿用混合炸药：200025009/4/20249/4/2024 4、炸药的爆压、炸药的爆压 爆压是指炸药爆炸瞬间达到的爆压是指炸药爆炸瞬间达到的压力，压力，TNT炸药爆炸压力达炸药爆炸压力达20万个万个大气压。大气压。 5、炸药的燃烧和爆轰。、炸药的燃烧和爆轰。9/4/20249/4/2024四、炸药的主要性能指标四、炸药的主要性能指标 1、炸药的爆力和猛度、炸药的爆力和猛度 猛度：铅柱法测定，硝铵炸药猛度：猛度：铅柱法测定，硝铵炸药猛度：8 14m
9、m 爆力：铅铸扩孔法测定，硝铵炸药爆力：铅铸扩孔法测定，硝铵炸药爆力爆力240360cm3。9/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/20242、炸药的敏感度、炸药的敏感度 热感度、机械感度、爆轰感度热感度、机械感度、爆轰感度（1）热感度）热感度以爆发点来表示以爆发点来表示P36表表2-6。（2）机械感度）机械感度抗冲击感度，由落锤实验抗冲击感度，由落锤实验测定。测定。（3）爆轰感度）爆轰感度用殉爆距离来表示。用殉爆距离来表示。 殉爆殉爆是指由于主动落定爆炸使与其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。相邻的被动药包也同时爆炸的现
10、象。 殉爆距离殉爆距离是指能够连续三次出现殉是指能够连续三次出现殉爆的药卷间距的最大值，以爆的药卷间距的最大值，以cm表示。表示。9/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/2024 2-2 2-2 工业炸药的组成及种类工业炸药的组成及种类一、单质炸药一、单质炸药 1、梯恩梯（、梯恩梯（TNT） 三硝基甲苯三硝基甲苯 C C6 6HH2 2CNOCNO2 2) )3 3CHCH3 3 2 2、黑索金（黑索金（黑索金（黑索金（RDXRDX） 环三亚甲基三硝环三亚甲基三硝环三亚甲基三硝环三亚甲基三硝( (CHCH2 2NNONNO2 2) )3 3 3
11、3、太恩炸药（太恩炸药（太恩炸药（太恩炸药（PETNPETN） 季戊四醇四硝酸酯季戊四醇四硝酸酯季戊四醇四硝酸酯季戊四醇四硝酸酯9/4/20249/4/2024二、硝铵类炸药二、硝铵类炸药 以硝酸铵为主要成分的混合炸药。以硝酸铵为主要成分的混合炸药。 硝酸铵：硝酸铵：NH4 4NO3 3，代号代号AN，白色白色或略黄色的结晶体。含氮量或略黄色的结晶体。含氮量32%35%，可作化肥，本身是一种正氧平衡的弱性炸可作化肥，本身是一种正氧平衡的弱性炸药。药。 硝酸铵起爆感度很低，一般不能直接硝酸铵起爆感度很低，一般不能直接用雷管或导爆索起爆，需用强力的起爆药用雷管或导爆索起爆，需用强力的起爆药卷起爆。
12、卷起爆。 硝酸铵原料来源丰富，价格低廉，安硝酸铵原料来源丰富，价格低廉，安全性好。全性好。9/4/20249/4/20241、铵梯炸药、铵梯炸药硝酸铵硝酸铵+TNT 主要成分主要成分: 氧化剂氧化剂氧化剂氧化剂硝酸铵硝酸铵硝酸铵硝酸铵 敏化剂敏化剂敏化剂敏化剂TNTTNT 松散剂松散剂松散剂松散剂木粉木粉木粉木粉( (谷糠谷糠谷糠谷糠) ) 消焰剂消焰剂消焰剂消焰剂食盐食盐食盐食盐 防潮剂防潮剂防潮剂防潮剂石蜡、沥青石蜡、沥青石蜡、沥青石蜡、沥青 铵梯炸药分为煤矿、岩石和露天三大类，矿山只用铵梯炸药分为煤矿、岩石和露天三大类，矿山只用铵梯炸药分为煤矿、岩石和露天三大类，矿山只用铵梯炸药分为煤矿
13、、岩石和露天三大类，矿山只用前两种。前两种。前两种。前两种。 煤矿许用铵梯炸药分为：煤矿许用铵梯炸药分为：煤矿许用铵梯炸药分为：煤矿许用铵梯炸药分为：2 2 2 2号、号、号、号、3 3 3 3号、号、号、号、2 2 2 2号抗水、号抗水、号抗水、号抗水、3 3 3 3号号号号抗水。抗水。抗水。抗水。 岩石铵梯炸药分为：岩石铵梯炸药分为：岩石铵梯炸药分为：岩石铵梯炸药分为：1 1 1 1号、号、号、号、2 2 2 2号、号、号、号、2 2 2 2号抗水、号抗水、号抗水、号抗水、3 3 3 3号抗水、号抗水、号抗水、号抗水、4 4 4 4号抗水等。号抗水等。号抗水等。号抗水等。9/4/20249
14、/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/2024 铵梯炸药，一般制成直径铵梯炸药，一般制成直径27mm、32mm、35mm、38mm，重重100g、150g、200g的药卷；的药卷； 聚能穴聚能穴:药卷一端为平顶，另一端内凹药卷一端为平顶，另一端内凹入，称为聚能穴。入，称为聚能穴。 岩石铵梯炸药有效期限岩石铵梯炸药有效期限6个月，煤矿铵个月，煤矿铵梯有效月梯有效月4个月。个月。9/4/20249/4/2024 2、铵油炸药、铵油炸药硝酸铵硝酸铵95%+柴油柴油5% 3、浆状炸药、浆状炸药硝酸铵、硝酸钠的水硝酸铵、硝酸钠的水溶液溶液+TNT 铝粉铝粉+田菁胶槐豆胶制
15、成。田菁胶槐豆胶制成。 铵油炸药、浆状炸药威力大、抗水性铵油炸药、浆状炸药威力大、抗水性好、可塑性大，易于装填、敏感度底、好、可塑性大，易于装填、敏感度底、安全性好。安全性好。 4、高威力炸药、高威力炸药 在铵梯炸药中加入黑索金、铝粉等在铵梯炸药中加入黑索金、铝粉等制成，有铵梯黑、铵梯铝、铵梯黑铝等制成，有铵梯黑、铵梯铝、铵梯黑铝等几种。几种。9/4/20249/4/2024三、硝化甘油类炸药三、硝化甘油类炸药 1、组成：、组成： 硝化甘油硝化甘油+消化棉消化棉+木粉木粉+硝酸盐硝酸盐 2、特点：、特点： 威力大、爆炸稳定性高、防水性能威力大、爆炸稳定性高、防水性能好、密度大、有可塑性，好、密
16、度大、有可塑性， 机械感度高，机械感度高，容易渗油或老化，价格贵。容易渗油或老化，价格贵。 3、使用范围：、使用范围： 无沼气爆炸危险的坚硬岩石、多水无沼气爆炸危险的坚硬岩石、多水工作面、小直径深孔爆破。工作面、小直径深孔爆破。9/4/20249/4/2024四、水胶炸药四、水胶炸药 1、组成：硝酸铵（、组成：硝酸铵（50%）+水的水的混悬溶液（混悬溶液（10%）+敏化剂敏化剂 2、特点：抗水性好，煤矿、特点：抗水性好，煤矿 用水用水胶炸药溶于胶炸药溶于1025的水中，的水中，4个小个小时仍能起爆。密度高、威力大、安时仍能起爆。密度高、威力大、安全性好、生产工艺简单。水胶炸药全性好、生产工艺简
17、单。水胶炸药使用效果好，正在逐渐推广。使用效果好，正在逐渐推广。9/4/20249/4/2024五、乳胶炸药五、乳胶炸药 1、组成：硝酸铵水溶液、组成：硝酸铵水溶液+可燃剂可燃剂+敏敏化剂化剂+乳化剂乳化剂+添加剂添加剂 2、品种：乳胶岩石炸药、品种：乳胶岩石炸药 2种种 乳胶煤矿炸药乳胶煤矿炸药 2种种 乳胶高安全炸药乳胶高安全炸药 1种种 3、特点：、特点： 抗水性好，爆轰感度、爆炸性能好，抗水性好，爆轰感度、爆炸性能好，原料丰富、安全性好。原料丰富、安全性好。9/4/20249/4/2024 2-3 2-3 起爆器材及电爆网路起爆器材及电爆网路 起爆器材有起爆药、雷管、导起爆器材有起爆药
18、、雷管、导火索、导爆索、导爆管等。火索、导爆索、导爆管等。 电爆网路主要是指联线方法和电爆网路主要是指联线方法和起爆器。起爆器。9/4/20249/4/2024一、雷管一、雷管 以前的雷管起爆药主要装的雷汞以前的雷管起爆药主要装的雷汞Hg(ONC)2，故取名雷管，但现在主要故取名雷管，但现在主要是二硝基重氮酚是二硝基重氮酚 C6H2(NO2)N2O-DDNP。 加强药是黑索金，加强药是黑索金，RDX。 1、雷管的结构如图所示：雷管的结构如图所示：9/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/20249/4/2024 2、雷管的种类、雷管的种类 火火 雷雷 管管 瞬发雷
19、管瞬发雷管 雷管雷管 电电 雷雷 管管 秒延期雷管秒延期雷管 毫秒延期雷管毫秒延期雷管 数码雷管数码雷管9/4/20249/4/2024 3、电雷管的主要性能参数、电雷管的主要性能参数 （1）电雷管电阻电雷管电阻 （2）最大安全电流和最小发火电流）最大安全电流和最小发火电流 （3）发火冲能）发火冲能 （4）传导时间和成组雷管准爆条件）传导时间和成组雷管准爆条件 （5）起爆能力）起爆能力9/4/20249/4/20249/4/20249/4/2024二、导爆索、继爆管、导爆管二、导爆索、继爆管、导爆管 1、导爆索：是以猛炸药为药芯，外、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
20、潮面缠绕数层纱线、纸条，并有两层防潮层的绳索状起爆材料。层的绳索状起爆材料。 2、继爆管、继爆管: 3、导爆管：管内壁涂有薄层炸药的导爆管：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，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。只能起传爆作用，起爆炸药需要雷管。9/4/20249/4/2024三、电爆网路三、电爆网路 电爆网路是指雷管的联接方式分为串联、电爆网路是指雷管的联接方式分为串联、并联、混联三种。并联、混联三种。 起爆电流计算公式：起爆电流计算公式： 起爆电流起爆电流起爆电流起爆电流 UU放炮电源电压放炮电源电压放炮电源电压放炮电源电压 nn串联雷管个
21、数串联雷管个数串联雷管个数串联雷管个数 mm并联时雷管个数并联时雷管个数并联时雷管个数并联时雷管个数 每个雷管的全电理每个雷管的全电理每个雷管的全电理每个雷管的全电理 RR母线电阻母线电阻母线电阻母线电阻R R1 1与电源内阻与电源内阻与电源内阻与电源内阻R R2 2之和之和之和之和 串联时串联时串联时串联时m=1 m=1 并联时并联时并联时并联时n=1 n=1 9/4/20249/4/2024四、起爆器四、起爆器电容式起爆器电容式起爆器 1、充电：闭合开关、充电：闭合开关S1，电容器电容器c由由交流电源交流电源G进行充电，当电容器两端达进行充电，当电容器两端达到额定电压时停止。到额定电压时停
22、止。 2、放电：工作时，打开、放电：工作时，打开S1，闭合红闭合红电容器放电，即向雷管通电引爆电容器放电，即向雷管通电引爆。9/4/20249/4/20249/4/20249/4/2024五、爆破事故预防和处理五、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、瞎炮：通电起爆后，工作面的雷管全部或部分不爆。或部分不爆。 残炮：残炮：由于炸药原因产生的不爆现象。由于炸药原因产生的不爆现象。由于炸药原因产生的不爆现象。由于炸药原因产生的不爆现象。 瞎炮的处理见瞎炮的处理见规程规程第第 340342 条。条。 2、早爆：爆炸材料比预定起爆时间提前、早爆：爆炸材料比预定起爆时间提前的爆炸现
23、象。的爆炸现象。 原因原因（1）器材问题；（）器材问题；（2）操作问题；）操作问题； （3）杂散电流影响。）杂散电流影响。9/4/20249/4/2024 2-4 2-4 破岩原理和爆破技术破岩原理和爆破技术 一、破岩原理一、破岩原理一、破岩原理一、破岩原理 1 1、几个概念：、几个概念：、几个概念：、几个概念： 自由面：如果将一个药包埋入岩石中，自由面：如果将一个药包埋入岩石中，自由面：如果将一个药包埋入岩石中，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。岩石与空气相接触的表面，叫自由面。岩石与空气相接触的表面，叫自由面。岩石与空气相接触的表面，叫自由面。 最小抵抗线
24、：药包中心到自由面的垂直最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直距离叫最小抵抗线。距离叫最小抵抗线。距离叫最小抵抗线。距离叫最小抵抗线。 爆破漏斗：炸药爆炸后在靠近自由面一爆破漏斗：炸药爆炸后在靠近自由面一爆破漏斗：炸药爆炸后在靠近自由面一爆破漏斗：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。侧所形成的漏斗状的坑叫爆破漏斗。侧所形成的漏斗状的坑叫爆破漏斗。侧所形成的漏斗状的坑叫爆破漏斗。 爆破作用指数：爆破漏斗半径爆破作用指数：爆破漏斗半径爆破作用指数：爆破漏斗半径爆破作用指数：爆破漏斗半径 与最小抵与最小抵与最小抵与最
25、小抵抗线抗线抗线抗线WW之比，之比，之比，之比，9/4/20249/4/2024 2 2、破岩原理、破岩原理、破岩原理、破岩原理 将药包埋入岩石中，起爆后的瞬间产生高将药包埋入岩石中，起爆后的瞬间产生高将药包埋入岩石中，起爆后的瞬间产生高将药包埋入岩石中，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）作温高压气体，它以冲击波的形式（压缩级）作温高压气体，它以冲击波的形式（压缩级）作温高压气体，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，以每用于药包周围的岩石上，并以药为中心，以每用于药包周围的岩石上，并以药为中心，以每用于药包周围的岩石上，并以药为中心，以每秒数千
26、米的速度向四周作径向传播，在药包附秒数千米的速度向四周作径向传播，在药包附秒数千米的速度向四周作径向传播，在药包附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近形成一个粉碎圈，在粉碎圈外形成一个环状近形成一个粉碎圈，在粉碎圈外形成一个环状近形成一个粉碎圈，在粉碎圈外形成一个环状裂隙圈，当冲击波达到自由面后，产生反射而裂隙圈，当冲击波达到自由面后，产生反射而裂隙圈，当冲击波达到自由面后，产生反射而裂隙圈，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形成拉伸波由自由面向药包中心传播形成拉伸波由自由面向药包中心传播形成拉伸波由自由面向药包中心传
27、播破破碎岩石碎岩石碎岩石碎岩石, ,最后形成一个爆破漏斗，当炸药能量更大时，最后形成一个爆破漏斗，当炸药能量更大时，最后形成一个爆破漏斗，当炸药能量更大时，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。还可以使岩石抛出漏斗。还可以使岩石抛出漏斗。还可以使岩石抛出漏斗。9/4/20249/4/20249/4/20249/4/2024二、光面爆破二、光面爆破 1、光面爆破：是一种可以使爆破后巷道、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。规整，便于进行锚喷支护的爆破方法。 2、光面爆破的标准：、光面爆破的标准： 3、光面爆破的优点：岩壁光滑，成形规光面爆破的优点：岩壁光滑，成形规整，起控、欠控量小，围岩基本不受破坏，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，另外还具有成本低、质量好的爆破方法，另外还具有审美的艺术价值。审美的艺术价值。9/4/20249/4/2024三、爆破安全规定三、爆破安全规定 1、安全规程安全规程P155181页，页，第第295346条，共条，共52条。条。 2、作业规程作业规程规定的具体措施。规定的具体措施。9/4/20249/4/2024课间休息
