爆破作业人员培训教材

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业工程爆破操作员读本四川宏达爆破工程有限公司编邹华主编二○○八年五月十五日前言随着工业炸药和爆破器材与爆破技术的发展和进步，我国在建设工程中应用爆破施工的范围也在不断扩展，并取得了丰硕的成果，积累了宝贵的经验和数据。由于爆破技术的广泛应用，促进了施工生产的发展，加快了建设步伐。矿山开采，大量岩土的开挖；公路、铁路的爆破以及城镇建设拆除爆破、农田基建定向爆破与冻土爆破、冰凌爆破等等。我国爆破工程的年用药量已超过120万吨，从业人员也在百万人以上，队伍仍在扩大。实践表明，工程爆破具有独特的优越性，可根据不同情况和不同的规模和爆破对象，采用相应的爆破方式方法进行爆破，节省劳动力和降低劳动强度并加快施工进度，缩短工期，降低工程成本。与此同时，由于爆破条件的复杂性和技术上安全作业的重要性，要求施工全过程必须随时防止并确保安全施工，严格遵守安全规程，诚属毋可忽视。鉴于此，我们特组织国内著名的爆破专家与爆破工程技术人员编撰了《工程爆破操作员读本》，以满足爆破工程人员施工时的速查速用。第一章岩石的分类及其鉴定常用数据岩石（从广义来说，包括砂土）是由一种或多种矿物所组成的集合体。按其成因的不同，岩石可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。三大岩类鉴定特征对照岩类特征岩浆岩沉积岩变质岩矿物成分含石英、长石、云母，角闪石、辉石等。除含石英、长石、云母外，还含方解石、白云母及各种有机质。除含石英、长石、云母、角闪石、辉石外还含各种变质矿物及大量变晶作用而形成的矿物。结构显晶质结构、隐晶质结构、斑状和似斑状结构、玻璃质结构。碎屑结构、泥质结构、化学和生物化学结构。变晶结构变余结构构造块状构造、流纹状构造，气孔状构造，杏仁状构造。具层理构造，具龟裂、波痕、结核和化石等具片理构造、层状构造岩体空间分布规律岩体宏观分布上具整体性、均一性。岩层呈层分布、具各种岩层产状。与岩浆岩和沉积岩的分布规律相似，视变质以前原来岩石的类别而定。第二章岩石物理力学特性常用数据第一节岩石物理力学特性的含义表2-1岩石物理力学特性的含义名称物理力学特性含义密度γ岩土的颗粒质量与所占体积之比毛体积密度ρ在规定条件下，烘干石料包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量γ孔隙率岩土中孔隙体积（气相、液相所占体积）与岩土所占总体积之比含水量（含水率）岩土中水的质量与颗粒质量之比吸水率岩石中水的质量与干燥的岩石质量之比岩石风化程度岩石在地质内应力和外应力作用下，发生破坏和疏松的程度岩石波阻抗P.C岩中纵波波速（C）与岩石密度（ρ）的乘积单轴抗压强度压岩石试件在单轴压力下发生破坏时的极限强度单轴抗拉强度σ拉岩石试件在单轴拉伸时发生破坏的极限强度。弹性岩石受力后发生变形，当外力解除后恢复原状的性能称为弹性。塑性岩石所受外力解除后，岩石未能恢复原状而有一定残余变形。其性质称为塑性。脆性岩石在外力作用下，不经显著的残余变形就发生破坏的性能，称为脆性。韧性岩石抵抗外力将其分裂成碎块的能力硬度※岩石抵抗外力刻划的能力。常用摩氏硬度计测定。岩石（岩体）不均匀性指岩石的成分、颗粒及孔隙的形态、大小、排列方式在各个方向不均匀分布。对岩体的不均匀性系指在岩体中存在不同性质的岩层，不均匀性亦称各向异性。脆性破坏岩石在外力作用下，不经过明显的塑性变形阶段即发生破坏的现象。※参见表2-2摩氏硬度计的硬度等级。第二节岩石的硬度等级表表2-2摩氏硬度计的硬度等级硬度等级矿物名称野外代用品硬度等级1滑石软铅笔12石膏指甲2～2.53方解石铜钥匙2.5～34萤石铁钉45磷灰石玻璃5～5.56长石铅笔刀5～67石英钢刀6～78黄玉9刚玉10金刚石该硬度计是选择10种硬度不同的矿物组成，其排列顺序由1度至10度。即硬度由低到高，在野外作业时，可利用表列的野外代用品来代替硬度计。硬度是鉴定矿物极为重要的特征，野外用代用品鉴定硬度时，是用代用品与被鉴定的矿物互相刻划，直至找到与其一代用品相邻近的硬度等级时为止。如有一矿物能被铁钉刻划，而不能被指甲刻划，则其硬度大于2，小于4，近似3。若被鉴定的矿物不能刻划铁钉，铁钉也不能刻划它，则它的硬度为4。第三章岩石的分级常用数据第一节普氏岩石分级表3-1普氏岩石分级表等级坚固性程度岩石名称坚固性系数（f）Ⅰ最坚固的岩石最坚固、细致和有韧性的石英岩和玄武岩及其它坚固的岩石20Ⅱ很坚固的岩石很坚固的花岗质岩石，石英斑岩，很坚固的花岗岩，硬质片岩，比上一级较不坚固的石英岩，最坚固的硅质岩，石灰岩。15Ⅲ坚固的岩石花岗岩（致密的）和花岗质岩石，很坚固的硅质岩和石灰岩，石英质矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿10Ⅲa坚固的岩石石灰岩（坚固的），不坚固的花岗岩，坚固的砂岩，坚固的大理岩和白云岩，黄铁矿。8Ⅳ颇坚固的岩石一般的砂岩，铁矿6Ⅳa颇坚固的岩石砂质页岩，页岩质砂岩5Ⅴ中等的岩石坚固的粘土质岩石，不坚固的砂岩和石灰岩。5Ⅴa中等的岩石各种页岩（不坚固的），致密的泥灰岩3Ⅵ颇软弱的岩石软弱的页岩，很软弱的石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻结的土壤，无烟煤，普通泥灰岩，破碎砂岩，胶结砾岩，石质土壤2Ⅵa颇软弱的岩石碎石质土壤，破碎的页岩，凝结成块的砾石和碎石，坚固的煤，硬化的粘土1.5Ⅶ软弱的岩石（软土）粘土（致密的），软弱的烟煤，坚固的冲积层，粘土质土壤1.0Ⅶa软弱的岩石（软土）轻质土壤，黄土，砾石0.8Ⅷ土质岩石腐殖物，泥煤，轻沙质土壤，湿沙0.6Ⅸ松散性岩石（松散土）砂，山麓堆积，细砾石，松土，已采下的煤0.5Ⅹ流砂性岩石（流动性土）流砂，沼泽土壤，含水黄土及其它含水土壤0.3岩石的坚固性是一个综合性的概念，概括各种物理力学性质和强度，表征着各种不同方法下岩石破碎难易的程度。岩石坚固性系数f值，又称岩石的普氏系数（原苏联*·*·普洛季亚诺夫提出）就是坚固性的定量指标。确定f值的方法很多，通常采用下式计算：f=R/10或f=R/100式中：R—岩石的极限抗压强度。例如R=100MPa时，则该岩石的f=100/10=10或f=1000/100=10。但这个f值仅为单一岩石试样的试验值，实际上整个岩体与岩石试样大有差别。不同的部位的f值也相差很大。由于普氏系数有一定的局限性，往往比实际岩石的f值偏高。为此在野外实地确定f值时，须根据该岩体节理发育程度、风化程度、岩石湿度等，一般将f值降低2，即原f=10，修正为f=10－2=8采用。当节理很发育、风化很严重时，则f值应采用减3、减4、甚至减5来修正。第五章岩体结构特征与边坡稳定常用数据第一节爆破边坡稳定根据石灰岩、砂岩、各种变质岩和少量花岗岩中近700炮资料的分析，半路堑爆破后靠山边坡的坡度。除与岩石性质、坚硬程度有关外，还与自然地面坡度有关，一般岩石愈坚硬，整体性愈强，原地形自然坡度愈陡，则爆破后所得的稳定边坡就愈陡。表5-1岩体结构面及其特征顺序成因类型地质类型主要特征工程地质评价产状分布性质1沉积结构面1、层理层面2、层间软弱夹层3、不整合面4、沉积间断面一般与岩层产状一致，为层间结构面海相岩层中分布稳定，陆相岩层中呈交错状，易尖灭层面、层间软弱夹层较为平整；不整合面及沉积间断面多由碎屑、泥质物质构成，且不平整这类结构面分布普遍，对岩体稳定影响较大易形成规模巨大的顺层滑坡或隧道顶板脱落顺序2火成结构面1、侵入岩体与围岩的接触面2、岩脉，岩墙接触面3、原生冷凝节理岩脉岩墙受构造结构面控制，而原生节理受岩体接触面控制接触面延展较远，比较稳定，而原生节理往往短小密集接触面可具熔合及破裂两种不同的特征；原生节理一般为张裂面，较粗糙不平分布较少，但接触面一般亦会造成大规模的岩体破坏3变质结构面1、片理。2、片岩软弱夹层。产状与岩层或构造磊方向一致片理短小，分布极密，片岩软弱夹层延展较远，具固定层次结构面光滑平直，片理在岩体深部往往闭合成隐闭结构面；片岩软弱夹层含片状矿物，呈麟片状由于片理发育，岩性松软，极易风化破坏，一般边坡很不稳定4构造结构面1、节理2、断层3、层间错动面4、弱毛状裂隙，劈理产状与构造线呈一定关系，层间错动与岩层一致张性断裂延展较短；剪切断裂延展较远；压性断裂规模巨大张性断裂不平整，常具次生充填，呈锯齿状；剪切断裂较平直，具羽毛状裂隙，压性断层具多种构造岩，成带状分布，往往含断层泥，糜棱岩对岩体稳影响很大，在上述各种岩体破坏中，大都有构造结构面的破坏作用5次生结构面1、卸荷节理2、风化节理3、风化夹层4、泥化夹层5、次生夹泥层受地形及原结构面控制分布往往呈不连续状透镜体，延展性差，且主要在地表风化带内发育一般为泥质物质充填，水理性质很差一般分布在基岩露头表层，不会对岩体产生大规模的破坏作用，然卸荷节理有时会产生大块体坍塌表5-2岩体结构类型及其特性顺序岩体结构类型岩体地质类型主要结构体形式结构面发育情况工程地质评价1块状结构厚层状沉积岩侵入岩喷出岩变质岩块状柱状节理为主，但节理不发育岩体在整体上强度较高，变形特征上接近于均质弹性各向同性体。岩体稳定性良好，能开挖跨度较大的洞体和较陡峻的边坡，但要注意不利于岩体稳定的外倾的平缓层理和节理2镶嵌结构侵入岩非沉积变质岩菱形锥形节理比较发育，有小断层错动带岩体在整体上强度仍高，但不连续性较为显著。边坡过陡时易出现崩塌，洞体跨度不大时围岩尚较稳定3碎裂结构构造破碎较强烈的岩体碎块体节理、断层及断层破碎带交叉，劈理发育岩体完整性破坏较大，强度受断层及软弱结构面控制，并易受地下水作用影响，岩体稳定性较差。边坡易出现较大的塌方，洞体中易产生塌方冒顶，要求及时支护或衬砌4层状结构薄层沉积岩沉积变质岩板状楔形层理、片理、节理比较发育岩体呈层状，接近均一的各向异性介质。边坡与地下洞体的岩体稳定与岩层产状关系密切，一般岩层近视水平或向内倾斜较为稳定，直立岩层次之，向外倾斜最不稳定，常顺层坍塌5层状碎裂结构较强烈褶皱及破碎的层状岩体碎块状片状层理、片理、节理、断层、层间错动面发育岩体完整性破坏较大，整体强度较低，软弱结构面发育，易受地下水不良作用，稳定性很差，边坡设计角较低，地下洞体中常遇塌方需加强支护衬砌6散体结构断层破碎带风化破碎带鳞片状碎屑状颗粒状断层破碎带风化带及次生结构面岩体强度遭受极大破坏，接近松散介质，稳定性最差，边坡角要求很缓，且要作清基、护坡、挡土墙等处理表5-3抛坍爆破边坡度岩石类别原地面坡度爆后稳定的边坡坡度次坚石30～50°1：0.3～1：0.650～70°1：0.2～1：0.4＞70°1：0.2～1：0.3坚石30～50°1：0.3～1：0.450～70°1：0.1～1：0.3＞70°1：0～1：0.2第六章工业炸药组成与性能概述第一节炸药及其分类6.1.1广义地说，炸药是能够发生爆炸反应，并具有爆炸三要素的物质。然而，作为工业使用的炸药，还应当满足以下要求：1、具有足够的爆炸能量。2、具有合适的感度，保证使用、运输、搬运等环节的安全，并能被8#号雷管或其他引爆体直接引爆。3、具有一定的化学安定性，在储存中不变质、老化、失效甚至爆炸，且具有一定的储存期。4、爆炸生成的有毒气体少。5、原材料来源广，成本低廉，便于生产加工。6.1.由于炸药的组成、物理性质、化学性质、爆炸性能的不同，炸药的分类方法很多。目前，一般根据炸药的用途、物理形态、使用条件和组成来分类。1、按炸药用途分类⑴起爆药的最大特点是对外界的感度特高，外界的轻微作用（机械作用、热作用等）都可能使其发生爆炸，而且一旦引爆便迅速转化为稳定的爆轰。起爆药主要用于制作起爆器材（火雷管和电雷管等），用来起爆其他猛炸药。⑵猛炸药与起爆药相比，猛炸药的感度相对较低，具有相当的稳定性，需要借助起爆药才能使其发生爆轰，猛炸药爆炸的主要形式是爆轰。由于猛炸药韵爆炸做功能力大，破碎岩石和构筑物的能力强，所以它是各类爆破工程中最基本的常用炸药类型。⑶发射药的特点是它对火焰的感度高，它的反应形式为迅速燃烧。发射药能够在没有外界助燃剂参与下进行有规律的燃烧，放出大量的热量和气体，对外界做抛射功。发射药在一定的条件下也可转化为爆燃以至于爆炸。此类炸药适用于军事上的枪炮或火箭推进剂。2、按物理形态分类⑴固体炸药这种炸药是最常见的形态，并可分为粉状、粒状、铸状和凝胶体等。⑵液体炸药这种炸药有化合炸药，如硝化甘油、硝基甲烷、硝基苯等，也有液相或固相的混合炸药。⑶塑体或胶体炸药这种炸药的性态介于固体与液体之间。⑷气相炸药这种炸药指可发生化学爆炸的混合型气体。其中，⑴、⑵和⑶类炸药统称凝聚体炸药。3、按炸药使用条件分类⑴煤矿许用炸药：此种炸药用于有瓦斯、煤尘炸危险的矿井工作面。对此类炸药生成的有毒气体、炸药做功能力、爆温、火焰长度及其持续时间均有严格的规定，以保证安全。我国煤矿许用炸药分为五级：一、二级：用于低沼气矿井；三级：用于高沼气矿井；四级：用于煤与沼气突出矿井；五级：用于溜煤孔爆破和揭石门。煤矿许用炸药又分为抗水和非抗水两种。⑵岩石炸药：这种炸药只对生成有毒气体量有限制，用于没有沼气和煤尘爆炸危险的矿井。按做功能力和抗水性能，我国生产的岩石铵梯炸药有1号、2号、抗水2号、抗水3号、抗水4号。其中以2号和抗水2号应用最普遍。此外，还生产有其他品种的岩石炸药。⑶露天炸药对这类炸药没有任何限制，但只能在露天矿爆破中使用。按做功能力和抗水性能，露天铵梯炸药有1号、2号、3号、抗水1号、抗水2号。其中以3号和抗水2号应用最普遍。此外，还生产有其他品种的露天炸药。除以上几类炸药外，还有供特殊用途和在特殊条件下使用的炸药，如光面爆破炸药，地震勘探炸药，耐热炸药，近身爆破炸药等。4、按炸药组成分类⑴化合炸药又称单质炸药，它是指碳、氢、氧、氮等元素以一定的结构存在于同一分子中，并能自身发生氧化还原反应的物质。这类炸药的分子内含有特殊的原子团，具有不稳定性，在外界一定的热能和机械能的作用下即进行分解，引起爆炸反应。化合炸药大多用作混合炸药的组成成分或火工品装药，极少单独用作爆破炸药。化合炸药包括单质起爆药和单质猛炸药。1）单质起爆药常用的有雷汞、叠氮化铅和二硝基重氮酚等。①雷汞。其化学式Hg（CNO）2，为白色或灰白色微细晶体。干燥的雷汞对撞击、摩擦和火花均极为敏感，容易发生爆炸。潮湿的或压制的雷汞感度降低。湿雷汞易与铝起作用生成极易爆炸的雷酸盐，故不能用铝材制作雷汞雷管的外壳。工业用雷管都用铜壳或纸壳。应防止雷汞受潮，以免发生雷管拒爆。②叠氮化铅。其化学式Pb（N3）2，通常为白色针状晶体。与雷汞或二硝基重氮酚比较，其热感度较低，而起爆威力较大。叠氮化铅不因潮湿而失去爆炸能力，可用于水下起爆。由于叠氮化铅在有CO2存在的潮湿环境中易与铜发生作用而生成极敏感的氮化铜，因此叠氮化铅雷管不可用铜管壳，而用铝壳或纸壳。③二硝基重氮酚。其化学式C6H2（NO2）N2O，为黄色或黄褐色晶体。它的安全性好，在常温下长期储存于水中仍不降低其爆炸性能。干燥的二硝基重氮酚在75℃时开始分解。170～175℃2）单质猛炸药是具有强烈爆炸作用的化合物。与起爆药相比，其感度低、做功能力大。工业上常用的单质猛炸药有梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油等。①梯恩梯是黄色晶体，吸湿性弱，有毒，几乎不溶于水。梯恩梯的热安定性好，常温下不分解，遇火能燃烧，在密闭条件下或大量燃烧时转为爆炸，机械感度较低。梯恩梯被广泛用于军事，工业上常用梯恩梯作雷管中的加强药或硝铵类炸药中的敏化剂。②黑索金是白色晶体，不吸湿，几乎不溶于水。黑索金热安定性好，其机械感度比梯恩梯高。由于它的威力和爆速都很高，除用作雷管中的加强药外，它还可以作导爆索的药芯或同梯恩梯混合制造起爆药包。③泰安是白色晶体，几乎不溶于水，爆炸威力大。其爆炸特性与黑索金相近，用途也基本相同。④硝化甘油是无色或微带黄色的油状液体，爆炸做功能力高，不溶于水，故在水中不失去爆炸性。硝化甘油有毒，应避免皮肤与之接触。它的机械感度很高，受撞击和振动易发生爆炸，安定性差，因此不能单独使用，通常用多孔物质如硅藻土或硝化棉吸收硝化甘油来降低其敏感度。⑵混合炸药混合炸药由两种或两种以上化合成分混合制成，混合物中须含有氧化剂和可燃剂两部分，两者以一定的比例均匀地混合在一起。当受到外部能量激发时，混合炸药能发生爆炸反应。混合炸药的敏感度较起爆药低，爆轰激发的过程较起爆药长。混合炸药是目前应用最广、品种最多的一类炸药。针对各类不同爆破工程对炸药的爆炸性能、安全性能以及物理性能的要求，还可以添加某些改性物质以扩大它的适用范围。混合炸药的种类很多，无论在军事炸药领域还是工业炸药领域，混合炸药都得到十分广泛的应用。常用的混合炸药有铵梯炸药、铵油炸药、浆状炸药、乳化炸药和硝化甘油类炸药等。1）铵梯炸药是指以硝酸铵、梯恩梯和木粉为主要成分的炸药。这类炸药是我国工业炸药的主要品种之一，主要含有以下成分：①硝酸铵（NH4NO3）是氧化剂，是铵梯炸药的主要成分，其本身是一种敏感度很低的弱性炸药，经强力起爆后爆速可达2000～3000m/s,。硝酸铵也是一种化学肥料，来源广，价格低。硝酸铵吸湿性强，易溶于水，吸湿后极易变硬结块。②梯恩梯是敏化剂，兼起还原反应，本身属于高做功能力的炸药，同硝酸铵配合后可获得零氧平衡或接近零氧平衡的铵梯炸药，可被普通8号工业雷管起爆。③石蜡和沥青是抗水剂，用以防止硝酸铵的吸湿结块。④木粉既是松散剂，又是还原剂。⑤食盐是消焰剂，不参加爆炸反应，目的是降低炸药的爆炸温度。铵梯炸药具有爆炸性能好，做功能力较大，可以用一只8号工业雷管起爆，原材料来源广，成本较低等优点。其主要缺点是：易吸湿结块，所以不适合在潮湿有水的环境中使用；梯恩梯有毒，易造成对人体的毒害和环境污染。根据不同的使用场合和性能特点，铵梯炸药的常用品种有岩石硝铵炸药、露天硝铵炸药和煤矿许用硝铵炸药。①岩石硝铵炸药。它由硝酸铵、梯恩梯和木粉三种成分组成。岩石硝铵炸药的显著特点是做功能力较高，根据梯恩梯质量分数的不同可制成不同型号，其爆炸做功能力和价格成本也不同。通常梯恩梯质量分数为10～20%。它主要用于露天或井下中硬岩石的小直径药卷爆破和岩石的二次爆破。为适应有水工作面爆破作业的需要，需再加入沥青、石腊，组成抗水岩石铵梯炸药。②露天硝铵炸药。它适用于露天矿松动爆破，有时用于大孔径爆破中。与岩石硝铵炸药不同之处是其梯恩梯质量分数低（10～20%)，成本更低些，做功能力中等。③煤矿硝铵炸药。对于煤矿硝铵炸药，除要求其有毒气体生成量符合规定外，还须保证它爆炸时不致引起瓦斯和煤尘爆炸。为此，在炸药中需加入（15～20%)的消焰剂，通常采用食盐做消焰剂。煤矿许用硝铵炸药的显著特点是爆温和爆压都比较低，因而可以有效地防止炸药爆轰引燃煤矿中可燃性气体，如甲烷与空气混合物，保证煤矿井下爆破作业的安全性。消焰剂不但降低爆温和爆压，而且是甲烷氧化链反应的有效抑制剂。表1-1～表1-3分别列出了岩石硝铵炸药、露天硝铵炸药和煤矿铵梯炸药的品种和技术规格。2）铵油炸药主要由硝酸铵、柴油、木粉组成，有时也添加少量其他组分。其中硝酸铵为氧化剂；柴油是可燃剂，又是还原剂；木粉用作疏松剂兼可燃剂。由于硝酸铵有结晶状和多孔粒状之分，铵油炸药就相应有粉状铵油炸药和多孔粒状铵油炸药之分。常用的铵油炸药的组分配比、性能及适用条件见表1-4。岩石硝铵炸药的组分及技术规格表1组成、性能及爆炸参数1号岩石硝铵炸药2号岩石硝铵炸药2号抗水岩石硝铵炸药3号抗水岩石硝铵炸药4号抗水岩石硝铵炸药组成成分%硝酸铵梯恩梯木粉沥青石蜡82±1.514±14±0.5——85±1.511±14±0.5——84±1.511±14.2±0.50.4±0.10.4±0.186±1.57±16±10.5±0.10.5±0.181.2±1.518±1—0.4±0.10.4±0.1密度/（g/㎝3）0.95～1.10.95～1.10.95～1.10.9～1.00.95～1.1爆炸性能爆速/（m/s）做功能力/mL猛度/㎜殉爆距离/㎝—136—32002981253200298125—2801043500338148爆炸参数氧平衡值（%）爆容/（L,㎏）爆热/（KJ,㎏）爆压/MPa+0.529124078—+3.389243688—+0.3892135123306+0.7193138773587+0.439024216—露天岩石硝铵炸药的组分及技术规格表1-1组成、性能及爆炸参数1号露天硝铵炸药2号露天硝铵炸药3号露天硝铵炸药1号抗水露天硝铵炸药2号抗水露天硝铵炸药组成成分%硝酸铵梯恩梯木粉沥青石蜡82±210±18±1——86±25±19±1——88±23±0.59±1——84±210±15±10.5±0.10.5±0.186±25±18.2±10.4±0.10.4±0.1密度/（g/㎝3）0.85～1.10.85～1.10.85～1.10.85～1.00.85～1.1爆炸性能爆速/（m/s）做功能力/mL猛度/㎜殉爆距离/㎝36003001143525250832100208523000300113352525083爆炸参数氧平衡值（%）爆容/（L,㎏）爆热/（KJ,㎏）爆压/MPa－2.0493238693306＋1.0893537403170＋2.9694434653045＋0.6192739713306＋0.393638523169常用的铵油炸药的组分配比、性能及适用条件表1装药名称组分（%）水分不大于%装药密度g/㎝3爆炸性能炸药保证期适用条件硝酸铵柴油木粉殉爆距离㎝猛度㎜做功能力不小于mL爆速不低于m/s铵油炸药92±1.54±14±0.50.750.9～12123003300雨季7天，一般15天露天或无沼气无矿尘爆危险矿井中硬以上矿岩爆破工程2号粉状铵油炸药92±1.51.8±0.56.2±10.80.8～0.9≥18钢管2503800铜管15天露天中硬以下矿岩的中型峒室爆破工程3号粉状铵油炸药94±1.55.5±1.50.80.9～1≥18钢管2503800铜管15天露天大爆破工程铵油炸药是一种感度和威力均较低的炸药，少量铵油炸药可以用一只3号雷管起爆，大多数铵油炸药需要由起爆药包起爆。铵油炸药具有原料来源广、成本低、加工容易、安全性好等优点，尤其是采用机械化混装车使得它的优点更加突出。铵油炸药和铵梯炸药一样有吸湿结块的缺点，使其应用范围受到限制。此外，还有铵松蜡炸药和铵沥蜡炸药，这些炸药的成分中除硝酸铵、木粉外，还有石蜡、松香和沥青组成。有时添加少量柴油。加入石蜡、松香和沥青的主要目的是力了提高炸药的抗水和防结块性能，但这些炸药仍不能在有水环境下使用，故多用于露天爆破中。铵松蜡炸药的使用范围较小，只在特殊场合下使用。3）含水硝铵类炸药包括浆状炸药、水胶炸药和乳化炸药等。它们的共同特点是体系中均含有水，水在含水炸药具有很重要的作用。首先，水是含水炸药的基本成分，水的存在使含水炸药具有较好的流变性。在水胶炸药中，水是胶结剂的主要溶剂，它可以保持炸药性能的相对稳定；在乳化炸药中，水是氧化剂的重要溶剂，是使分散相成为均匀溶液的惟一介质。其次，水的存在改变了人们对炸药中不能含有水的传统观念，彻底改善了工业炸药抗水性的难题。通过使炸药中含有适量的水，可以增大或改变炸药的密度、爆速、爆压等爆炸性能。它们的共同特点是抗水性强，可用于水中爆破。①浆状炸药。它的出现为硝酸铵类炸药的应用开辟了新的领域，解决了硝酸铵类炸药应用于水孔爆破的抗水问题，在炸药发展史上是一个新的突破。它的基本成分是氧化剂水溶液、敏化剂和胶凝剂，其特点是将水作为炸药的一种组分，解决了工业炸药的抗水问题，同时改善了工业炸药的爆轰性能。（a）氧化剂水溶液。浆状炸药主要采用硝酸铵饱和水溶液，有时加入少量硝酸钠。（b）敏化剂及可燃剂。浆状炸药含水使起爆感度下降。为了使它能够顺利起爆，提高其起爆感度，需要加入敏化剂。敏化剂可分为：猛炸药如梯恩梯、硝化甘油等；金属粉如铝粉、镁粉等；柴油等可燃物；发泡剂如亚硝酸钠等。（c）胶凝剂。胶凝剂起增稠作用，使浆状炸药中固体颗粒：呈悬浮状态并将氧化剂水溶液、不溶的敏化剂颗粒及其他组分胶结在一起。现在经常使用的胶凝剂有槐豆胶、田菁胶、皂角胶、胡里仁粉以及聚丙烯酰铵等。（d）交联剂。交联剂促使胶凝剂分子中韵基团互相键合，使分子进一步联接成为巨型网状结构，提高炸药的胶凝效果和稠化程度，增强抗水能力。交联剂有硼砂或硼砂与重铬酸钠的混合溶液等。（e）其他添加剂。除了上述组分外，还有表面活性剂和稳定剂等。表面活性剂常用十二烷基苯磺酸钠，它在浆状炸药中起乳化和增塑作用；稳定剂可用尿素，用以防止浆状炸药的变质。②水胶炸药。它是在浆状炸药基础上发展的一种含水炸药，也由氧化剂、胶凝剂、水和敏化剂等基本组分组成的含水炸药，不同之处在于敏化剂是采用甲基胺硝酸盐。该炸药是一种密度和炸药性能均可调节的高做功能力防水炸药，安全性好，感度较高，可用于井下小直径（35㎜）炮孔爆破，尤其适应于井下有水而且坚硬岩石的中深孔爆破。③乳化炸药。它是一种含水工业炸药，20世纪70年代初产生于美国，80年代初我国开始研制开发乳化炸药。与传统的粉状铵梯炸药相比，乳化炸药具有生产、储运、使用安全，抗水性强，乳化炸药的猛度、爆速和感度均较高，可以用一只8号雷管起爆，密度在较宽范围（1.05～1.30g/㎝3）内可调，可用于有水爆破作业等特点，特别是在水下爆破中更显身手。乳化炸药是含水炸药的新发展，内部结构不同于浆状炸药和水胶炸药，浆状炸药和水胶炸药水溶液为连续相，悬浮的固体颗粒为分散相，即水包油型结构；乳化炸药则是氧化剂水溶液被乳化成微细液滴分散地悬浮在连续的油相中构成所谓的油包水型结构。乳化炸药的主要成分如下：（a）氧化剂。它通常采用硝酸铵和硝酸钠的饱和水溶液。（6）敏化剂。乳化炸药也是含水炸药，为保证炸药的起爆感度，必须采用较理想的敏化剂提高其感度。通常采用猛炸药、金属粉、发泡剂或空心微球来提高其敏感度。（b）可燃剂。它主要是油相材料，如柴油、石蜡、凡士林或是它们的混合物。使用粘度合适的石油产品与氧化剂配成零氧平衡，可提供较多的爆炸能。以选用柴油同石蜡或凡士林的混合物使其粘度为3.1为宜。油蜡质微粒能使炸药具有优良的抗水性。（c）乳化剂。它能在氧化剂水溶液中形成油包水型乳状体系，水与油是互不相溶的，但是在乳化剂作用下它们互相紧密吸附。（d）少量添加剂。它是乳化促进剂、晶形改性剂和稳定剂之类的物质。4）硝化甘油类炸药是以硝化甘油为基本成分，加入硝酸钾、硝酸铵作氧化剂，硝化棉作吸收剂，木粉为疏松剂，多种组分混合而成的混合炸药。我国的胶质硝化甘油类炸药有两种，一种含硝化甘油40%，一种是含硝化甘油62%。这种炸药突出的优点是抗水性强，爆炸做功能力高，可在有水环境下进行爆破。但是由于它的安全性较差，成本高等因素，其使用数量只占炸药量的0.5～1%。第二节工业炸药的组成与性能6.2.1常用的粉状硝铵炸药有铵梯炸药、铵油炸药、铵松蜡炸药和煤矿许用炸药，由于其组成成分不同，性能指标和适用条件也各不相同。1、铵梯炸药铵梯炸药又称岩石炸药，由硝酸钱、梯恩梯和木粉三种成分组成，硝酸铵是氧化剂，为主要成分；梯恩梯是敏化剂，也起还原剂作用；木粉是可燃剂，又是疏松剂。铵梯炸药是国内外工业上用了近两个世纪的传统炸药，目前仍是工业上使用最多的炸药品种。其主要成分如下：⑴硝酸铵。硝酸铵是一种应用广泛的化学肥料。纯硝酸铵为白色晶体，熔点为160.6℃，温度达300℃时便发火燃烧，高于400℃时可转为爆炸。硝酸铵是一种弱性爆炸成分，钝感，需经强力起爆后才能引爆，爆速为2000～2500m/s硝酸铵具有较强的吸湿性和结块性。吸湿现象的产生是由于它对空气中的水蒸气有吸附作用，并通过毛细管作用在其颗粒表面形成薄薄的一层水膜。硝酸铵易溶于水，因而水膜会逐渐变为饱和溶液。只要空气中的水蒸气压力大于硝酸铵饱和溶液的压力，硝酸铵就会继续吸收水分，一直到两者压力平衡时为止。硝酸铵吸水后，一旦温度下降，饱和层将部分或全部发生重结晶，形成坚硬致密的晶粒层，将硝酸铵黏结成块状。这种结块硬化过程还将因晶形变换和上部重压等原因而加剧，给加工炸药造成很大困难。为了提高硝酸铵的抗水性，可加入防潮剂。常用的防潮剂有两类：一类是憎水性物质，如松香、石蜡、沥青和凡士林等。它们覆盖在硝酸铵颗粒表面，使它与空气隔离；另一类是活性物质，如硬脂酸钙、硬脂酸锌等，它们的分子结构一端为体积较大的憎水性基团（硬脂酸根），另一端是体积较小的亲水性基团（金属离子）；这些活性物质加入后，它们的亲水性基团将朝向外面，因而能起到防水作用。为了防止炸药中的硝酸铵吸湿后结块硬化，可在炸药中加入适量的疏松剂，如木粉等。干燥的硝酸铵与金属作用极缓慢，有水时其作用速度加快。故溶化的硝酸铵与铜、铅和锌均起作用，形成极不稳定的亚硝酸盐，但硝酸铵不与铝、锡作用，故在制造硝酸炸药时均使用铝质工具和容器。同时，由于硝酸铵是强酸弱碱生成的盐类，要避免与弱酸强碱生成的盐类（如亚硝酸盐、氯酸盐等）混在一起，否则也会产生安定性很差的亚硝酸铵，容易引起爆炸。⑵梯恩梯（TNT）。其本身就是一种单质猛炸药，具有良好的爆轰性能，是军事爆破中常用的炸药品种。由于梯恩梯的制造工艺复杂，价格也较昂贵，故在炸药中尽量少用或改用其他敏化剂代替。梯恩梯有一定的毒性，能通过皮肤和呼吸系统对人体产生损害，故在炸药的生产和使用中要注意工作环境及个人防护。⑶木粉。木粉除了作疏松剂和可燃剂外，还能调节炸药的密度。要求它不含杂质、不腐朽含水在4%以下，细度在0.83～0.35㎜（20～40目）之间。工程爆破用铵梯炸药品种很多，一般多用2号岩石硝铵炸药。几种常见的铵梯炸药的成分和性能列于表1-3中。几种炸药的成分和性能表2-炸药品种成分性能和指标1#岩石硝铵炸药2#岩石硝铵炸药2#抗水岩石硝铵炸药2#露天硝铵炸药2#抗水露天硝铵炸药2#铵松蜡炸药组成%硝酸铵梯恩梯木粉沥青石蜡轻柴油松香82±1.514±1.04±0.585±1.511±1.04±0.584±1.511±1.04.2±0.50.4±0.10.4±0.186±25±1.09±0.586±25±1.08.2±1.00.4±0.10.4±0.191±1.55±0.50.8±0.21.5±0.51.7±0.3性能水分≤（%）密度g/㎝3猛度≥（㎜）爆力≥（mL）殉爆Ⅰ（㎝）殉爆Ⅱ（㎝）爆速（m/s）0.30.95～1.13501360.30.95～1.132012536000.50.95～1.132012537500.50.85～1.12508335250.50.85～1.125083235250.1～0.30.95～1.0320～36013～254～73500～3800爆炸参数计算值氧平衡（%）质量体积L.㎏-1爆热/kJ.㎏-1爆温/℃爆压/Pa0.52912407827003.38924368825140.37921351226541.0893537402496-0.393638522545-1.092注：殉爆Ⅰ是浸水前的参数；殉爆Ⅱ是浸水后的参数。6.2.2铵油炸药是一种无梯炸药，主要成分是硝酸铵和柴油，是我国冶金、有色矿山应用广泛的一种钝感猛性炸药。铵油炸药的主要成分如下：1、硝酸铵。氧化剂，性能如前述。2、柴油。柴油在炸药中作可燃剂。在柴油成分中，要求碳氢元素含量达99.5%以上。柴油来源容易，运输、使用安全，有较高的黏性和挥发性，能有效渗入炸药的颗粒中，从而保证炸药组分混合的均匀性和致密性&柴油高温时易渗油，低温时会凝固，温度适应性较差，应结合当地气温情况考虑。生产炸药时常用轻柴油，一般多采用0号、10号、20号轻柴油。在严寒冬季，为防止其冻结，可采用-10号、-20号、-35号轻柴油。由于柴油的爆热值可高达41860kJ/㎏，故加入柴油可以使铵油炸药的威力大大提高。3、木粉。主要用作疏松剂以防止炸药结块，同时还可起到可燃剂的作用。在铵油炸药中，多孔粒状铵油炸药是一种较新型的工业炸药类型，它由多孔粒状硝酸铵和柴油组成。多孔粒状硝酸铵为白色颗粒状混合物，是一种内部充满空穴和裂隙的颗粒状物质，其堆积密度一般在0.75～0.85g/㎝3多孔粒状铵油炸药具有组分少、原料来源丰富、使用方便、成本低廉、不易结块、流散性好、装药时不易堵孔、性能点，其用量正逐年提高。随着多孔粒状硝酸铵的大量生产，因其吸油率高，可以在现场直接与柴油混合加工成铵油炸药，因此，简化了加工工艺。另外，由于采用机械化装药，露天矿可以在装药车上加工粒状铵油炸药，并直接将其送人炮孔之中。在地下矿山，可先将多孔粒状硝酸铵装入一种移动式混药装药器容器中，然后用压气将硝酸铵推至装药管，同时用压气喷入经计量槽计量过的柴油，这样硝酸铵和柴油在容器下半部混合后即可装入炮孔中。总之，铵油炸药具有原料来源广，价格低廉，加工制造简单等优点，故其使用也较为广泛。但铵油炸药缺点也不容忽视，比如容易吸湿和结块，故不能用于有水的工作面。6.2.3铵松蜡炸药由硝酸铵、木粉、松香和石蜡混制而成。它有利于克服铵梯和铵油炸药吸湿性强、保存期短的不足，其原料来源也较符合我国资源特点。总之，它除了保持铵油炸药的优点外，还具有抗水性能良好，保存期长，性能指标也达到了"号岩石炸药标准等优点。铵松蜡炸药之所以具有良好的防水性能，主要是因为：1、松香、石蜡都是憎水物质，可形成粉末状防水网，防止硝酸铵吸水；2、石蜡还可形成一层憎水薄膜，阻止水分进入；3、含有柴油的铵松蜡炸药中，松香与柴油可以共同组成油膜，也能防止水分进入。除铵松蜡炸药外，还有铵沥炸药、铵沥蜡炸药等。这些炸药的缺点是，由于石蜡和松香的燃点低，不能用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的地下矿山；另外，这类炸药的毒气生成量也较大。6.2.4众所周知，煤矿均有煤尘，而且一般还有瓦斯涌出。所谓煤尘是指在热能的作用下能够发生爆炸的细煤粉（粒径0.75～1.00㎜以下），煤矿瓦斯实际上是沼气与空气的混合物，瓦斯浓度越高，越容易发生爆炸。煤尘不仅可以单独爆炸，而且当沼气和煤尘达到一定浓度范围时，受到爆破作用便容易引起沼气和煤尘爆炸，所以，对煤矿许用炸药便有如下要求：1、为了使炸药爆炸后不会引起矿井局部高温，要求煤矿用炸药爆热、爆温和爆压都要相对低一些；2、有较好的起爆感度和传爆能力，保证稳定爆轰；3、排放的有毒气体符合国家标准，炸药配比应接近零氧平衡；4、炸药成分中不含金属粉末。在煤矿许用炸药中要加入一定的消焰剂，其作用是：1、吸收一定的爆热，从而避免在矿井大气中造成局部高温；2、对沼气和空气混合物的氧化反应起抑制作用，能破坏沼气燃烧时连锁反应的活化中心，从而阻止了沼气一空气混合物的爆炸。消焰剂是煤矿许用炸药必不可少的组分，常用的消焰剂是食盐，一般占炸药成分的10～20%。煤矿许用炸药的种类很多，有粉状硝铵类炸药、硝化甘油类炸药、含水炸药（乳化炸药、水胶炸药）、离子交换炸药、当量炸药和被筒炸药等，可以按照满足各种场合的不同要求选择使用。6.2.5含水硝铵炸药包括浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等。它们的共同特点是将硝酸铵或硝酸钾、硝酸钠溶解于水后，成为硝酸盐的水溶液，当其达到饱和时便不再吸收水分。依据这一原理制成的防水炸药，其防水机理可简单理解为“以水抗水”。1、浆状炸药浆状炸药是1956年美国的库克和加拿大的法曼合作发明，并由埃列克化学公司正式投产的一种新型抗水炸药，在世界炸药史上被誉为“第三代炸药”。简单地说，浆状炸药是由氧化剂水溶液、敏化剂和胶凝剂等基本成分组成的悬浮状的饱和水胶混合物，其外观呈半流动胶浆体，故称为浆状炸药。其成分一般为：⑴氧化剂水溶液。浆状炸药的氧化剂水溶液主要是硝酸铵或硝酸钾、硝酸钠的混合物，它的含量占炸药总量的65～85%，含水量占10～20%。水作为连续相而存在，其主要作用是：1）使硝酸铵等固体成分成为饱和溶液，不再吸水；2）使硝酸铵等固体成分溶解或悬浮，以增加炸药的可塑性和增大炸药的密度；3）使炸药成为细、密、匀的连续相，各成分紧密接触，提高炸药的威力。但是，必须注意的是水为钝感物质，由于水分增加，炸药的敏感度将有所降低。⑵敏化剂。浆状炸药敏化剂按成分不同可分为以下四类：1）猛炸药的敏化剂。常用的有梯恩梯、黑索金、硝化甘油等，含量为6～20%；2）金属粉末敏化剂，如铝粉、镁粉、硅铁粉等，含量为2～150%；3）气泡敏化剂，如亚硝酸钠，加入量为0.1～0.5%；4）燃料性敏化剂，如柴油、硫磺等，含量为1～5%。⑶胶凝剂。它是浆状炸药的关键成分，可使氧化剂水溶液变为胶体液，并使各物态不同的成分胶结在一起，使其中未溶解的硝酸盐类颗粒、敏化剂颗粒等悬浮于其中，又可使浆状炸药胶凝、稠化，提高其抗水性能。胶凝剂有两类，一类是植物胶，主要是白笈、玉竹、田菁胶、槐豆胶、皂胶和胡里仁粉等；另一类是工业胶，主要为聚丙烯酰胺，俗称“三号剂”。植物胶用量约为2～2.4%，聚丙烯酰胺用量约为1～3%。⑷交联剂。又称助胶剂，交联剂的作用是使浆状炸药进一步稠化以提高抗水性能，常用硼砂、重铬酸钾等，其含量为#%&!%。使用交联剂，可以相对减少胶凝剂的用量。⑸表面活活性剂。常用十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。它的作用是增加塑性，提高其耐冻能力；其次是能吸附铝粉等金属颗粒，防止与水反应生成氢而逸出。⑹起泡剂。常用亚硝酸钠，其作用是加入后能产生氮气化物和二氧化碳，形成气泡，以便在起爆时产生绝热压缩，增加炸药爆轰感度。这种气泡又叫敏化气泡。采用起泡剂可以相对减少敏化剂梯恩梯的用量。另外，泡沫、多孔含碳材料等也可用作起泡剂。⑺安定剂。加入适量的尿素等，可提高胶凝剂的粘附性和炸药的柔软性，以防止炸药变质。⑻防冻剂。加入乙二醇等可使冰点降低，增加炸药耐冻性。浆状炸药敏感度较低，不能用普通8号雷管起爆，而需要用起爆药包来起爆。浆状炸药的优点是，炸药密度高，可塑性较好，抗水性强，适于有水炮孔爆破，使用安全。其缺点是，感度低，不能用普通雷管起爆，需采用专门起爆体（弹）加强起爆，理化安定性较差，在严寒冬季露天使用受到影响。2、水胶炸药水胶炸药实际上是浆状炸药改进后的新品种，故在国外将其列为浆状炸药。它与浆状炸药的不同之处在于其主要使用的是水溶性敏化剂，这样就使得氧化剂的耦合状况大为改善，从而获得更好的爆炸性能。水胶炸药的成分如下：⑴氧化剂。主要是硝酸铵和硝酸钠。硝酸铵可用粉状也可用粒状。在生产水胶炸药时，将部分硝酸铵溶解成75%的水溶液，另一部分可直接加入固体硝酸铵。⑵敏化剂。常用甲基胺硝酸盐（简称MANN）的水溶液。甲基胺硝酸盐比硝酸铵更易吸湿，易溶于水，本身又是一种单质炸药。在水胶炸药中，它既是敏化剂又是可燃剂。甲基胺硝酸盐不含水时可直接用雷管起爆，但当其为温度小于95℃，浓度低于86%的水溶液时，不能用8⑶粘胶剂。水胶炸药具有良好的粘胶效果，因而比浆状炸药具有更好的抗水性能和爆炸威力。国内多用田菁胶、槐豆胶，国外多用古尔胶作粘胶剂。水胶炸药的优点是：抗水性强，感度较高，可用.号雷管起爆，并具有较好的爆炸性能，可塑性好，使用安全；缺点是成本较高，爆炸后生成的有毒气体比2号岩石炸药多。3、乳化炸药乳化炸药是美国20世纪70年代发展起来的一种新型炸药，我国在70年代末期开始生产。它具有威力高、感度高、抗水性良好的特点，被誉为“第四代”炸药。它不同于水包油型的浆状炸药和水胶炸药，而是以油为连续相的油包水型的乳胶体。它不含爆炸性的敏化剂，也不含胶凝剂。此种炸药中的乳化剂可使氧化剂水溶液（水相或内相）微细的液滴均匀地分散在含有气泡的近似油状物质的连续介质（油相或外相）中，使炸药形成一灰白色或浅黄色的油包水型特殊内部结构的乳胶体，故称乳化炸药。⑴乳化炸药的成分①氧化剂水溶液。即硝酸盐水溶液，呈细小水滴的形式存在，其含量占55～80%，含水量为10～20%。②可燃剂。一般由柴油和石蜡组成，其含量约为1～8%，水相分散在油相之中，形成不能流动的稳定的油包水型乳胶体。③发泡剂。可用亚硝酸钠、空心微玻璃球、珍珠岩粉或其他多孔性材料。发泡剂可提高炸药的感度，加入量约为0.05～0.10%。④乳化剂。这是乳化炸药生产工艺中的关键成分，其含量约为0.5～0.6%。本来油与水是不相溶的，但乳化剂是一种表面活性剂，可用来降低油和水的表面张力，使它们互相紧密吸附，形成油包水型乳化物，这种油包水型微粒的粒径约为2μm左右，因而极为有利于爆轰反应。乳化剂多为脂肪族化合物，它可以是一种化合物，也可以是多种物质的混合物。常用山梨糖醇单月桂酸脂、山梨糖醇酐单油酸盐等。国产乳化炸药大多采用司班-80（Span80）作乳化剂。此外还可加入一些其他物质，如铝粉、硫磺等。⑵乳化炸药的性能乳化炸药的性能不但同它的组成配比有关，而且也同它的生产工艺特别是乳化技术有关。乳化炸药的主要性能特点是：①抗水性强。在常温下浸泡在水中2天后，炸药的性能不会产生明显变化，仍可用8号雷管起爆，故可代替硝化甘油炸药在水下使用。②爆速高。一般可达4000～5500m/s，故威力大。③感度高。由于加入了发泡剂，加上乳化、搅拌加工，使氧化剂水溶液变成微滴，敏化气泡均匀地吸留在其中，故爆轰感度较高，可达雷管感度。④密度可调范围宽。由于加入了充气成分，可通过控制其含量来调节炸药密度；炸药的可调密度一般在0.8～1.45g/㎝3之间。⑤安全性能好。乳化炸药对于冲击、摩擦、枪击的感度都较低，而且爆炸后毒气生成量也少，使用安全，贮存期较长。为了实现乳化炸药在现场连续化混装，我国于1982年前后研究乳化炸药混装车及现场连续混装工艺，取得了成功，并已在某些矿山开始使用。6.2.6新型工业炸药随着爆破技术的发展，国内外在各种新型炸药的研制和使用方面也取得了很大的进展，比如无梯或少梯炸药、低密度炸药、高冲能炸药等的研制和应用，进一步改善了工业炸药的性能，降低了工业炸药的制造成本，丰富了工业炸药的种类。1、岩石粉状铵梯油炸药岩石粉状铵梯油炸药属于少梯工业炸药，它是工业粉状炸药的第二代产品，是由工业粉状铵梯炸药发展而来的。其关键技术是将乳化分散技术应用于粉状铵梯炸药中，在炸药的组分中加入非离子表面活性剂为主构成的复合油相，取代了部分梯恩梯，使梯恩梯的含量由11降低至7，达到了降低粉尘、防潮、防结块的综合效果。为了进一步降低梯恩梯含量，并改善炸药性能，在岩石粉状铵梯油炸药的基础上，成功研制了4号岩石粉状铵梯油炸药。该产品的特点是梯恩梯含量降至2%，组分中选用了1号复合改性剂，解决了硝铵炸药的结块问题，提高了爆破性能与贮存性能及防潮、防水的性能。2、膨化硝铵炸药膨化硝铵炸药是一种新型粉状工业炸药，属无梯炸药。其关键技术是硝酸铵的膨化，膨化的实质是表面活性技术和结晶技术的综合作用过程，是硝酸铵饱和溶液在专用表面活性剂作用下，经真空强制析晶的物理化学过程。这一过程可制得具有许多微孔气泡，成为膨松状和蜂窝状的膨化硝酸铵。微孔气泡的形成，可以取代梯恩梯的敏化作用，故炸药组分中便可不用梯恩梯。岩石膨化硝铵炸药是由膨化硝酸铵、燃料油、木粉混合而成的。爆破性能优良、爆轰速度快，综合性能优于-号岩石铵梯炸药；产品吸湿性低，不易结块，贮存性能和物理稳定性高；安全性能好，使用可靠。其特点是炸药中不含梯恩梯，彻底消除了梯恩梯对人体的毒害和对环境的污染。该产品适用于中硬及中硬以下矿岩使用，是国家重点推广的炸药品种。目前，膨化硝铵炸药已形成了系列产品，相继推出了岩石膨化硝铵炸药、煤矿许用膨化硝铵炸药、震源药柱膨化硝铵炸药、抗水膨化硝铵炸药、低爆速型膨化硝铵炸药、高安全煤矿许用膨化硝铵炸药和高威力膨化硝铵炸药。3、粉状乳化炸药粉状乳化炸药是近几年发展起来的一种炸药新品种，它是一种具有高分散乳化结构的固态炸药，属乳化炸药的衍生品种，是当前民用爆破行业发展较为迅速的炸药新品种，其科技含量高，发展迅猛。粉状乳化炸药爆炸性能优良，组分原料不含猛炸药，具有较好的抗水性，贮存性能稳定，现场使用装药方便，是兼有乳化炸药及粉状炸药优点的新型工业炸药。它克服了现有粉状炸药混合不均匀的不足，提高了粉状炸药爆炸性能，其技术指标均高于工业粉状铵梯炸药标准规定的要求，粉状乳化炸药设计思路的独到性在于，它巧妙地把工业胶质乳化炸药与工业粉状炸药的性能优点有机地结合起来，形成了一种新型的高性能无梯炸药。4、其他炸药⑴低密度炸药国外有人通过在铵油炸药中掺入木粉和微球，将炸药的密度降低而制成了低密度炸药，将其作为露天台阶深孔爆破的上半部装药，取得了良好的爆破效果。在国内，淮南矿业学院在硝铵炸药中加入高分子发泡材料作为密度调节剂，研制成光面爆破专用炸药。该种炸药的爆速为1200～2000m/s，密度在0.3～0.7g/㎝3之间可调。⑵退役发射药再利用炸药西安204研究所利用退役发射药研制的N-1-1和N-1-2号炸药，其密度在0.85～1.39g/㎝3之间可调，爆速为4200～6260m/s，不仅防潮性能好，化学稳定性强，而且其成本也不高于粉状硝铵炸药。南京理工大学1996年鉴定的“含火药浆状炸药”和HFZ粉状炸药也是属于这一类炸药。⑶ANRUB炸药该炸药为国外新研制的一种“很不敏感”的炸药，其管理等级与硝酸铵相当，允许进行预混和散装运输，极大地方便了炸药混制和装药作业。ANRUB炸药是一种低冲能炸药，由粒状硝酸铵和橡胶颗粒混合而成，橡胶占3.25～13%。炸药的无约束稳定爆轰直径为)$$&&，在!02&&炮孔中可以稳定传爆，爆速约为铵油炸药的0$;。该炸药不仅可以减震，而且也有利于提高自由面质点的初始运动速度。第三节爆炸现象自然界有各种各样的爆炸现象，如自行车爆胎、燃放鞭炮、锅炉爆炸、原子弹爆炸等。爆炸时，往往伴有强烈的发光、声响和破坏效应。从最广义的角度来看，爆炸是指物质的物理或化学急剧变化，在变化过程中伴随有能量的快速转化，内能转化为机械压缩能，且使原来的物质或其变化产物及周围介质产生运动，进而产生巨大的机械破坏效应。按引起爆炸的原因不同，可将爆炸区分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三类。1、物理爆炸：这是由物理原因造成的爆炸，爆炸不发生化学变化。例如锅炉爆炸、氧气瓶爆炸、轮胎爆胎等都是物理爆炸。在实际生产中，除了煤矿利用内装压缩空气或二氧化碳的爆破筒落煤外，很少应用物理爆炸。2、核爆炸：这是由核裂变或核聚变引起的爆炸。核爆炸放出的能量极大，相当于数万吨至数千万吨三硝基甲苯（TNT，俗称“梯恩梯”）爆炸释放的能量，爆炸中心区温度可达数百万至数千万摄氏度，压力可达数十万兆帕以上，并辐射出很强的各种射线。目前，在岩石工程中，核爆炸的应用范围和条件仍十分有限。3、化学爆炸：这是由化学变化造成的爆炸。炸药爆炸、井下瓦斯或煤尘与空气混合物的爆炸、汽油与空气混合物的爆炸以及其他混合爆鸣气体的爆炸等，都是化学爆炸。与物理爆炸不同，化学爆炸后有新的物质生成。岩石的爆破过程是炸药发生化学爆炸做机械功，破坏岩石的过程。因此，化学爆炸将是我们研究的重点。炸药是一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物，主要由碳、氢、氮、氧四种元素组成。炸药既是安定的又是不安定的。在平常条件下，炸药是比较安定的物质。除起爆药外，炸药的活化能值是相当大的，但当局部炸药分子被活化达到足够数目时，就会失去稳定性，引起炸药爆炸。以鞭炮中装填的黑火药为例，当点燃时，黑火药迅速燃烧，产生化学反应，并放出热量和气体产物，同时发出声响和闪光，完成爆炸过程。由此看出，炸药爆炸具有三个基本特征，即反应的放热性、反应过程的高速度和反应中生成大量气体产物。它们是炸药爆炸所必须具备的要素，缺&不可，因此也称为炸药爆炸的三要素。反过来，也只有具备这些爆炸要素的物质才能称为炸药。1、反应的放热性放热是炸药爆炸的能源。爆炸反应只有在炸药自身提供能量的条件下才能自动进行。没有这个条件，爆炸过程就根本不能发生；没有这个条件，反应也就不能自行延续，因而也不可能出现爆炸过程的反应传播。依靠外界供给能量来维持其分解的物质，不可能具有爆炸的性质。草酸盐的分解反应便是典型例子：ZnO2O4→CO2＋Zn-250kJCuO2O4→CO2＋Cu＋23.9kJHg2O4→CO2＋Hg＋47.3kJ第一种反应是吸热反应。只有在外界不断加热的条件下才能进行，因而不具有爆炸性质，第二种反应具有爆炸性，但因放出的热量不大，爆炸性不强，第三种反应具有显著的爆炸性质。爆炸反应所放的热量是爆炸破坏作用的能源。2、反应过程的高速度反应过程的高速度是爆炸反应与一般化学反应的重要区别。炸药爆炸反应时间大约是10-6s或10-7s量级。虽然炸药的能量储藏量并不比一般燃料大，但由于反应的高速度，使炸药爆炸时能够达到一般化学反应所无法比拟的高得多的能量密度。1㎏煤块燃烧可以放出32.66kJ的热量，这个热量比1㎏TNT炸药爆炸放出的热量要多几倍，可是这块煤燃烧的时间大约需要几分钟到几十分钟才能完成，在这段时间内放出的热量不断以热传导和辐射的形式传送出去，因而虽然煤的放热量很多，但是单位时间的放热量并不多。同时还要注意到煤的燃烧是与空气中的氧进行化学反应而完成的，1㎏煤的完全反应就需要2.67㎏的氧，这样多的氧必须由9m3的空气才能提供，因而作为燃烧原料的煤和空气的混合物，单位体积所放出的热量也只有3.6kJ/L，能量爆炸反应就完全相反。炸药反应一般都是以（5～8）×103m/s的速度进行。一块10㎝见方的炸药爆炸反应完毕也就需要10μs的时间。由于反应速度极快，虽然总放热量不是太大，但在，这样短暂时间内的放热量却比一般燃料燃烧时在同样时间内放出的热量高出上千万倍。同时，由于爆炸反应无须空气中的氧参加，在反应所进行的短暂时间内放出的热量来不及散出，以致可以认为全部热量都聚集在炸药爆炸前所占据的体积内，这样单位体积所具有的热量就达到103由于反应过程的高速度使炸药内所具有的能量在极短时间内放出，达到极高能量密度，所以炸药爆炸具有巨大做功功率和强烈的破坏作用。3、反应中生成大量气体产物反应过程中有气体产物生成，是炸药爆炸反应的又一重要要素。爆炸瞬间炸药定容地转化为气体产物，其密度要比正常条件下气体的密度大几百倍到几千倍。也就是说，正常情况下这样多体积的气体被强烈压缩在炸药爆炸前所占据的体积内，从而造成109～1010Pa以上的高压。同时，由于反应的放热性，这样处于高温、高压下的气体产物必然急剧膨胀，把炸药的位能变成气体运动的动能，对周围介质做功。在这个过程中，气体产物既是造成高压的原因，又是对外界介质做功的工质。对于爆炸来说，放热性、高速度、生成大量气体产物是缺一不可的，只有在这三个要素同时具备时，化学反应才能具有爆炸的特性。第四节炸药化学反应的基本形式爆炸并不是炸药惟一的化学变化形式。由于环境和引起化学变化的条件不同，一种炸药可能有三种不同形式的化学变化：缓慢分解、燃烧和爆炸。这三种形式进行的速度不同，产生的产物和热效应也不同。6.4.1缓慢分解炸药在常温下会缓慢分解，温度愈高，分解愈显著。这种变化的特点是：对炸药内各点温度相同，在全部炸药中反应同时展开，没有集中的反应区；分解时，既可以吸收热量，也可以放出热量，这取决炸药类型和环境温度。但是，当温度较高时，所有炸药的分解反应都伴随有热量放出。例如，硝酸铵在常温或温度低于!"#$时，其分解反应为吸热反应，反应方程为：NH4NO3←→NH3＋HNO3－170.4kJ（谨慎加热到略高于熔点）当加热至200℃左右，分解时将放出热量，反应方程为NH4NO3→0.5N2＋NO＋2H2O＋36.1kJ或：NH4NO3→N2O＋NO＋2H2O＋52,5kJ分解反应为放热反应时，如果放出热量不能及时散失，炸药温度就会不断升高，促使反应速度不断加快和放出更多的热量，最终就会引起炸药的燃烧和爆炸。因此，在储存、加工、运输和使用炸药时要注意采取通风等措施，防止由于炸药分解产生热积累而导致意外爆炸事故的发生。炸药的缓慢分解反映炸药的化学安定性。在炸药储存、加工、运输和使用过程中，都需要了解炸药的化学安定性。这是研究炸药缓慢分解意义所在。6.4.2燃烧炸药在热源（例如火焰）作用下会燃烧。但与其他可燃物不同，炸药燃烧时不需要外界供给氧。当炸药的燃烧速度较快，达到数百米每秒时，称为爆燃。进行燃烧的区域称作燃烧区，又称作反应区。开始发生燃烧的面称作焰面。焰面和反应区沿炸药柱一层层地传下去，其传播速度即单位时间内传播的距离称为燃烧线速度。线速度与炸药密度的乘积，即单位时间内单位截面上燃烧的炸药质量，称为燃烧的质量速度。通常所说的燃烧速度系指线速度。炸药在燃烧过程中，若燃烧速度保持定值，就称为稳定燃烧；否则称为不稳定燃烧。炸药是否能够稳定燃烧，取决于燃烧过程进行时的热平衡。如果热量能够平衡，即反应区中放出的热量与经传导向炸药邻层和周围介质散失的热量相等，燃烧就能稳定，否则就不能稳定。不稳定燃烧可导致燃烧的熄灭、震荡或转变为爆炸。要使燃烧过程中热量达到平衡或燃烧稳定，必须具备一定的条件。该条件由下列因素所决定：炸药的物理化学性质和物理结构，药柱的密度、直径和外壳材料，环境温度和压力等。炸药在一定的环境温度和压力条件下，只有当药柱直径超过某一数值时，才能稳定燃烧，而且燃烧速度与药柱直径无关。能稳定燃烧的最小直径称为燃烧临界直径。环境温度和压力越高，燃烧临界直径越小；反之，当药柱直径固定时，药柱稳定燃烧必有其对应的最小温度和压力，称作燃烧临界温度和临界压力，而且燃烧速度随温度和压力的增高而增大。了解炸药燃烧的稳定性、燃烧特性及其规律，对爆炸材料的安全生产、加工、运输、保管、使用以及过期或变质炸药的销毁都是很必要的。6.4.3爆炸与炸药的燃烧过程相类似，炸药爆炸的化学反应也只在局部区域内进行并在炸药内以波的形式传播。反应区的传播速度称为爆炸速度。爆炸是炸药化学反应的最高级形式，工程中都是利用炸药的爆炸来破坏介质的。这也是本书的研究重点。6.4.4爆炸与缓慢分解和燃烧之间的区别1、爆炸与缓慢分解的主要区别⑴缓慢分解是在整个炸药中展开的，没有集中的反应区域；而爆炸是在炸药局部发生的，并以波的形式在炸药中传播。⑵缓慢分解在不受外界任何特殊条件作用时，一直不断地自动进行；而爆炸要在外界特殊条件作用下才能发生。⑶缓慢分解与环境温度关系很大，随着温度的升高，缓慢分解速度将按指数规律迅速增加；而爆炸与环境温度无关。2、燃烧与爆炸的主要区别⑴燃烧与爆炸虽然都是以波的形式传播，但传播速度截然不同，燃烧的速度为几毫米每秒到几百米每秒，大大低于原始炸药中的声速；而爆轰的速度通常是几千米每秒，一般大于原始炸药中的声速。⑵从传播连续进行的机理来看，燃烧时化学反应区放出的能量是通过热传导、辐射和气体产物的扩散传人下一层炸药，激起未反应的炸药化学反应，使燃烧连续进行；而在爆炸时，化学反应区放出的能量以压缩波的形式提供给前沿冲击波，维持前沿冲击波的强度，然后前沿冲击波冲击压缩、激起下一层炸药进行化学反应，使爆轰连续进行。⑶从反应产物的压力来看，燃烧产物的压力通常很低，对外界显示不出力的作用；而爆炸时产物压力可以达到104MPa以上，有强烈的力效应。⑷从反应产物质点运动方向来看，燃烧产物质点运动方向与燃烧传播的方向相反；而爆炸产物质点运动方向与爆炸传播的方向相同。⑸从炸药本身条件来看，随着装药密度的增加，炸药颗粒间的孔隙度减小，燃烧速度下降；而爆轰随着装药密度的增加，单位体积物质化学反应时放出的能量增加，使之对于下一层炸药的冲压加强，因而爆轰速度增加。⑸从外界条件影响来看，燃烧易受外界压力和初温的影响。当外界压力低时，燃烧速度很慢；随着外界压力的提高，燃烧速度加快，当外界压力过高时，燃烧变得不稳定，以致转变成爆轰；爆轰基本上不受外界条件的影响。此外，爆炸与爆轰是两个不同的概念。一般来说，具有爆炸三个要素的化学反应皆称为爆炸，爆炸传递的速度可能是变化的；爆轰除了要具备爆炸的三个要素之外，还要求传播的速度是恒定的。因而，爆炸一般笼统定义具有三大要素的化学反应，而爆轰专门定义为以最大速度传播稳定的爆炸过程。6.4.5炸药不同化学反应形式的转化炸药三种化学反应形式可以相互转化。在某些条件下，爆炸可以衰减为燃烧，某些工业炸药常常出现这样的转化；反之，缓慢分解也能转化为燃烧，燃烧也可以转化为爆炸。这些转化的条件与环境、炸药的物理化学性质有关。三种化学反应变化形式之间的转化关系可表示如下：燃烧速度加快放热量大于散热量燃烧速度加快放热量大于散热量热分解燃烧爆炸（爆轰）第五节炸药的爆炸反应方程6.5.1炸药的氧平衡1、氧平衡的定义炸药的主要组成元素是碳、氢、氮、氧四种元素，某些炸药中也含有少量的氯、硫、金属和盐类。若认为炸药内只含有碳、氢、氧、氮元素，则无论是化合炸药还是混合炸药，都可把它们写成通式CaHbNcOd。通常，化合炸药的通式按1mol，质量写出，混合炸药的通式按1㎏质量写出。这样，炸药分子通式中，下标a、b、c、d表示相应元素的原子数。四种元素中C、H为可燃元素，O为助燃元素N为载氧体。炸药爆炸反应过程，实质是炸药中所包含的可燃元素和助燃元素在爆炸瞬间发生高速度化学反应的过程，反应的结果重新组合形成新的稳定产物，并放出大量的热量。按照最大放热反应条件，炸药中的碳、氢应分别被充分氧化为CO2和H2O。这种放热最大、生成产物最稳定的氧化反应称为理想的氧化反应。是否发生理想的氧化反应与炸药中含氧量有关，只有炸药中含有足够的氧量时，才能保证理想氧化反应的发生。炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称为氧平衡关系。氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或质量分数来表示。2、炸药的氧平衡分类根据氧平衡值的大小，可将氧平衡分为正氧平衡、负氧平衡和零氧平衡三种类型。⑴正氧平衡（Kb＞0）炸药内的含氧量除将可燃元素充分氧化之后尚有剩余，这类炸药称为正氧平衡炸药。正氧平衡炸药未能充分利用其中的氧量，且剩余的氧和游离氮化合时，将生成氮氧化物有毒气体，并吸收热量。⑵负氧平衡（Kb＜0）炸药内的含氧量不足以使可燃元素充分氧化，这类炸药称为负氧平衡炸药。这类炸药因氧量欠缺，未能充分利用可燃元素，放热量不充分，并且生成可燃性CO等有毒有害气体。⑶零氧平衡（Kb＝0）炸药内的含氧量恰好够可燃元素充分氧化，这类炸药称为零氧平衡炸药。零氧平衡炸药因氧和可燃元素都能得到充分利用，故在理想反应条件下，能放出最大热量，而且不会生成有毒气体。炸药的氧平衡对其爆炸性能，如放出热量、生成气体的组成和体积、有毒气体含量、气体温度、二次火焰（如CO和H2在高温条件下和有外界供氧时，可以二次燃烧形成二次火焰）以及做功效率等有着多方面的影响。炸药的氧平衡受其成分的影响。在配制混合炸药时，可通过调节其组成和配比，使炸药的氧平衡接近于零氧平衡，这样可以充分利用炸药的能量和避免或减少有毒气体的产生。6.5.2炸药的爆炸反应方程式及爆炸产物1、爆炸反应方程式：炸药的爆炸反应方程式反映了炸药爆炸后产物的成分及数量，同时，也是进一步确定爆炸释放能量、计算炸药爆炸的热化学参数和爆轰参数的依据。爆炸反应方程式不仅对炸药爆炸性能的研究有理论意义，而且对了解炸药爆炸后有毒气体及含量、在井下对人员的危害、对环境的危害及安全性也有一定意义。炸药爆炸有以下特点：1）反应时间极短。2）炸药爆炸往往存在中间反应和产物的二次反应。3）炸药成分、氧平衡、炸药粒度、密度、混合均匀情况、装药直径、装药外壳、含水量、起爆能量等多种因素都对炸药爆炸反应、爆炸产物及数量有影响。由于炸药爆炸存在上述特点，因而，精确地建立炸药爆炸反应方程十分复杂和困难，一般只能建立近似的爆炸反应方程式。当炸药含有其他元素时，确定爆炸产物组分的原则是：水不参加反应，只由液态变成气态；钾、钠、钙、镁、铝等金属元素，在反应时首先被完全氧化；硫被氧化为二氧化硫；氯首先与金属作用，再与氢生成氯化氢。2、炸药爆炸产物与有毒气体炸药爆炸产物组成成分很复杂，爆炸完成瞬间的产物主要有：H20、CO2、CO、氮氧化物等气体，若炸药内含硫、氯和金属等时，产物中还会有硫化氢、氯化氢和金属氯化物等。爆炸产物的进一步膨胀，或同外界空气、岩石等其他物质相互作用，其组分要发生变化或生成新的产物。爆炸产物是炸药爆炸借以做功的介质，它是衡量炸药爆炸反应热效应及爆炸后有毒气体生成量的依据。炸药爆炸生成的气体产物中，CO和氮氧化物都有毒气体。炸药内含硫或硫化物时，还会有H2S、SO2等有毒气体。上述有毒气体进入人体呼吸系统后能引起中毒，即通常所说的炮烟中毒。而且某些有毒气体对煤矿井下瓦斯爆炸起催化作用（如氧化氮），或引起二次火焰（如CO）。为了确保井下工作人员的健康和安全，对于井下使用的炸药，必须控制其有毒气体生成量，使之不超过安全规程的规定值。影响有毒气体生成量的主要因素有：1）炸药的氧平衡。正氧平衡内剩余氧量会生成氮氧化物，负氧平衡会生成CO，零氧平衡生成的有毒气体量最少。2）化学反应的完全程度。即使是零氧平衡炸药，如果反应不完全，也会增加有毒气体含量。3）若炸药外壳为涂蜡纸壳，由于纸和蜡均为可燃物，能夺取炸药中的氧，在氧量不充裕的情况下，将形成较多的CO。若爆破岩石内含硫时，爆炸产物与岩石中的硫作用，生成H2S、SO2有毒气体。第六节炸药的爆轰及其参数计算炸药的爆速除了与炸药本身的性质，如炸药密度、产物组成、爆热和化学反应速度有关外，还受装药直径、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，当药柱为理想封闭、爆轰产物不发生径向流动、炸药在冲击波波阵面后反应区释放出的能量全部都用来支持冲击波的传播时，爆轰波以最大速度传播，这时的爆速叫理想爆速。实际上，炸药是很难达到理想爆速的，炸药的实际爆速都低于理想爆速。1、装药直径的影响圆柱形装药爆轰时，冲击波沿装药轴向前传播，在冲击波波阵面的高压下，必然产生侧向膨胀，这种侧向膨胀以稀疏波的形式由装药边缘向轴心传播，其传播速度为介质中的声速。研究表明，炸药爆速随装药直径dc的增大而提高。当装药直径增大到一定值后，爆速接近于理想爆速。接近理想爆速的装药直径称为极限直径，此后爆速不随装药直径的增大而变化。装药直径小于极限直径时，爆速将随装药直径减小而减小。当装药直径小到一定值后便不能维持炸药的稳定爆轰。能维持炸药稳定爆轰的最小装药直径称为炸药的临界直径，炸药在临界直径时的爆速称为炸药的临界爆速。实际应用中，为保证炸药稳定爆轰，装药直径必须大于炸药的临界直径。起爆药的临界直径最小，一般为10-2㎜量级；其次为高猛单质炸药，一般为几个毫米；硝酸铵和硝铵类混合炸药的临界直径较大，硝酸铵可达100㎜，而铵梯炸药一般为10～15㎜。对于同一种炸药，密度不同时，临界直径也不同。对多数单质炸药，密度越大，临界直径越小；但对混合炸药，尤其是硝铵类炸药，密度超过一定限度后，临界直径随密度增大而明显增加。2、装药密度的影响增大装药密度，可使炸药的爆轰压力增大，化学反应速度加快，爆热增大，爆速提高，且反应区相对变窄，炸药的临界直径和极限直径都相应减小，理想爆速也相对提高。但其影响规律随炸药类型不同而变化。对单质炸药，因增大密度既提高了理想爆速，又减小了临界直径，在达到结晶密度之前，爆速随密度增大而增大。对混合炸药，密度与爆速的关系比较复杂。增大密度虽然能提高理想爆速，但相应地也增大了临界直径。当药柱直径一定时，存在使炸药爆速达最大的密度值，这个密度称为最佳密度。超过最佳密度后，再继续增大装药密度，就会导致爆速下降。当爆速下降到临界爆速，或临界直径增大到药柱直径时，爆轰波将不能稳定传播，最终导致熄爆。对混合炸药，还可以看到：增大药柱直径时，其最佳密度和最大爆速都增大。3、炸药粒度的影响对于同一种炸药，粒度不同，化学反应的速度不同，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，减小炸药粒度能够提高化学反应速度，减小反应时间和反应区厚度，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一样。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，爆速也相应减小；但粒度细到一定程度后，临界直径又随粒度减小而减小，爆速也相应增大。4、装药外壳的影响装药外壳可以限制炸药爆轰时反应区爆轰产物的侧向飞散，从而减小炸药的临界直径。当装药直径较小，爆速远小于理想爆速时，增加外壳可以提高爆速，其效果与加大装药直径相同。例如，硝酸铵的临界直径在玻璃外壳时为100㎜，而采用7㎜厚的钢管时仅为20㎜。装药外壳不会影响炸药的理想爆速，所以当装药直径较大、爆速已接近理想爆速时，外壳作用不大。利用炮孔内耦合装药爆破岩石，炮孔围岩起到外壳的作用，在炮孔直径较小的情况下，能够提高爆速。5、起爆冲能的影响起爆冲能不会影响炸药的理想爆速，但要使炸药达到稳定爆轰，必须供给炸药足够