《爆破器材基础知识》课件

爆破安全技术高文蛟博士电话北科技学院12/26/20221整理课件爆破安全技术高文蛟博士12/26/20221整理课件1第一章爆破器材基础知识第一节爆炸现象及其特征1.定义

爆炸是指在适宜的条件下，某些物质发生急剧的物理和化学变化，其内部的能量瞬间释放，并借助系统内原有气体或爆炸后生成气体的膨胀，对系统周围介质做功，使之发生冲击破坏效应的现象。2.根据爆炸引起的原因和特征，爆炸现象大致可分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸等三类。物理爆炸化学爆炸核爆炸12/26/20222整理课件第一章爆破器材基础知识第一节爆炸现象及其特征12/26/2第二节炸药及其相关概念1.炸药的定义

炸药是一种相对稳定的系统，在一定外界条件下，能够发生快速化学反应，放出热量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。2.炸药爆炸的三要素放出大量热量产生大量的气体能自动传播的高速反应12/26/20223整理课件第二节炸药及其相关概念12/26/20223整理课件33.炸药组成特点和爆炸机理（1）炸药组成特点是能发生自身燃烧和爆炸反应的物质。能量全部存储于具有爆炸性质的特殊基团分子中，这种结构的化学键很容易在外界能量的作用下发生破裂，释放出能量而激起爆炸反应。由能量密度很大的固态或液态物质组成的。12/26/20224整理课件3.炸药组成特点和爆炸机理12/26/20224整理课件4（2）炸药爆炸机理炸药在一定条件下能够发生化学爆炸。是由于分子中包含有比较活泼的氧化剂和可燃剂。对一个化合物分子来说，氧化剂是指分子中的含氧基团，可燃剂是指分子中含碳、氢的基团。这两种基团在一般情况下，被活性小的中性基团或原子分隔。当炸药分子被外界能量活化时，分子运动速度加快，分子之间的碰撞增强，致使分子破裂，释放出活性基团，发生化学反应，以热能形式释放出其内部所含的化学能，并借助迅速膨胀的气体，把能量传递给周围介质而做功。12/26/20225整理课件（2）炸药爆炸机理12/26/20225整理课件54.炸药化学反应的基本形式（1）缓慢分解反应反应特点：反应是在全部炸药中进行，炸药内部各点的温度相同，没有集中的反应区，此外环境温度对其反应速度影响较大。若反应的热量不及时散发出去，缓慢分解反应就可以向燃烧反应或爆炸反应转化。缓慢分解反应反映了炸药的化学安定性指标，所以在炸药存储时不要堆放过密、过高，要注意通风，防止因温度过高，导致分解反应加速而发生爆炸事故。12/26/20226整理课件4.炸药化学反应的基本形式12/26/20226整理课件6（2）燃烧反应反应特点：反应不是在全部炸药中同时发生，而只是在炸药局部区域内进行；不需要外界供氧，主要靠热传导来传递能量，并可以在炸药中自动传播。燃烧释放的热量与传导到炸药邻层和周围介质散失的热量相等，则燃烧就能稳定进行，否则燃烧速度加快或降低，形成爆炸或缓慢分解反应。炸药燃烧时，要注意让生成的气体和热量及时排出时，否则燃烧反应就可以转化成爆炸反应，这一点在炸药焚毁时要特别注意。12/26/20227整理课件（2）燃烧反应12/26/20227整理课件7（3）爆炸反应反应特点：爆炸反应过程和燃烧相类似，都是可燃元素的氧化反应，反应也只在局部区域内进行，且也能在炸药内部自动传播。爆炸反应与燃烧反应的区别燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受环境条件影响较大，而爆炸反应则依靠压缩冲击波来传递能量和激起化学反应，基本上不受环境条件的影响；12/26/20228整理课件（3）爆炸反应12/26/20228整理课件8爆炸反应比燃烧反应更为激烈，单位时间放出的热量与形成的温度也更高；燃烧时产物的运动方向与反应区的传播方向相反，而爆炸时产物运动方向则与反应区的传播方向相同。因此，燃烧产生的压力较低，而爆炸则可产生很高的压力；燃烧速度是亚音速的而爆炸速度则是超音速的。12/26/20229整理课件爆炸反应比燃烧反应更为激烈，单位时间放出的热量与形成的温度也95.炸药的氧平衡（1）定义炸药的氧平衡即炸药中的含氧量能够把可燃元素完全氧化的程度。（2）炸药氧平衡的分类正氧平衡：即炸药中的氧量除了把可燃元素完全氧化外，尚有剩余。若炸药处于正氧平衡，发生爆炸反应时，剩余的氧和本来应该游离的氮化合生成氮氧化合物。这不但对人类有害，而且反应时还要吸收大量的热量。

12/26/202210整理课件5.炸药的氧平衡12/26/202210整理课件10零氧平衡：炸药中的氧量刚够把可燃元素完全氧化，没有剩余。当炸药处于零氧平衡时，其爆炸后放出的热量最大，生成有毒有害气体量也最小。负氧平衡：炸药中含氧量不能把可燃元素完全氧化。当炸药处于负氧平衡时，其爆炸后未能把可燃元素全部氧化，生成大量的CO气体。它不但对人类有害，而且还可以产生二次火焰，浓度适宜时还可造成爆炸。12/26/202211整理课件零氧平衡：炸药中的氧量刚够把可燃元素完全氧化，没有剩余。12116.炸药的起爆理论（1）起爆能热能：包括火焰、火星、电热等形式；机械能：包括撞击、摩擦、针刺等机械作用等形式爆炸冲能：利用起爆药爆轰产生的爆轰波及高温高压气体产物流的动能。12/26/202212整理课件6.炸药的起爆理论12/26/202212整理课件12（2）起爆机理活化能起爆机理该理论认为化学反应只是在具有活化能量的活化分子之间才能发生；为了使炸药起爆，就必须有足够的外能使部分分子变为活化分子，活化分子的数量愈多，其能量同分子平均能量相比愈大，则爆炸反应速度也愈高，图1-1表示炸药爆炸反应过程中能量的变化。12/26/202213整理课件（2）起爆机理12/26/202213整理课件13ΔEE1反应过程CBAⅢⅡⅠ能量级图1-1炸药爆炸时能量变化示意图

12/26/202214整理课件ΔEE1反应过程CBAⅢⅡⅠ能图1-1炸药爆炸时能量变化示14热能起爆机理炸药在热能作用下，发生爆炸的条件就是单位时间的发热量必须超过单位时间的散热量。机械能起爆机理热点学说：在机械能作用下产生的热来不及均匀地分散到全部炸药分子中，而是集中在炸药个别的小点上，使这些小点上的温度达到爆发点，就会首先在这里发生爆炸反应，然后再扩展开去，而导致整个炸药爆炸。12/26/202215整理课件热能起爆机理12/26/202215整理课件15热点形成的原因炸药中的空气隙或微小气泡在机械作用下的绝热压缩；炸药颗粒间，炸药与杂质之间，炸药与容器之间发生强烈摩擦而生热；高粘性液体炸药的流动生热。有了热点的形成不一定会导致炸药的爆炸，但它还必须具备一定的条件使热点扩展和成长。12/26/202216整理课件热点形成的原因12/26/202216整理课件16热点发展成爆炸的条件热点温度不低于300～600℃；热点半径够大，要达到10-3～10-5cm；热点作用时间在10-7s以上；热点具有足够大的热量，。热点的形成是炸药在机械能作用下发生爆炸的首要条件，而热点扩展和成长则是炸药爆炸的必要条件。12/26/202217整理课件热点发展成爆炸的条件12/26/202217整理课件17根据热点理论，要使工业炸药顺利地起爆，其密度应有一个最佳范围。因为随着炸药密度的增大，炸药分子中的空隙和颗粒表面所吸附的气泡减少而对热点形成不利所造成的。因此，要求进行装药操作时，不能使炸药密度过高。爆炸冲能起爆爆炸冲能起爆机理同机械能起爆机理相似，由于瞬间爆轰波（强冲击波）的作用，首先在炸药某些局部造成热点，然后由热点周围炸药分子的爆炸再进一步扩展。12/26/202218整理课件根据热点理论，要使工业炸药顺利地起爆，其密度应有一个最佳范围18第三节炸药的感度、热力学及性能参数的概念

1.炸药的感度（1）定义炸药在热、电、光、冲击波、机械摩擦与撞击等外界能量作用下发生爆炸反应的难易程度。热感度：它又包括加热感度（即爆发点）和火焰感度。机械感度：它又包括撞击感度和摩擦感度。冲击波感度：冲击波感度和殉爆距离。静电火花感度。12/26/202219整理课件第三节炸药的感度、热力学及性能参数的概念12/26/2019（2）影响炸药感度的因数炸药的化学结构影响炸药的物理性质影响炸药的相态炸药的粒度装药密度微气泡掺合物12/26/202220整理课件（2）影响炸药感度的因数12/26/202220整理课件202.炸药的热力学参数

热力学参数是反映炸药爆炸后对外作功能力大小的内在参数，它主要包括：（1）爆容指每公斤炸药爆炸后生成的气体，在标准条件下的体积数。（2）爆热指定量炸药在定容条件下爆炸所释放出的热量。12/26/202221整理课件2.炸药的热力学参数12/26/202221整理课件21（3）爆温指炸药在爆炸瞬间放出的大量热量，将爆生产物加热，待达到热平衡后所能达到的温度。（4）爆压指爆轰结束后，爆生产物在炸药的原始体积内达到热平衡时流体的静压。12/26/202222整理课件（3）爆温12/26/202222整理课件223.炸药的性能参数性能参数是反映炸药爆炸后对外作功能力大的具体表现形式，热力学参数指标决定性能参数指标。（1）爆速指炸药爆炸后爆轰波在炸药药柱中的传播速度，单位为m/s。12/26/202223整理课件3.炸药的性能参数12/26/202223整理课件23（2）猛度指炸药爆炸瞬间爆轰波压力和冲能对装药邻近介质产生局部压缩、破碎和击穿的能力，它用一定规格铅柱被压缩的程度来表示，其单位为mm。（3）爆力指炸药爆炸后爆生气体产物膨胀作功的能力。采用铅铸扩孔法来确定，单位为mL。12/26/202224整理课件（2）猛度12/26/202224整理课件24第四节各种炸药的特性

1.炸药的分类（1）按其组成分类单质炸药雷酸盐及叠氮化物：主要用于雷管及其它火工品作起爆药使用，如雷汞、二硝基重氮酚等；醇类硝酸脂：这类炸药含有硝酸根-NO3，而且硝基是通过氧原子与有机物中的碳原子连结，因此极不稳定，它们的各种感度都较高，化学安定性差。如硝化甘油、泰安、硝化棉等；12/26/202225整理课件第四节各种炸药的特性12/26/202225整理课件25硝基化合物：这类炸药含有硝基-NO2，它可直接和苯环或烃基中的碳原子连接，也可以通过氮原子与碳原子连接。这类炸药的爆炸性能主要决定于硝基数目、位置、以及它与碳原子的连接方式。如梯恩梯、黑索金、苦味酸等；硝酸盐类：这类炸药是我们常用混合炸药的主要成分，他可以是无机物也可以是有机物。如硝酸铵、硝酸尿等；12/26/202226整理课件硝基化合物：这类炸药含有硝基-NO2，它可直接和苯环或烃基中26混合炸药硝酸铵类混合炸药：这类炸药的主要成分是硝酸铵，一般硝酸铵在炸药中占67～92%。如铵油炸药、铵沥炸药、铵梯炸药、铵松蜡炸药、铵梯黑炸药、铵梯铝炸药等；硝铵含水炸药：这类炸药是以硝酸铵的饱和水溶液为主要成分，再加入敏化剂和其它添加剂所组成的炸药。如浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等；非硝铵类炸药：如以硝化甘油为主要成分的胶质炸药，以及发射药和黑火药等。12/26/202227整理课件混合炸药12/26/202227整理课件27（2）按其特性和用途分类起爆药猛炸药发射药或火药（3）工业炸药还可以按其使用条件进行分类露天炸药岩石炸药煤矿许用炸药12/26/202228整理课件（2）按其特性和用途分类12/26/202228整理课件282.炸药的特性（1）起爆药起爆药的特点是：对外界作用如火焰、摩擦、撞击等特别敏感，只要很小能量的激发就会引起爆炸。它主要用于制造起爆器材，如火雷管、电雷管、非电雷管等。最常用的起爆药有：雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚。12/26/202229整理课件2.炸药的特性12/26/202229整理课件29雷汞雷汞为白色或灰白色微细晶体，50℃以上即自行分解，160～165℃时发生爆炸。干燥的雷汞对撞击、摩擦和火花均极为敏感，潮湿的或压制的感度降低。湿雷汞易与铝起化学作用生成极易爆炸的雷酸盐，故不能用铝材作雷汞雷管的管壳，工业用雷汞雷管都用铜壳或纸壳。12/26/202230整理课件雷汞12/26/202230整理课件30氮化铅氮化铅为白色针状晶体，与雷汞或二硝基重氮酚相比，其热感度较低，但起爆威力较大，不怕潮湿。由于氮化铅在有CO2存在的潮湿环境中易与铜发生化学作用而生成极敏感的氮化铜，因此，氮化铅雷管不可用铜质管壳而必须使用铝壳或纸壳。12/26/202231整理课件氮化铅12/26/202231整理课件31二硝基重氮酚二硝基重氮酚简称DDNP，为黄色或黄褐色晶体，它的安定性好，在常温下长期存储于水中仍不降低其爆炸性能，干燥时在75℃时开始分解，170～175℃时爆炸。它对撞击、摩擦的感度均比雷汞或氮化铅低，热感度介于这两者之间。它原料来源广，生产工艺简单、安全、成本较低，而且具有较高起爆性能，所以国产工业雷管目前主要是用二硝基重氮酚来做起爆药。12/26/202232整理课件二硝基重氮酚12/26/202232整理课件32（2）猛炸药常用的猛炸药它又可以分为单质猛炸药和混合猛炸药。单质猛炸药梯恩梯梯恩梯即三硝基甲苯（简称TNT），纯净的TNT为无色针状结晶体，熔点为80.75℃，工业生产的粉状TNT为浅黄色磷片状晶体，其液态密度为1.465g/cm3、铸装密度为1.55～1.56g/cm3，即熔融时，体积的膨胀12%；热安定性好，常温下不分解，遇火能燃烧，密闭条件下燃烧或大量燃烧时，很快转为爆炸。12/26/202233整理课件（2）猛炸药12/26/202233整理课件33

梯恩梯的机械感度较低，若混入细砂类硬质掺合物，则容易引爆。许多炸药厂采用精制梯恩梯作雷管中的加强药或硝酸铵类炸药的敏化剂。梯恩梯的爆力255～300mL，猛度16～19.9mm，爆速5100～6856m/s，爆热4222kJ/kg。要特别注意的是：TNT是一种有毒的物质，其粉尘、蒸汽主要是通过皮肤侵入人体内，其次是通过呼吸道。在生产和使用中接触TNT和铵梯炸药均有可能中毒。主要是引起中毒性肝炎和再生障碍性贫血，结果导致黄胆病、青紫病、消化功能障碍及红、白血球减少等症，严重时可死亡。12/26/202234整理课件梯恩梯的机械感度较低，若混入细砂类硬质掺合物，则容易引34黑索金黑索金即环三次甲基三硝胺（简称RDX），它为白色晶体，熔点204.5℃，爆发点230℃，不吸湿，不溶于水。黑索金热安定性好，其机械感度比梯恩梯高。黑索金的爆力480mL，猛度24.9mm，爆速5980～8740m/s，爆热5350kJ/kg。由于它的威力和爆速都很高，因此，它除用作雷管中的加强药外，还可以用作导爆索的药芯或同梯恩梯混合制造起爆药包。12/26/202235整理课件黑索金12/26/202235整理课件35特屈儿特屈儿即三硝基苯甲硝胺，它是淡黄色晶体，难溶于水，热感度及机械感度都很高，爆炸性能好，爆力475mL，猛度22mm。特屈儿容易与硝酸铵强烈作用而释放热量导致自燃。它主要用于军事，也可以作工业雷管的加强药。泰安泰安即季戊四醇四硝酸铵酯，简称PETN，它是白色晶体，几乎不溶于水，熔点140.5℃，爆发点225℃。其爆炸威力大，爆力550mL，猛度24mm，爆速8000～8600m/s。它的爆炸特性与黑索金相似，用途相同。12/26/202236整理课件特屈儿12/26/202236整理课件36硝化甘油硝化甘油即三硝酸酯丙三醇，简称NG。它是无色或微带黄色的油状液体，20℃时的比重为1.59，不溶于水，在水中可以爆炸。硝化甘油有毒，应避免与皮肤接触。它在50℃时开始挥发，爆发点200℃，机械感度很高，受撞击和震动易发生爆炸，因此不能单独使用，常多孔物质如硅藻土或硝化棉吸收以降低其感度。爆炸威力很高，爆力500mL，猛度23mm。纯硝化甘油在13.2℃时冻结，此时极为敏感，为提高使用时的安全，常将硝化甘油与二硝酸酯乙二醇混合使用，以降低此类炸药的冻结点。12/26/202237整理课件硝化甘油12/26/202237整理课件37工业使用的硝化甘油炸药是以硝化甘油为主要成分，以硝化棉为吸收剂，以硝酸钾、硝酸钠或硝酸铵为氧化剂，加上少量木粉组成的混合炸药，通常此类炸药的爆炸威力与硝化甘油含量成正比。国产硝化甘油炸药为含硝化甘油40%的粉状硝化甘油炸药和含硝化甘油60%的胶质硝化甘油炸药两种。12/26/202238整理课件工业使用的硝化甘油炸药是以硝化甘油为主要成分，以硝化棉为吸收38混合猛炸药混合猛炸药是含有两种组成成分以上的混合物,又叫爆炸性混合物。这类炸药有气态的、液态的和固态的,其中以固态的最多。下面介绍几种常用的工业混合炸药：铵梯炸药铵梯炸药的主要成分是硝酸铵、梯恩梯和木粉三种组分组成。硝酸铵是构成铵梯炸药的主要成分，占炸药总量的65～95%。国产铵梯炸药有露天炸药、岩石炸药和煤矿安全许用炸药等品种。12/26/202239整理课件混合猛炸药12/26/202239整理课件39存储期一般为6个月，煤矿许用型为4个月。2#岩石型铵梯炸药的主要性能指标为：爆速：3600m/s，爆力：320mL，猛度：12mm，殉爆距离5cm。铵梯炸药是比较安全的，它对撞击、摩擦的感度较低，用火焰和火星不太容易点燃它，但当它受到强烈的撞击、摩擦和铁制工具敲打时，也能发生爆炸。在大气中裸露的少量铵梯炸药，一般不会由燃烧转化为爆炸，但如放在封闭的容器里，遇到火源就很容易由燃烧转化为爆炸。12/26/202240整理课件存储期一般为6个月，煤矿许用型为4个月。2#岩石型铵梯炸药的40铵油炸药由硝酸铵和燃料油为主要成分的粒状或粉状（添加适量木粉）爆炸性混合物称为铵油炸药，简称ANFO。该炸药一般可自己制造，甚至可在露天爆破工地当场拌合，常用于露天爆破；感度低，一般无雷管感度，但采用轮辗机热加工，且加工细致、颗粒较细、拌合均匀的细粉状铵油炸药可由普通雷管直接起爆。该炸药容许的储存期一般为15天。12/26/202241整理课件铵油炸药12/26/202241整理课件41铵松蜡炸药组成：由硝酸铵、松香、石蜡和木粉组成，也可添加适量柴油；适用于无瓦斯和粉尘爆炸危险的中硬以上岩石爆破；优点：防潮、抗水，不含梯恩梯；缺点：爆炸后有毒气体生成量偏高。12/26/202242整理课件铵松蜡炸药12/26/202242整理课件42浆状炸药组成：由氧化剂硝酸铵水溶液、敏化剂（梯恩梯、硝化甘油）和胶凝剂组成；优点是：具有抗水性强、密度高、具有较好的可塑性和一定的流动性、爆炸威力较大、原料来源广、成本低和安全等优点，该炸药在露天有水深孔爆破中得到了广泛应用。其缺点是：由于没有雷管感度，需要用猛炸药制作起爆药包来起爆。12/26/202243整理课件浆状炸药12/26/202243整理课件43水胶炸药组成：由氧化剂硝酸铵的水溶液、敏化剂（硝酸甲胺、铝粉等）和胶凝剂等组成；浆状炸药和水胶炸药的区别：使用了不同的敏化剂。优点：具有雷管感度，并且威力高、安全性好（机械感度、热感度低）、抗水性强、价格低廉、爆炸后产生有毒气体少等优点，可用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的爆破工作面和其它井下工作面。性能：爆速：≥3500m/s，爆力：350mL，猛度：≥15mm，殉爆距离≥8cm，有毒气体生成量29.6L/kg。12/26/202244整理课件水胶炸药12/26/202244整理课件44乳化炸药由氧化剂（硝酸铵水溶液）、可燃剂（燃料油）、乳化剂（失水山梨醇）、敏化发泡剂（敏化气泡和珍珠岩）、高热剂等成分组成。属于油包水型结构。乳化炸药包括传统的膏状乳化炸药和粉状乳化炸药。传统的乳化炸药是以无机含氧酸盐水溶液作为分散相，悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球或其它多孔性材料的似油类物质构成的连续介质中，形成一种油包水型的特殊乳化体系。12/26/202245整理课件乳化炸药12/26/202245整理课件45粉状乳化炸药突破了传统的乳化炸药的药体概念，其最终产品的外观状态不再是乳胶体，而是以极薄油膜包复的硝酸铵等无机氧化剂盐结晶粉末。由于它保持了乳化炸药体系中氧化剂与燃烧剂接触紧密充分的特点，且呈粉末状态，无需有意识地引入敏化气泡，就具有较高的爆轰感度和良好的爆炸性能，但其装药密度较低，一般只有0.8～0.85g/cm3。12/26/202246整理课件粉状乳化炸药突破了传统的乳化炸药的药体概念，其最终产品的外观46煤矿许用炸药就是在普通工业炸药中加入消焰剂，这类炸药属一般安全型。由于消焰剂的掺加量影响到炸药的感度和性能，因此，煤矿许用炸药的爆炸威力比普通工业炸药要低。煤矿许用炸药的品种有：铵梯炸药、乳化炸药、水胶炸药等。12/26/202247整理课件煤矿许用炸药12/26/202247整理课件47被筒炸药：以盐量较少但爆炸性能稳定安全性较低的炸药作药芯，外面复以消焰剂的被筒所组的炸药叫被筒炸药。这种炸药爆炸时由于药中消焰剂很少，不会影响炸药的爆轰，其爆炸性能也稳定。这种炸药在爆炸时，由于爆炸的高温使外面的消焰剂形成薄雾，把爆炸点笼罩起来，从而达到消焰的目的。这种炸药可以用在对安全要求较高的爆破地点。12/26/202248整理课件被筒炸药：以盐量较少但爆炸性能稳定安全性较低的炸药作药48煤矿安全规程规定：“煤仓堵塞需用爆破疏通时，必须使用钢性被筒炸药。”这里说的钢性被筒炸药指的是：以石膏、粘土、水泥等粘合物掺加一定量的消焰剂成型后制成的被筒，里面装入2号煤矿安全炸药所组成的被筒炸药。等离子交换炸药：是目前我国安全等级最高的一种炸药。在煤矿许用炸药分级中属于第五级，悬吊试验可达450克以上，特别适用于在煤仓和一些有特殊安全要求地点的爆破。12/26/202249整理课件煤矿安全规程规定：“煤仓堵塞需用爆破疏通时，必须使用钢49炸药中的组分为氯化铵和硝酸钠，这两种成分都不是炸药的基质，本身不具有爆炸性。但是其在高温下可以发生下述化学反应方程所示的离子交换，生成硝酸铵和氯化钠，而且温度愈高，交换量愈大。这样，若此药卷在井下出现裸露时，由于雷管或起爆药包爆破所产生的温度保留不住，很快散失，达不到离子交换的条件，药卷中的硝酸钠和氯化铵成分不变，因此就不会出现爆炸，达到安全保护的目的。其原理是炸药成分中含有离子交换盐，在一定条件下才能发生离子交换。NH4Cl+NaNO3→NH4NO3+NaCl12/26/202250整理课件炸药中的组分为氯化铵和硝酸钠，这两种成分都不是炸药的基50我国煤矿许用炸药的分级、种类和使用范围如下表所示：炸药级别品种名称使用范围合格标准一级煤矿许用2号煤矿炸药2号抗水煤矿炸药一级煤矿乳化炸药低沼气矿井装药量100g，五炮无炮泥，反向起爆，不引爆沼气二级煤矿许用3号煤矿炸药3号抗水煤矿炸药二级煤矿乳化炸药低、高沼气矿井装药量150g，五炮无炮泥，反向起爆，不引爆沼气三级煤矿许用安全被筒炸药三级煤矿乳化炸药低、高沼气矿井及有煤与沼气突出的矿井装药量150g，悬吊试验，不引爆沼气四级煤矿许用四级煤矿乳化炸药各级沼气矿井及特殊条件下使用装药量250g，悬吊试验，不引爆沼气五级煤矿许用离子交换炸药各级沼气矿井及特殊条件下使用装药量450g，悬吊试验，不引爆沼气12/26/202251整理课件我国煤矿许用炸药的分级、种类和使用范围如下表所示：炸药级别品51第四节起爆器材起爆器材的分类12/26/202252整理课件第四节起爆器材12/26/202252整理课件52雷管火雷管火雷管结构a——金属壳有起爆药火雷管；b——纸壳有起爆药火雷管1—管壳；2—加强药；3—起爆药；4—加强帽；5—点火药；6—低密度猛炸药12/26/202253整理课件雷管a——金属壳有起爆药火雷管；b——纸壳有起爆药火雷管1253火雷管的各部分组成及其作用管壳：具有一定的机械强度，可以保护起爆药和加强药不直接受到外部能量的作用，同时又可为起爆药提供良好的封闭条件；起爆药：在火焰作用下发生爆轰用以起爆加强药；12/26/202254整理课件火雷管的各部分组成及其作用12/26/202254整理课件54加强药：以加强雷管的起爆能力。加强帽：起到防止起爆药飞散、掉落及阻止爆炸产物飞散，维持爆炸产物压力，加强起爆能力的作用。优缺点及其使用条件它具有结构简单，使用方便、灵活，价格便宜，不受杂散电流、静电影响。但是由于它一次起爆的数量和炮孔之间的爆破时间很难得到控制，并且导火索的抗水能力有限等致命缺点，造成在使用过程中的许多事故发生，因此，现在火雷管的使用范围受到了极大的限制，目前只是在小型露天矿或小规模露天爆破作业中使用。12/26/202255整理课件加强药：以加强雷管的起爆能力。12/26/202255整理课55电雷管电雷管是用电能引爆的一种起爆器材。电雷管作用原理是：电流经脚线输送通过桥丝，由电阻产生热能点燃引火药头（药头式）或起爆药（直插式）。一旦引燃后，即使电流中断，也能使起爆药和加强药爆炸。常用的有瞬发电雷管、延期电雷管以及特殊电雷管等。瞬发电雷管瞬发电雷管是在起爆电流足够大的情况下通电即爆的一种电雷管。它由火雷管与电点火装置组合而成。12/26/202256整理课件电雷管12/26/202256整理课件56瞬发电雷管结构a--直插式；b--药头式1-脚线；2-密封塞；3-桥丝；4-起爆药（正起爆药）；5-引火头；6-加强帽；7-副起爆药；8-管壳12/26/202257整理课件瞬发电雷管结构a--直插式；b--药头式12/26/202257秒延期电雷管电引火元件与起爆药之间的延期装置是用精制导火索段或在延期体壳内压入延期药构成的，延期时间由延期药的装药长度、药量和配比来调节。秒延期电雷管分整体壳式和两段壳式，其中还分秒延期和半秒延期雷管。12/26/202258整理课件秒延期电雷管12/26/202258整理课件5812/26/202259a—整体管壳式；b—两段管壳式1—脚线；2—密封塞；3—排气孔；4—引火头；5—点火部分管壳；6—导火索；7—加强帽；8—起爆药；9—加强药；10—爆炸部分管壳；11-纸垫秒延期电雷管结构示意图整理课件12/26/202259a—整体管壳式；b—两段管壳式秒延期59毫秒延期电雷管毫秒电雷管通电后，以毫秒量级的间隔时间延迟爆炸，延期时间短，精度也较高。延期药是用氧化剂、可燃剂和缓燃剂的混合物做延时药，并通过调整其配比达到不同的时间间隔。12/26/202260整理课件毫秒延期电雷管12/26/202260整理课件60毫秒延期电雷管的结构示意图12/26/202261（a）直插式；（b）装配式1—脚线；2—管壳；3—塑料塞；4—长内管；5—气室；6—引火头；7—压装延期药；8—加强帽；9—起爆药；10—加强药整理课件毫秒延期电雷管的结构示意图12/26/202261（a）直插61国产毫秒延期电雷管共分五个系列，其部分的延期时间见下表所示段别第一系列第二系列第三系列第四系列第五系列1<5<13<13<13<14225±525±10100±10300±3010±2350±550±10200±20600±4020±3475±575±15300±20900±5030±45100±5100±15400±301200±6045±66125±5150±20500±301500±7060±77150±5200±20600±401800±8080±108175±5250±25700±402100±90110±159200±5310±30800±402400±100150±2010225±5380±35900±402700±100200±2511460±401000±403000±10012550±451100±403300±10013655±5014760±5515880±60161020±70171200±90181400±100191700±130202000±15012/26/202262整理课件国产毫秒延期电雷管共分五个系列，其部分的延期时间见下表所示62安全电雷管在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面爆破时，为避免因雷管爆炸引燃瓦斯的可能性，应采用安全电雷管（煤矿许用电雷管）。煤矿许用电雷管在安全方面，通常对安全电雷管要采取下列措施：不允许使用铁壳或铝壳；不允许使用聚乙烯绝缘爆破线，只能采用聚氯乙烯绝缘爆破线；在加强药中加入消焰剂，控制其爆温、火焰长度和火焰延续时间；雷管底部不做窝槽，改为平底，防止聚能穴产生的聚能流引燃瓦斯；12/26/202263整理课件安全电雷管12/26/202263整理课件63采用燃烧温度低、生成气体量少的延期药，并加强延期药燃烧室的密封，防止延期药燃烧时喷出火焰引燃瓦斯的可能性；加强雷管管壁的密封。12/26/202264毫秒电雷管脚线颜色对应表

段号1234567脚线颜色灰红灰黄灰蓝灰白绿红绿黄绿蓝整理课件采用燃烧温度低、生成气体量少的延期药，并加强延期药燃烧室的密64抗杂散电流电雷管无桥丝电雷管：在电雷管的电点火元件中取消桥丝，使脚线直接插在点火药头上，点火药中加入一定导电成分，当脚线两端电压较小时，点火药电阻很大，电流很小，点火药升温小，不足以引起点火药燃烧；当电压很大，电流很小，点火药电阻减小，电流大，点火药升温高，被点燃，雷管被引爆。低阻率桥丝电雷管：这种雷管桥丝电阻较低，增大桥丝直径或长度，只有大电流时才能引爆雷管。电磁雷管：雷管的脚线绕在一个环状磁芯上呈闭合回路，放炮时将单根导线穿过环状磁芯，用其两端接至高频发爆器，高频电流由环状磁芯产生感应电流引爆雷管。12/26/202265整理课件抗杂散电流电雷管12/26/202265整理课件65无起爆药电雷管无起爆药雷管的结构与原理和普通工业雷管一样，只是用一种对冲击和磨擦感度比常用的起爆药较低的猛炸药来代替起爆药，提高了雷管在制造、贮存、装运和使用过程中的安全性，而起爆性能并不低于普通工业雷管。12/26/202266整理课件无起爆药电雷管12/26/202266整理课件66电雷管主要参数雷管电阻：是指每发电雷管的桥丝电阻与脚线电阻之和，它是进行电爆网路计算的基本参数。根据标准GB8031-87规定：铁脚线电雷管全电阻不大于6.3Ω，上下限差值不大于2.0Ω；铜脚线电雷管全电阻不大于4.0Ω，上下限差值不大于1.0Ω。最大安全电流：给电雷管通以恒定直流电，5min内不致引爆雷管的电流最大值，叫做最大安全电流，又称工作电流。此电流值的实际意义在于选择测量电雷管的仪表，仪表的工作电流不能超过此值。根据标准GB8031-87规定：对电雷管通以0.18A恒定直流电流5min，不应发生爆炸。12/26/202267整理课件电雷管主要参数12/26/202267整理课件67最小发火电流：给电雷管通以恒定的直流电，能准确地引爆雷管的最小电流值，称为电雷管的最小发火电流。根据标准GB8031-87规定：其发火电流上限不应大于0.45A。雷管反应时间：从通电到雷管爆炸的时间。它等于包括点燃时间与传导时间之和。发火冲能：电雷管在点燃时间内，每欧姆桥丝所提供的热能，称为发火冲能。根据标准GB8031-87规定：采用两次升降法试验，发火冲量应不大于8.7A2·ms。12/26/202268整理课件最小发火电流：给电雷管通以恒定的直流电，能准确地引爆雷管的最68导爆管雷管毫秒导爆管雷管是用塑料导爆管引爆而延期时间以毫秒数量级计量的雷管。它的结构如下图所示。它与毫秒延期电雷管的主要区别在于：不用毫秒电雷管中的电点火装置，而用一个与塑料导爆管相连接的塑料联接套，由塑料导爆管的爆轰波来点燃延期药。导爆管雷管结构示意图12/26/2022691—塑料导爆管；2—塑料连接套；3—消爆空腔；4—空信帽；5—延期药；6—加强帽；7—起爆药；8—加强药；9—管壳整理课件导爆管雷管12/26/2022691—塑料导爆管；2—塑料连69非电导爆管毫秒雷管规格及精度表段别名义延期时间（ms）误差值（ms）10<13225±12350±12475±125100±126150±207200±208250±259310±3010390±3512/26/202270整理课件非电导爆管毫秒雷管规格及精度表段别名义延期时间（ms）误差值70传爆材料导火索导火索：是以较稳定的速度连续传递火焰，引爆火雷管的传导材料；导火索的结构如下图所示。导火索结构示意图1—芯线；2—药芯；3—内层线；4—内层纸；5—中层线；6—沥青；7—外层纸；8—外层线12/26/202271整理课件传爆材料导火索结构示意图12/26/202271整理课件71导火索的性能参数国产普通导火索的燃速每米100~125s±10s，它是一项重要的质量标准，喷火强度试验不得低于40mm；并且在燃烧过程中，不得有断火、透火、外壳燃烧或爆燃等现象发生，浸水试验水深1m，水温20℃，2小时。导火索容易出现的质量问题：燃烧速度不一致；浸水不过关；燃烧时易出现透火。12/26/202272整理课件导火索的性能参数12/26/202272整理课件72优缺点及使用范围：导火索是一种最简单的起爆材料，比较灵活。但作业危险性大，无法用仪器检查工作的好坏，产生瞎炮的比例比其他方法大，不能保证装药群同时或按规定时间准确爆炸，也难以预测爆破效果。导火索燃烧时有火焰喷出，并产生大量有毒气体，不能在井下，尤其不能在有瓦斯和煤尘危险的矿井内使用。12/26/202273整理课件优缺点及使用范围：导火索是一种最简单的起爆材料，比较灵活。但73导爆管导爆管是七十年代初，由瑞典Nonel公司首先发明制造的一种新型传爆器材，具有安全可靠、轻便、经济、不受杂散电流干扰和便于操作等优点。导爆管的结构及规格导爆管是用高压聚乙烯溶后挤拉出的空心管子，外径为2.95±0.15mm，内径为1.4±0.1mm，管的内壁涂有一层很薄而均匀的高能炸药（91%的奥克托金、9%的铝粉与0.25~0.5%的附加物的混合物，或者是黑索金与铝粉的混合物），药量为16~20mg/m。12/26/202274整理课件导爆管12/26/202274整理课件74导爆管传爆原理当导爆管被击发后，管子内产生冲击波，并进行传播，管壁内表面上薄层炸药随冲击波的传播而产生爆炸，所释放出的能量补偿冲击波在波动过程中能量的消耗，维持冲击波的强度不衰减。导爆管的性能起爆感度：工业雷管、普通导爆索等一切能够产生冲击波的起爆器材都可以激发塑料导爆管的爆轰；传爆速度：国产塑料导爆管的传爆速度一般为1950±50m/s。12/26/202275整理课件导爆管传爆原理12/26/202275整理课件75传爆性能：导爆管传爆性能良好，中间不要中继雷管接力，导爆管内的断药长度不超过15mm时，都可正常传爆；耐火性能：火焰不能激发导爆管，用火焰点燃单根或成捆导爆管时，它只象塑料一样缓慢地燃烧。抗冲击性能：一般的机械冲击不能激发塑料导爆管；抗水性能：将导爆管与金属雷管组合后，具有很好的抗水性能，在水下80m深处放置48h还能正常起爆。若对雷管加以适当的保护措施，还可以在水下135m深处起爆炸药；12/26/202276整理课件传爆性能：导爆管传爆性能良好，中间不要中继雷管接力，导爆管内76抗电性能：塑料导爆管能抗30kV以下的直流电；破坏性能：塑料导爆管传爆时，不会损坏自身的管壁，对周围环境不会造成破坏；强度性能：国产塑料导爆管具有一定的抗拉强度，在5~7kg拉力作用下，导爆管不会变细，传爆性能不变。12/26/202277整理课件抗电性能：塑料导爆管能抗30kV以下的直流电；12/26/277导爆索导爆索结构：导爆索的结构与导火索相似，只是药芯为黑索金或泰安，有棉线型和塑料型两种，一般为红色塑料型。导爆索品种、性能和用途12/26/202278整理课件导爆索12/26/202278整理课件78导爆索的质量标准外观检查；起爆能力试验（2m长的导爆索起爆2kgTNT药块）；浸水试验（0.5m深水、2小时）；高温试验（50℃，6小时）；低温试验（-40℃，2小时）；12/26/202279整理课件导爆索的质量标准12/26/202279整理课件79导爆索的优缺点优点：1）不受电的干扰，使用安全；2）起爆准确可靠，并能同时起爆多个炮孔，同步性好；3）施工装药比较安全，网路敷设简单、可靠；4）可在水孔或高温炮孔中使用。缺点：价格高、网路连接后孔内无法检查，不能实现孔底起爆，影响能量充分利用。12/26/202280整理课件导爆索的优缺点12/26/202280整理课件80继爆管继爆管主要是配合导爆索使用达到毫秒延期起爆效果的一种传爆器材。继爆管一般分为单向和双向两种类型。继爆管的结构主要由消爆管和不带电起爆的毫秒延期雷管组成，其结构示意图如下图所示。12/26/202281整理课件继爆管12/26/202281整理课件81（a）单向继爆管1—导爆索；2—连接管；3—消爆管；4—外套管；5—大内管；6—纸垫；7—延期药；8—加强帽；9—起爆药；10—加强药；11—雷管壳（b）双向继爆管1—导爆索；2—外套管；3—起爆药DDNP；4—加强帽；5—内管；6—延期药；7—小帽；8—阻闸帽；9—缩孔12/26/202282整理课件（a）单向继爆管（b）双向继爆管12/26/202282整理82继爆管的工作原理导爆索爆炸的冲击波和高温气体产物通过消爆管和大内管气室后，使压力和温度下降，只形成一股热气流，它可以点燃延期药而又不致击穿延期药，使其发生早爆。延期后，延期药引爆起爆药、加强药，从而引爆另一端的导爆索。12/26/202283整理课件继爆管的工作原理12/26/202283整理课件83爆破安全技术高文蛟博士电话北科技学院12/26/202284整理课件爆破安全技术高文蛟博士12/26/20221整理课件84第一章爆破器材基础知识第一节爆炸现象及其特征1.定义

爆炸是指在适宜的条件下，某些物质发生急剧的物理和化学变化，其内部的能量瞬间释放，并借助系统内原有气体或爆炸后生成气体的膨胀，对系统周围介质做功，使之发生冲击破坏效应的现象。2.根据爆炸引起的原因和特征，爆炸现象大致可分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸等三类。物理爆炸化学爆炸核爆炸12/26/20222整理课件第一章爆破器材基础知识第一节爆炸现象及其特征12/26/85第二节炸药及其相关概念1.炸药的定义

炸药是一种相对稳定的系统，在一定外界条件下，能够发生快速化学反应，放出热量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。2.炸药爆炸的三要素放出大量热量产生大量的气体能自动传播的高速反应12/26/202286整理课件第二节炸药及其相关概念12/26/20223整理课件863.炸药组成特点和爆炸机理（1）炸药组成特点是能发生自身燃烧和爆炸反应的物质。能量全部存储于具有爆炸性质的特殊基团分子中，这种结构的化学键很容易在外界能量的作用下发生破裂，释放出能量而激起爆炸反应。由能量密度很大的固态或液态物质组成的。12/26/202287整理课件3.炸药组成特点和爆炸机理12/26/20224整理课件87（2）炸药爆炸机理炸药在一定条件下能够发生化学爆炸。是由于分子中包含有比较活泼的氧化剂和可燃剂。对一个化合物分子来说，氧化剂是指分子中的含氧基团，可燃剂是指分子中含碳、氢的基团。这两种基团在一般情况下，被活性小的中性基团或原子分隔。当炸药分子被外界能量活化时，分子运动速度加快，分子之间的碰撞增强，致使分子破裂，释放出活性基团，发生化学反应，以热能形式释放出其内部所含的化学能，并借助迅速膨胀的气体，把能量传递给周围介质而做功。12/26/202288整理课件（2）炸药爆炸机理12/26/20225整理课件884.炸药化学反应的基本形式（1）缓慢分解反应反应特点：反应是在全部炸药中进行，炸药内部各点的温度相同，没有集中的反应区，此外环境温度对其反应速度影响较大。若反应的热量不及时散发出去，缓慢分解反应就可以向燃烧反应或爆炸反应转化。缓慢分解反应反映了炸药的化学安定性指标，所以在炸药存储时不要堆放过密、过高，要注意通风，防止因温度过高，导致分解反应加速而发生爆炸事故。12/26/202289整理课件4.炸药化学反应的基本形式12/26/20226整理课件89（2）燃烧反应反应特点：反应不是在全部炸药中同时发生，而只是在炸药局部区域内进行；不需要外界供氧，主要靠热传导来传递能量，并可以在炸药中自动传播。燃烧释放的热量与传导到炸药邻层和周围介质散失的热量相等，则燃烧就能稳定进行，否则燃烧速度加快或降低，形成爆炸或缓慢分解反应。炸药燃烧时，要注意让生成的气体和热量及时排出时，否则燃烧反应就可以转化成爆炸反应，这一点在炸药焚毁时要特别注意。12/26/202290整理课件（2）燃烧反应12/26/20227整理课件90（3）爆炸反应反应特点：爆炸反应过程和燃烧相类似，都是可燃元素的氧化反应，反应也只在局部区域内进行，且也能在炸药内部自动传播。爆炸反应与燃烧反应的区别燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受环境条件影响较大，而爆炸反应则依靠压缩冲击波来传递能量和激起化学反应，基本上不受环境条件的影响；12/26/202291整理课件（3）爆炸反应12/26/20228整理课件91爆炸反应比燃烧反应更为激烈，单位时间放出的热量与形成的温度也更高；燃烧时产物的运动方向与反应区的传播方向相反，而爆炸时产物运动方向则与反应区的传播方向相同。因此，燃烧产生的压力较低，而爆炸则可产生很高的压力；燃烧速度是亚音速的而爆炸速度则是超音速的。12/26/202292整理课件爆炸反应比燃烧反应更为激烈，单位时间放出的热量与形成的温度也925.炸药的氧平衡（1）定义炸药的氧平衡即炸药中的含氧量能够把可燃元素完全氧化的程度。（2）炸药氧平衡的分类正氧平衡：即炸药中的氧量除了把可燃元素完全氧化外，尚有剩余。若炸药处于正氧平衡，发生爆炸反应时，剩余的氧和本来应该游离的氮化合生成氮氧化合物。这不但对人类有害，而且反应时还要吸收大量的热量。

12/26/202293整理课件5.炸药的氧平衡12/26/202210整理课件93零氧平衡：炸药中的氧量刚够把可燃元素完全氧化，没有剩余。当炸药处于零氧平衡时，其爆炸后放出的热量最大，生成有毒有害气体量也最小。负氧平衡：炸药中含氧量不能把可燃元素完全氧化。当炸药处于负氧平衡时，其爆炸后未能把可燃元素全部氧化，生成大量的CO气体。它不但对人类有害，而且还可以产生二次火焰，浓度适宜时还可造成爆炸。12/26/202294整理课件零氧平衡：炸药中的氧量刚够把可燃元素完全氧化，没有剩余。12946.炸药的起爆理论（1）起爆能热能：包括火焰、火星、电热等形式；机械能：包括撞击、摩擦、针刺等机械作用等形式爆炸冲能：利用起爆药爆轰产生的爆轰波及高温高压气体产物流的动能。12/26/202295整理课件6.炸药的起爆理论12/26/202212整理课件95（2）起爆机理活化能起爆机理该理论认为化学反应只是在具有活化能量的活化分子之间才能发生；为了使炸药起爆，就必须有足够的外能使部分分子变为活化分子，活化分子的数量愈多，其能量同分子平均能量相比愈大，则爆炸反应速度也愈高，图1-1表示炸药爆炸反应过程中能量的变化。12/26/202296整理课件（2）起爆机理12/26/202213整理课件96ΔEE1反应过程CBAⅢⅡⅠ能量级图1-1炸药爆炸时能量变化示意图

12/26/202297整理课件ΔEE1反应过程CBAⅢⅡⅠ能图1-1炸药爆炸时能量变化示97热能起爆机理炸药在热能作用下，发生爆炸的条件就是单位时间的发热量必须超过单位时间的散热量。机械能起爆机理热点学说：在机械能作用下产生的热来不及均匀地分散到全部炸药分子中，而是集中在炸药个别的小点上，使这些小点上的温度达到爆发点，就会首先在这里发生爆炸反应，然后再扩展开去，而导致整个炸药爆炸。12/26/202298整理课件热能起爆机理12/26/202215整理课件98热点形成的原因炸药中的空气隙或微小气泡在机械作用下的绝热压缩；炸药颗粒间，炸药与杂质之间，炸药与容器之间发生强烈摩擦而生热；高粘性液体炸药的流动生热。有了热点的形成不一定会导致炸药的爆炸，但它还必须具备一定的条件使热点扩展和成长。12/26/202299整理课件热点形成的原因12/26/202216整理课件99热点发展成爆炸的条件热点温度不低于300～600℃；热点半径够大，要达到10-3～10-5cm；热点作用时间在10-7s以上；热点具有足够大的热量，。热点的形成是炸药在机械能作用下发生爆炸的首要条件，而热点扩展和成长则是炸药爆炸的必要条件。12/26/2022100整理课件热点发展成爆炸的条件12/26/202217整理课件100根据热点理论，要使工业炸药顺利地起爆，其密度应有一个最佳范围。因为随着炸药密度的增大，炸药分子中的空隙和颗粒表面所吸附的气泡减少而对热点形成不利所造成的。因此，要求进行装药操作时，不能使炸药密度过高。爆炸冲能起爆爆炸冲能起爆机理同机械能起爆机理相似，由于瞬间爆轰波（强冲击波）的作用，首先在炸药某些局部造成热点，然后由热点周围炸药分子的爆炸再进一步扩展。12/26/2022101整理课件根据热点理论，要使工业炸药顺利地起爆，其密度应有一个最佳范围101第三节炸药的感度、热力学及性能参数的概念

1.炸药的感度（1）定义炸药在热、电、光、冲击波、机械摩擦与撞击等外界能量作用下发生爆炸反应的难易程度。热感度：它又包括加热感度（即爆发点）和火焰感度。机械感度：它又包括撞击感度和摩擦感度。冲击波感度：冲击波感度和殉爆距离。静电火花感度。12/26/2022102整理课件第三节炸药的感度、热力学及性能参数的概念12/26/20102（2）影响炸药感度的因数炸药的化学结构影响炸药的物理性质影响炸药的相态炸药的粒度装药密度微气泡掺合物12/26/2022103整理课件（2）影响炸药感度的因数12/26/202220整理课件1032.炸药的热力学参数

热力学参数是反映炸药爆炸后对外作功能力大小的内在参数，它主要包括：（1）爆容指每公斤炸药爆炸后生成的气体，在标准条件下的体积数。（2）爆热指定量炸药在定容条件下爆炸所释放出的热量。12/26/2022104整理课件2.炸药的热力学参数12/26/202221整理课件104（3）爆温指炸药在爆炸瞬间放出的大量热量，将爆生产物加热，待达到热平衡后所能达到的温度。（4）爆压指爆轰结束后，爆生产物在炸药的原始体积内达到热平衡时流体的静压。12/26/202222整理课件（3）爆温12/26/202222整理课件1053.炸药的性能参数性能参数是反映炸药爆炸后对外作功能力大的具体表现形式，热力学参数指标决定性能参数指标。（1）爆速指炸药爆炸后爆轰波在炸药药柱中的传播速度，单位为m/s。12/26/2022106整理课件3.炸药的性能参数12/26/202223整理课件106（2）猛度指炸药爆炸瞬间爆轰波压力和冲能对装药邻近介质产生局部压缩、破碎和击穿的能力，它用一定规格铅柱被压缩的程度来表示，其单位为mm。（3）爆力指炸药爆炸后爆生气体产物膨胀作功的能力。采用铅铸扩孔法来确定，单位为mL。12/26/2022107整理课件（2）猛度12/26/202224整理课件107第四节各种炸药的特性

1.炸药的分类（1）按其组成分类单质炸药雷酸盐及叠氮化物：主要用于雷管及其它火工品作起爆药使用，如雷汞、二硝基重氮酚等；醇类硝酸脂：这类炸药含有硝酸根-NO3，而且硝基是通过氧原子与有机物中的碳原子连结，因此极不稳定，它们的各种感度都较高，化学安定性差。如硝化甘油、泰安、硝化棉等；12/26/2022108整理课件第四节各种炸药的特性12/26/202225整理课件108硝基化合物：这类炸药含有硝基-NO2，它可直接和苯环或烃基中的碳原子连接，也可以通过氮原子与碳原子连接。这类炸药的爆炸性能主要决定于硝基数目、位置、以及它与碳原子的连接方式。如梯恩梯、黑索金、苦味酸等；硝酸盐类：这类炸药是我们常用混合炸药的主要成分，他可以是无机物也可以是有机物。如硝酸铵、硝酸尿等；12/26/2022109整理课件硝基化合物：这类炸药含有硝基-NO2，它可直接和苯环或烃基中109混合炸药硝酸铵类混合炸药：这类炸药的主要成分是硝酸铵，一般硝酸铵在炸药中占67～92%。如铵油炸药、铵沥炸药、铵梯炸药、铵松蜡炸药、铵梯黑炸药、铵梯铝炸药等；硝铵含水炸药：这类炸药是以硝酸铵的饱和水溶液为主要成分，再加入敏化剂和其它添加剂所组成的炸药。如浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等；非硝铵类炸药：如以硝化甘油为主要成分的胶质炸药，以及发射药和黑火药等。12/26/2022110整理课件混合炸药12/26/202227整理课件110（2）按其特性和用途分类起爆药猛炸药发射药或火药（3）工业炸药还可以按其使用条件进行分类露天炸药岩石炸药煤矿许用炸药12/26/2022111整理课件（2）按其特性和用途分类12/26/202228整理课件1112.炸药的特性（1）起爆药起爆药的特点是：对外界作用如火焰、摩擦、撞击等特别敏感，只要很小能量的激发就会引起爆炸。它主要用于制造起爆器材，如火雷管、电雷管、非电雷管等。最常用的起爆药有：雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚。12/26/2022112整理课件2.炸药的特性12/26/202229整理课件112雷汞雷汞为白色或灰白色微细晶体，50℃以上即自行分解，160～165℃时发生爆炸。干燥的雷汞对撞击、摩擦和火花均极为敏感，潮湿的或压制的感度降低。湿雷汞易与铝起化学作用生成极易爆炸的雷酸盐，故不能用铝材作雷汞雷管的管壳，工业用雷汞雷管都用铜壳或纸壳。12/26/2022113整理课件雷汞12/26/202230整理课件113氮化铅氮化铅为白色针状晶体，与雷汞或二硝基重氮酚相比，其热感度较低，但起爆威力较大，不怕潮湿。由于氮化铅在有CO2存在的潮湿环境中易与铜发生化学作用而生成极敏感的氮化铜，因此，氮化铅雷管不可用铜质管壳而必须使用铝壳或纸壳。12/26/2022114整理课件氮化铅12/26/202231整理课件114二硝基重氮酚二硝基重氮酚简称DDNP，为黄色或黄褐色晶体，它的安定性好，在常温下长期存储于水中仍不降低其爆炸性能，干燥时在75℃时开始分解，170～175℃时爆炸。它对撞击、摩擦的感度均比雷汞或氮化铅低，热感度介于这两者之间。它原料来源广，生产工艺简单、安全、成本较低，而且具有较高起爆性能，所以国产工业雷管目前主要是用二硝基重氮酚来做起爆药。12/26/2022115整理课件二硝基重氮酚12/26/202232整理课件115（2）猛炸药常用的猛炸药它又可以分为单质猛炸药和混合猛炸药。单质猛炸药梯恩梯梯恩梯即三硝基甲苯（简称TNT），纯净的TNT为无色针状结晶体，熔点为80.75℃，工业生产的粉状TNT为浅黄色磷片状晶体，其液态密度为1.465g/cm3、铸装密度为1.55～1.56g/cm3，即熔融时，体积的膨胀12%；热安定性好，常温下不分解，遇火能燃烧，密闭条件下燃烧或大量燃烧时，很快转为爆炸。12/26/2022116整理课件（2）猛炸药12/26/202233整理课件116

梯恩梯的机械感度较低，若混入细砂类硬质掺合物，则容易引爆。许多炸药厂采用精制梯恩梯作雷管中的加强药或硝酸铵类炸药的敏化剂。梯恩梯的爆力255～300mL，猛度16～19.9mm，爆速5100～6856m/s，爆热4222kJ/kg。要特别注意的是：TNT是一种有毒的物质，其粉尘、蒸汽主要是通过皮肤侵入人体内，其次是通过呼吸道。在生产和使用中接触TNT和铵梯炸药均有可能中毒。主要是引起中毒性肝炎和再生障碍性贫血，结果导致黄胆病、青紫病、消化功能障碍及红、白血球减少等症，严重时可死亡。12/26/2022117整理课件梯恩梯的机械感度较低，若混入细砂类硬质掺合物，则容易引117黑索金黑索金即环三次甲基三硝胺（简称RDX），它为白色晶体，熔点204.5℃，爆发点230℃，不吸湿，不溶于水。黑索金热安定性好，其机械感度比梯恩梯高。黑索金的爆力480mL，猛度24.9mm，爆速5980～8740m/s，爆热5350kJ/kg。由于它的威力和爆速都很高，因此，它除用作雷管中的加强药外，还可以用作导爆索的药芯或同梯恩梯混合制造起爆药包。12/26/2022118整理课件黑索金12/26/202235整理课件118特屈儿特屈儿即三硝基苯甲硝胺，它是淡黄色晶体，难溶于水，热感度及机械感度都很高，爆炸性能好，爆力475mL，猛度22mm。特屈儿容易与硝酸铵强烈作用而释放热量导致自燃。它主要用于军事，也可以作工业雷管的加强药。泰安泰安即季戊四醇四硝酸铵酯，简称PETN，它是白色晶体，几乎不溶于水，熔点140.5℃，爆发点225℃。其爆炸威力大，爆力550mL，猛度24mm，爆速8000～8600m/s。它的爆炸特性与黑索金相似，用途相同。12/26/2022119整理课件特屈儿12/26/202236整理课件119硝化甘油硝化甘油即三硝酸酯丙三醇，简称NG。它是无色或微带黄色的油状液体，20℃时的比重为1.59，不溶于水，在水中可以爆炸。硝化甘油有毒，应避免与皮肤接触。它在50℃时开始挥发，爆发点200℃，机械感度很高，受撞击和震动易发生爆炸，因此不能单独使用，常多孔物质如硅藻土或硝化棉吸收以降低其感度。爆炸威力很高，爆力500mL，猛度23mm。纯硝化甘油在13.2℃时冻结，此时极为敏感，为提高使用时的安全，常将硝化甘油与二硝酸酯乙二醇混合使用，以降低此类炸药的冻结点。12/26/2022120整理课件硝化甘油12/26/202237整理课件120工业使用的硝化甘油炸药是以硝化甘油为主要成分，以硝化棉为吸收剂，以硝酸钾、硝酸钠或硝酸铵为氧化剂，加上少量木粉组成的混合炸药，通常此类炸药的爆炸威力与硝化甘油含量成正比。国产硝化甘油炸药为含硝化甘油40%的粉状硝化甘油炸药和含硝化甘油60%的胶质硝化甘油炸药两种。12/26/2022121整理课件工业使用的硝化甘油炸药是以硝化甘油为主要成分，以硝化棉为吸收121混合猛炸药混合猛炸药是含有两种组成成分以上的混合物,又叫爆炸性混合物。这类炸药有气态的、液态的和固态的,其中以固态的最多。下面介绍几种常用的工业混合炸药：铵梯炸药铵梯炸药的主要成分是硝酸铵、梯恩梯和木粉三种组分组成。硝酸铵是构成铵梯炸药的主要成分，占炸药总量的65～95%。国产铵梯炸药有露天炸药、岩石炸药和煤矿安全许用炸药等品种。12/26/2022122整理课件混合猛炸药12/26/202239整理课件122存储期一般为6个月，煤矿许用型为4个月。2#岩石型铵梯炸药的主要性能指标为：爆速：3600m/s，爆力：320mL，猛度：12mm，殉爆距离5cm。铵梯炸药是比较安全的，它对撞击、摩擦的感度较低，用火焰和火星不太容易点燃它，但当它受到强烈的撞击、摩擦和铁制工具敲打时，也能发生爆炸。在大气中裸露的少量铵梯炸药，一般不会由燃烧转化为爆炸，但如放在封闭的容器里，遇到火源就很容易由燃烧转化为爆炸。12/26/2022123整理课件存储期一般为6个月，煤矿许用型为4个月。2#岩石型铵梯炸药的123铵油炸药由硝酸铵和燃料油为主要成分的粒状或粉状（添加适量木粉）爆炸性混合物称为铵油炸药，简称ANFO。该炸药一般可自己制造，甚至可在露天爆破工地当场拌合，常用于露天爆破；感度低，一般无雷管感度，但采用轮辗机热加工，且加工细致、颗粒较细、拌合均匀的细粉状铵油炸药可由普通雷管直接起爆。该炸药容许的储存期一般为15天。12/26/2022124整理课件铵油炸药12/26/202241整理课件124铵松蜡炸药组成：由硝酸铵、松香、石蜡和木粉组成，也可添加适量柴油；适用于无瓦斯和粉尘爆炸危险的中硬以上岩石爆破；优点：防潮、抗水，不含梯恩梯；缺点：爆炸后有毒气体生成量偏高。12/26/2022125整理课件铵松蜡炸药12/26/202242整理课件125浆状炸药组成：由氧化剂硝酸铵水溶液、敏化剂（梯恩梯、硝化甘油）和胶凝剂组成；优点是：具有抗水性强、密度高、具有较好的可塑性和一定的流动性、爆炸威力较大、原料来源广、成本低和安全等优点，该炸药在露天有水深孔爆破中得到了广泛应用。其缺点是：由于没有雷管感度，需要用猛炸药制作起爆药包来起爆。12/26/2022126整理课件浆状炸药12/26/202243整理课件126水胶炸药组成：由氧化剂硝酸铵的水溶液、敏化剂（硝酸甲胺、铝粉等）和胶凝剂等组成；浆状炸药和水胶炸药的区别：使用了不同的敏化剂。优点：具有雷管感度，并且威力高、安全性好（机械感度、热感度低）、抗水性强、价格低廉、爆炸后产生有毒气体少等优点，可用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的爆破工作面和其它井下工作面。性能：爆速：≥3500m/s，爆力：350mL，猛度：≥15mm，殉爆距离≥8cm，有毒气体生成量29.6L/kg。12/26/2022127整理课件水胶炸药12/26/202244整理课件127乳化炸药由氧化剂（硝酸铵水溶液）、可燃剂（燃料油）、乳化剂（失水山梨醇）、敏化发泡剂（敏化气泡和珍珠岩）、高热剂等成分组成。属于油包水型结构。乳化炸药包括传统的膏状乳化炸药和粉状乳化炸药。传统的乳化炸药是以无机含氧酸盐水溶液作为分散相，悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球或其它多孔性材料的似油类物质构成的连续介质中，形成一种油包水型的特殊乳化体系。12/26/2022128整理课件乳化炸药12/26/202245整理课件128粉状乳化炸药突破了传统的乳化炸药的药体概念，其最终产品的外观状态不再是乳胶体，而是以极薄油膜包复的硝酸铵等无机氧化剂盐结晶粉末。由于它保持了乳化炸药体系中氧化剂与燃烧剂接触紧密充分的特点，且呈粉末状态，无需有意识地引入敏化气泡，就具有较高的爆轰感度和良好的爆炸性能，但其装药密度较低，一般只有0.8～0.85g/cm3。12/26/2022129整理课件粉状乳化炸药突破了传统的乳化炸药的药体概念，其最终产品的外观129煤矿许用炸药就是在普通工业炸药中加入消焰剂，这类炸药属一般安全型。由于消焰剂的掺加量影响到炸药的感度和性能，因此，煤矿许用炸药的爆炸威力比普通工业炸药要低。煤矿许用炸药的品种有：铵梯炸药、乳化炸药、水胶炸药等。12/26/2022130整理课件煤矿许用炸药12/26/202247整理课件130被筒炸药：以盐量较少但爆炸性能稳定安全性较低的炸药作药芯，外面复以消焰剂的被筒所组的炸药叫被筒炸药。这种炸药爆炸时由于药中消焰剂很少，不会影响炸药的爆轰，其爆炸性能也稳定。这种炸药在爆炸时，由于爆炸的高温使外面的消焰剂形成薄雾，把爆炸点笼罩起来，从而达到消焰的目的。这种炸药可以用在对安全要求较高的爆破地点。12/26/2022131整理课件被筒炸药：以盐量较少但爆炸性能稳定安全性较低的炸药作药131煤矿安全规程规定：“煤仓堵塞需用爆破疏通时，必须使用钢性被筒炸药。”这里说的钢性被筒炸药指的是：以石膏、粘土、水泥等粘合物掺加一定量的消焰剂成型后制成的被筒，里面装入2号煤矿安全炸药所组成的被筒炸药。等离子交换炸药：是目前我国安全等级最高的一种炸药。在煤矿许用炸药分级中属于第五级，悬吊试验可达450克以上，特别适用于在煤仓和一些有特殊安全要求地点的爆破。12/26/2022132整理课件煤矿安全规程规定：“煤仓堵塞需用爆破疏通时，必须使用钢132炸药中的组分为氯化铵和硝酸钠，这两种成分都不是炸药的基质，本身不具有爆炸性。但是其在高温下可以发生下述化学反应方程所示的离子交换，生成硝酸铵和氯化钠，而且温度愈高，交换量愈大。这样，若此药卷在井下出现裸露时，由于雷管或起爆药包爆破所产生的温度保留不住，很快散失，达不到离子交换的条件，药卷中的硝酸钠和氯化铵成分不变，因此就不会出现爆炸，达到安全保护的目的。其原理是炸药成分中含有离子交换盐，在一定条件下才能发生离子交换。NH4Cl+NaNO3→NH4NO3+NaCl12/26/2022133整理课件炸药中的组分为氯化铵和硝酸钠，这两种成分都不是炸药的基133我国煤矿许用炸药的分级、种类和使用范围如下表所示：炸药级别品种名称使