工程爆破课件

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論1主要內容第一章炸藥爆炸基本理論1.1基本概念

1.2炸藥化學反應基本形式1.3炸藥氧平衡與反應產物1.4炸藥熱化學參數1.5炸藥感度1.6炸藥起爆1.7炸藥爆轟理論1.8炸藥爆炸性能：本章思考題2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論2第一節基本概念物理爆炸（不發生化學變化

）

核爆炸（核裂變或核聚變

）

化學爆炸（有新的物質生成

）

（explosive）：

在一定條件下，能夠發生快速化學反應，放出能量，生成氣體產物，顯示爆炸效應（explosiveeffect）的化合物或混合物。

爆炸的分類：炸藥2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論3化學爆炸三要素1反應的放熱性

炸藥爆炸必須的能源3反應中生成大量氣體產物

炸藥爆炸對外做功的媒介2反應過程的高速度爆炸反應區別一般化學反應的重要標誌2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論4鋁熱劑反應

2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+828kJ

儘管反應非常迅速，且放出很多的熱量，反應放出的熱量足以把反應產物加熱到3000K，但終究由於沒有氣體產物生成，沒有把熱能轉變為機械能的媒介，無法對外做功，所以不具有爆炸性。★★2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論5第二節炸藥化學反應基本形式

爆炸速度增長到穩定爆速（stationarydetonationvelocity）的最大值，以每秒數千米的最大穩定速度進行的反應過程。

反映炸藥的化學安定性A緩慢分解

炸藥以每秒數百米至數千米的高速進行爆炸反應C爆炸與爆轟

對爆破材料的安全生產,加工,運輸保管以及過期變質炸藥的銷毀都很有必要B燃燒與爆燃爆轟2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論6第三節炸藥氧平衡與反應產物炸藥內含氧量與所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之間的差值稱為氧平衡。

氧平衡用每克炸藥中剩餘或不足氧量的克數或品質分數來表示。炸藥的氧平衡（Oxygenbalance）2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論7氧平衡的計算令炸藥的通式：

CaHbNcOd則氧平衡的計算式：式中炸藥的氧平衡；炸藥的摩爾品質（g/mol）；氧的摩爾品質（g/mol）162023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論8混合炸藥氧平衡的計算計算公式：或者式中

、分別為第i組分的品質分數和氧平衡值

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論9氧平衡的三種類型正氧平衡零氧平衡負氧平衡Qb>0Qb=0Qb<02023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論10混合炸藥配方計算含兩種成分的混合炸藥配比：設x、y分別為炸藥中氧化劑和可燃劑的配比，Qx、Qy、Qb分別為這兩種成分和混合後氧平衡值，則有：2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論11

例：

用硝酸铵、TNT和木粉配制零氧平衡的岩石炸药，试求出其取值范围并选定一组配方。解：設1單位品質炸藥中含硝酸銨為x，TNT為y，木粉為z。已知各組中的氧平衡（查表）：硝酸銨20%，TNT-74%，木粉-138%，按零氧平衡配製時應有：三種成分的取值範圍為:硝酸銨,TNT木粉可取TNT含量y=10%，代入上方程組解得：

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論12爆轟產物與有毒氣體

（1）爆轟產物

：炸藥爆轟時，化學反應區反應終了瞬間的化學反應產物。它是計算爆轟反應熱效應的依據。

（2）爆炸產物

：

爆轟產物的進一步膨脹，或同外界空氣、岩石等其他物質相互作用，發生新的反應、生成的新的產物。（3）有毒氣體：

CO、

H2S、SO2和氮氧化物

在計算有毒氣體總量時，應將其他氣體折算成CO含量；其中氮氧化物的毒性係數為6.5，SO2、H2S的毒性係數為2.5。2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論13影響有毒氣體生成量的主要因素

A炸藥的氧平衡

B化學反應的完全程度C炸藥外殼為塗蠟紙殼

D爆破岩石內含硫

生成H2S、SO2等有毒氣體

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論14第四節炸藥熱化學參數

爆炸壓力爆溫爆熱爆容

1kg炸藥爆炸生成氣體產物換算為標準狀態下的體積稱為爆容（specificvolume）(單位:L/kg)。爆容越大，炸藥做功能力越強。

單位品質炸藥爆炸時所釋放的熱量稱為爆熱

（explosionheat）(單位:J/kg或kJ/kg)。爆炸瞬間固體炸藥變成氣體產物，這些產物來不及膨脹，爆炸已經結束，因而可以認為爆炸過程是定容過程。(explosiontemperature)指炸藥爆炸時放出的能量將爆炸產物加熱到的最高溫度。（explosionpressure）指當爆炸結束，爆炸產物在炸藥初始體積內達到熱平衡後的流體靜壓值。也有人將其定義為炮孔中裝藥爆炸完了瞬間炮孔壁上的壓力，故又稱為炮孔壓力。

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論15第五節炸藥感度

感度（sensitivity）指在外界能量的作用下，炸藥發生爆炸的難易程度。

起爆感度感度

炸藥對不同形式的外界能量作用所表現的感度是不一樣的。故不能簡單地以炸藥對某種起爆能的感度等效地衡量它對另一種起爆能的感度。衝擊波感度熱感度靜電感度火焰感度摩擦感度撞擊感度其他感度（sensitivitytoinitiation）(sensitivitytoshockwave）（electrostaticsensitivity）（sensitivitytoflame）（sensitivitytofriction）（sensitivitytoimpact）（sensitivitytoheat）2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論16熱感度和機械感度熱感度（sensitivitytoheat）是指在熱的作用下,炸藥發生爆炸的難易程度。

熱感度通常用爆發點（ignitionpoint）來表示.熱作用的方式主要有兩種：均勻加熱、火焰點火。

機械感度（1）撞擊感度（2）摩擦感度（sensitivitytoimpact）在機械撞擊的作用下，炸藥發生爆炸的難易程度稱為炸藥的撞擊感度。（sensitivitytofriction）在機械摩擦的作用下，炸藥發生爆炸的難易程度稱為炸藥的摩擦感度。2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論17炸藥的起爆感度起爆感度（sensitivitytoinitiation）

炸藥的起爆感度是指在其他炸藥（起爆藥、起爆具等）的爆炸作用下，猛炸藥發生爆轟的難易程度。凡能用1發8號工業雷管可靠起爆的炸藥稱其具有雷管感度；

凡不能用1發8號工業雷管可靠起爆的炸藥稱其不具有雷管感度。2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論18炸藥的殉爆殉爆（sympatheticdetonation）殉爆是指炸藥（主發藥包）發生爆炸時引起與它不相接觸的鄰近炸藥（被發藥包）爆炸的現象殉爆距離是指主發藥包爆炸時一定引爆被發藥包的兩藥包間的最大距離。殉爆距離（transmissiondistance）炸藥的殉爆能力用殉爆距離表示，單位一般為cm確定炸藥生產房間的安全距離（safetydistance），為廠房設計提供基本數據；改進工業炸藥的性質，提高在工程爆破時起爆或傳爆的可靠性。在採用炮孔法進行爆破工作時，為保證相鄰藥卷完全殉爆，對藥卷之間的殉爆距離有一定要求。裝藥時，應盡可能使相鄰藥卷緊密接觸，防止岩粉或碎石等惰性物質將藥卷隔開。因有惰性介質時，殉爆距離將明顯減小。研究殉爆的目的：2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論19殉爆距離的測定2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論20影響殉爆距離的因素

ABC裝藥密度

藥包外殼和連接方式藥量和藥徑

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論21影響炸藥感度因素

影響炸藥感度的因素

1炸藥溫度的影響2炸藥物理狀態與晶體形態的影響3炸藥顆粒度的影響5附加物的影響4裝藥密度的影響2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論22第六節炸藥起爆炸藥爆炸的能柵圖2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論23熱點起爆理論

熱點學說認為：炸藥在受到機械作用時，絕大部分的機械能量首先轉化為熱能。由於機械作用不可能是均勻的，因此，熱能不是作用在整個炸藥上，而只是集中在炸藥的局部範圍內，並形成熱點。在熱點處的炸藥首先發生熱分解，同時放出熱量，放出的熱量又促使炸藥的分解速度迅速增加。如果炸藥中形成熱點的數目足夠多，且尺寸又足夠大，熱點的溫度升高到爆發點後，炸藥便在這些點被激發併發生爆炸，最後引起部分炸藥乃至整個炸藥的爆炸。熱點起爆理論又稱熱點學說

熱點形成的原因:（1）炸藥內部的空氣間隙或者微小氣泡等在機械作用下受到了絕熱壓縮；（2）受磨擦作用後，在炸藥的顆粒之間、炸藥與雜質之間以及炸藥與容器內壁之間出現的局部加熱；（3）炸藥由於黏滯性流動而產生的熱點。熱點起爆理論2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論24第七節炸藥爆轟理論

波擾動在介質中的傳播稱為波。物質在外界的作用下狀態參數會發生一定的變化，物質局部狀態的變化稱為擾動

稀疏波壓縮波受擾動後波陣面上介質的壓力、密度均增大的波稱為壓縮波。受擾動後波陣面上介質的壓力、密度均減小的波稱為稀疏波或膨脹波。（pressurewave）（expansionwave）2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論25衝擊波的形成衝擊波（shockwave）

衝擊波是一種在介質中以超聲速傳播的並具有壓力突然躍升然後慢慢下降特徵的一種高強度壓縮波。

衝擊波形成原理示意圖

R—活塞與氣體的介面A—各個暫態的波陣面；P—管中空氣壓力2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論26衝擊波基本方程

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論27衝擊波特徵1）衝擊波的波速對未擾動介質而言是超音速的。2）衝擊波的波速對波後介質而言是亞音速的。3）衝擊波的波速與波的強度有關。由於稀疏波的侵蝕和不可逆的能量損耗，其強度和對應的波速將隨傳播距離增加而衰減。傳播一定距離後，衝擊波就會蛻變為壓縮波，最終衰減為音波。4）衝擊波波陣面上的介質狀態參數（速度、壓力、密度、溫度）的變化是突躍的，波陣面可以看做是介質中狀態參數不連續的間斷面。衝擊波後面通常跟有稀疏波。5）衝擊波通過時，靜止介質將獲得流速，其方向與波傳播方向相同，但流速值小於波速。6）衝擊波對介質的壓縮不同於等熵壓縮。衝擊波形成時，介質的熵將增加。7）衝擊波以脈衝形式傳播，不具有週期性。8）當很強的入射衝擊波在剛性障礙物表面發生反射時,其反射衝擊波波陣面上的壓力是入射衝擊波波陣面上壓力的8倍,由於反射衝擊波對目標的破壞性更大，因此在進行火工品車間.倉庫等有關設計時應儘量避免可能造成的衝擊波反射。2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論28炸藥爆轟波爆轟波（detonationwave）在炸藥中傳播的伴隨有快速化學反應區的衝擊波稱為爆轟波。

爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速。（detonationvelocity）爆速爆轟波特徵：①

爆轟波只存在於炸藥的爆轟過程中。爆轟波的傳播隨著炸藥爆轟結束而中止。②

爆轟波總帶著一個化學反應區，它是爆轟波得以穩定傳播的基本保證。習慣上把

0-2區間稱為爆轟波波陣面的寬度，其數值約0.1~1.0cm，視炸藥的種類而異。③爆轟波具有穩定性，即波陣面上的參數及其寬度不隨時間而變化,直至爆轟終了.2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論29爆轟波的結構波陣面2-2面為爆轟化學反應區的末端面，稱為爆轟波波陣面。常把滿足一定假設條件的理想爆轟波波陣面簡稱為C—J面

（Chapaman－Jouguetplane）C—J面爆轟波結構示意圖

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論30爆轟波的參數C—J面上爆轟產物的移動速度

爆轟壓力

C—J面上爆轟產物的比容

C—J面上爆轟產物的密度

C—J面上稀疏波相對於爆轟產物的速度

爆速

爆轟溫度

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論31凝聚炸藥爆轟反應機理ABC均勻灼燒機理

混合反應機理

不均勻灼燒機理

均勻灼燒機理又稱整體反應機理

化學反應在整個爆轟波波陣面上同時進行。混合反應機理又稱二次式多次反應機理

化學反應在化學反應區分步進行。整個壓縮層炸藥的溫度不是均勻地升高併發生灼燒，形成“起爆中心”或“熱點”並先發生化學反應，然後再傳到整個炸藥層。（三種途徑）①炸藥中含有的微小氣泡（氣體或蒸氣）在受到衝擊波壓縮作用時的絕熱壓縮；②由於衝擊波經過時炸藥的質點間或薄層間的運動速度不同而發生摩擦或變形；③爆炸氣體產物滲透到炸藥顆粒間的空隙中而使炸藥顆粒表面加熱.2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論32理想爆轟與穩定爆轟（limitingdiameter）區分:藥包極限直徑

藥包臨界直徑（criticaldiameter）理想爆轟非理想爆轟當任意加大藥包直徑和長度而爆轟波傳播速度仍保持穩定的最大值時，稱為理想爆轟。爆轟波以低於最大爆速的定常速度傳播時，則稱為非理想爆轟。2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論33爆轟波壓力及爆速的特性

混合炸藥爆轟波壓力隨時間的變化t1—第一次反應時間；t2—第二次反應時間；t0—炸藥被壓縮時間炸藥爆速隨藥包直徑變化2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論34側向擴散對反應區結構的影響

側向擴散對反應區結構的影響1—爆轟產物區；2—側向擴散影響區；3—有效反應區；4—未反應區（炸藥）5—擴散物前鋒位置；6—稀疏波（膨脹波）陣面；l—反應區寬度；a-a—衝擊波陣面2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論35不同藥包直徑側向擴散

對反應區結構影響

不同藥包直徑側向擴散對反應區結構影響示意圖l—反應區寬度l‘

—有效反應區寬度（a）不穩定傳爆（b）非理想爆轟穩定傳爆（c）理想炸轟2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論36第八節炸藥爆炸性能爆速（detonationvelocity）爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速

裝藥直徑藥包外殼裝藥密度炸藥粒度（影響因素）起爆沖能2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論37影響爆速的因素（1）炸藥爆速隨藥包直徑變化1—梯恩梯（）；2—梯恩梯/硝酸銨（50/50）（）；

3—梯恩梯（）；4—梯恩梯-硝酸銨（）；

5—硝酸銨-硝化甘油（）；6—硝酸銨（）2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論38影響爆速的因素（2）粒狀銨油炸藥爆速隨藥包直徑變化梯恩梯的裝藥密度對爆速的影響2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論39影響爆速的因素（3）混合炸藥裝藥密度對爆速的影響1—藥包直徑20mm；2—藥包直徑40mm2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論40溝槽效應及其影響因素溝槽效應（pipeeffect）溝槽效應，也稱管道效應、間隙效應，就是當藥卷與炮孔壁間存在有月牙形空間時，爆炸藥柱所出現的自抑制——能量逐漸衰減直至拒（熄）爆的現象。（影響因素）炸藥配方A物理結構B包裝條件C加工工藝D2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論41減少或消除溝槽效應的措施DCBA調整炸藥配方和加工工藝堵塞等離子體的傳播增大藥卷直徑化學技術EF沿藥包全長放置導爆索起爆採用散裝技術，使炸藥全部充填炮孔不留間隙2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論42炸藥爆速的測定測定方法導爆索法電測法高速攝影法①示波器記時法②數字式爆速儀測爆速法

2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論43導爆索法測爆速

導爆索法測爆速1—雷管；2—藥包；3—導爆索；4—鉛板2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論44示波器測定爆速示波器測定爆速（a）測定裝置；（b）螢光屏上波形1，2—探針；3—藥包；4—脈衝信號發生器電路；5—示波器；6—雷管；7—脈衝信號；8—時標2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論45炸藥的威力炸藥爆炸作功示意圖2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論46炸藥威力的測定方法（1）

鉛鑄擴孔法鉛鑄擴孔法

彈道臼炮法

爆破漏斗法2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論47炸藥威力的測定方法（2）

彈道臼炮法1——臼炮體2——標準室3——活塞式炮彈體鉛鑄擴孔法

彈道臼炮法

爆破漏斗法2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論48炸藥威力的測定方法（3）

鉛鑄擴孔法

彈道臼炮法

爆破漏斗法爆破漏鬥法2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論49炸藥的猛度及測定炸藥猛度（brisance）炸藥的猛度是指爆炸瞬間爆轟波和爆轟產物對鄰近的局部固體介質的衝擊、撞碰、擊穿和破碎能力。它表徵了炸藥的動作用。

1——導火索；2——雷管；3——炸藥；4——鋼片；5——鉛柱；6——鋼板；7——細繩；8——爆炸後的鉛柱炸藥猛度的測定方法2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論50聚能效應－現象聚能現象

聚能裝藥

聚能效應應用水面聚能流的形成2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論51聚能效應－裝藥聚能現象

聚能裝藥

聚能效應應用裝藥前端有空穴時聚能流的形成襯有金屬藥形罩的聚能裝藥及金屬射流的形式1—藥形罩（能聚罩）2—爆轟波陣面3—杵體4—射流2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論52聚能效應－應用聚能現象

聚能裝藥

聚能效應應用不同裝藥結構的鋼板穿孔能力（a）平底藥柱（b）帶有聚能穴的藥柱（c）帶有藥形罩的聚能藥柱（d）聚能藥柱與鋼板間有炸高距離2023-11-12第一章炸藥爆炸基本理論53本章思考題1、名詞解釋：緩慢分解、氧平衡、爆轟產物、爆炸產物、爆轟壓力、爆炸壓力、炸藥感度、殉爆距離、爆速、爆轟波、爆力、猛度、聚能效應、管道效應、臨界直徑、極限直徑、理想爆轟、穩定爆轟。2、什麼是化學爆炸的三要素？3、試述從緩慢分解到爆轟的轉化過程。4、試述氧平衡的分類、意義和在爆破工程中的應用。5、試述殉爆距離的測定方法、影響因素及研究意義。6、簡述炸藥感度的影響因素。7、試述機械作用下熱點形成機理。8、請描述爆轟波傳播過程和爆轟波結構。9、簡述影響爆速的因素。2023-11-12第二章工業炸藥54主要內容第二章

工業炸藥

2.1基本概念

2.2單質起爆藥與猛炸藥2.3硝銨類炸藥2.4煤礦許用炸藥（略）2.5其他工業炸藥（略）2.6

爆破器材銷毀方法簡介（略）：2023-11-12第二章工業炸藥55第一節基本概念

煙火劑發射藥猛炸藥混合炸藥起爆藥單質炸藥芳香族硝基化合物類炸藥硝化甘油類炸藥硝銨類炸藥按主要化學成分分類

按炸藥作用分類

按炸藥組成分類按工業炸藥使用條件分類

只准許在露天爆破工程中使用的炸藥

准許在地下和露天爆破工程中使用的炸藥，但不包括有瓦斯和礦塵爆炸危險的礦山

准許在一切地下和露天爆破工程中使用的炸藥，包括有瓦斯和礦塵爆炸危險的礦山炸藥的分類2023-11-12第二章工業炸藥56工程爆破對工業炸藥的基本要求

DCBA爆炸性能好，具有足夠的爆炸威力,以滿足不同礦岩的爆破需要.有適當的穩定貯存期。在規定的貯存期間內,不應變質失效.原料來源廣泛，價格便宜.

加工工藝簡單,操作安全.EF其組分配比應達到零氧平衡或接近於零氧平衡，以保證爆炸後有毒氣體生成量少，同時炸藥中應不含或少含有毒成分.具有較低的機械感度和適度的起爆感度，既能保證生產、貯存、運輸和使用過程中的安全，又能保證使用操作中方便順利的起爆.2023-11-12第二章工業炸藥57第二節單質起爆藥與猛炸藥CAB雷汞疊氮化鉛

二硝基重氮酚

單質起爆藥分子式結構式可表示為或

簡稱氮化鉛分子式結構式可表示為氮化鉛的熱感度較低，但起爆威力較大。

簡稱DDNP分子式

DDNP純品為黃色針狀結晶,火焰感度高於糊精氮化鉛而與雷汞相近。起爆力為雷汞的兩倍，是目前用量最大的單質起爆藥之一.2023-11-12第二章工業炸藥58

單質猛炸藥『1』A梯恩梯簡稱TNT

，即：三硝基甲苯純梯恩梯的熔點80.65℃。梯恩梯難溶於水，易溶於甲苯，熱安定性很高，梯恩梯能被火焰點燃，在密閉或堆量很大的情況下燃燒，可以轉化為爆炸。梯恩梯的機械感度較低，但如混入細砂類硬質摻合物時則容易引爆。梯恩梯也是一種有毒的物質，主要是引起中毒性肝炎和再生障礙性貧血，結果導致黃疸病、青紫病、消化功能障礙及紅、白血球減少等症，嚴重時可死亡。此外，還可以引起白內障，影響生育功能。2023-11-12第二章工業炸藥59

單質猛炸藥『2』B黑索金即：環三次甲基三硝胺

特屈兒是淡黃色晶體。

爆力500mL，猛度（25g藥量）16mm，爆速8300m/s。由於它的威力和爆速都很高，除用作雷管中的加強藥外，還可用作導爆索的藥芯或同梯恩梯混合製造起爆藥包。簡稱RDX

C特屈兒D太（泰）安簡稱PETN

即：季戊四醇四硝酸酯

黑索金機械感度比梯恩梯高。簡稱CE

太安是白色晶體，它的爆炸特性與黑索金相近，用途相同。即：三硝基苯甲硝胺2023-11-12第二章工業炸藥60

硝酸銨不能用雷管或導爆索起爆，主要缺點是具有較強的吸濕性和結塊性。為了提高硝酸銨的抗水性，可加入防潮劑：

第一類：憎水性物質（如松香、石蠟、瀝青和凡士林等）；

第二類：活性物質（如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等）。硝酸銨的結塊性與其吸濕性有密切關係：當硝酸銨顆粒吸濕以後，在顆粒表面逐漸形成飽和溶液膜，通過表面張力和毛細管作用，使飽和溶液膜在顆粒之間搭成“液橋”。隨著溫度的下降，從“液橋”中析出堅硬緻密的晶粒，並將硝酸銨顆粒牢固地粘結成塊狀。硝酸銨晶形的互變性質：通常，硝酸銨有正方形、菱形、菱形、斜六面體和正六面體五種晶形當溫度上升到32.3℃時，菱形晶體的體積增加3%，同時分裂成為菱形晶體。第三節硝銨類炸藥

硝酸銨（ammoniumnitrate）縮寫：AN

分子式：

NH4NO3氧平衡：＋19.98%

爆速：

100~2700m/s

臨界直徑：100mm硝酸銨與銅作用後生成安定性很差的亞硝酸鹽。2023-11-12第二章工業炸藥61AN吸濕、結塊過程

2023-11-12第二章工業炸藥62D/m·s-1

≥3200成分性能2號岩石銨梯炸藥硝酸銨85±1.5梯恩梯11±1.0木粉4±0.5

猛度≥12作功能力≥29殉爆距離≥5（amnonite）

由硝酸銨、梯恩梯和木粉三種成分組成。

1.硝酸銨是主要成分兼起氧化劑作用；

2.梯恩梯為敏化劑兼起還原劑作用；

3.木粉為疏鬆劑。銨梯炸藥

銨梯炸藥

密度0.95~1.10g·cm-3

mmmlcmD/m·s-1

2023-11-12第二章工業炸藥63銨油炸藥

銨油炸藥是由硝酸銨和燃料油為主要成分的粒狀或粉狀（添加適量木粉）爆炸性混合物，簡稱爆破劑。銨油炸藥（ammoniumnitratefueloilmixture/ANFOexplosive）銨油炸藥感度較低，並具有吸濕結塊性（粉狀品），故不能用於有水的工作面爆破。銨油炸藥的原材料主要有硝酸銨、柴油和木粉。粉狀銨油炸藥較合理的成分配比是硝酸銨：柴油：木粉=92：4：4。

2023-11-12第二章工業炸藥64銨油炸藥的種類A銨油炸藥B重銨油炸藥C膨化銨油炸藥D銨松蠟與銨瀝蠟炸藥銨松蠟銨瀝蠟炸藥

(AN-rosin-waxexplosive）銨松蠟銨瀝蠟炸藥

(AN-asphalt-waxexplosive)以硝酸銨、瀝青、石蠟為原料.以硝酸銨、松香、石蠟為原料.利用膨化硝酸銨代替普通結晶硝酸銨或多孔粒狀硝酸銨製備的銨油炸藥稱為膨化銨油炸藥。將W/O型乳膠基質按一定的比例摻混到粒狀銨油炸藥中，形成的乳膠與銨油炸藥摻和物，稱為重銨油炸藥（heavyANFO）。也稱為乳膠粒狀炸藥。（ANFOexplosive）見上一頁2023-11-12第二章工業炸藥65乳化炸藥的主要成分水少量添加劑油相材料密度調整劑氧化劑油包水型乳化劑成分

水和氧化劑組成乳化炸藥的分散相，又稱水相或內相.

一類非水溶性的有機物質，形成乳化炸藥的連續相，又稱外相.

微小氣泡封閉性夾帶氣體的固體微粒2023-11-12第二章工業炸藥66漿狀炸藥與水膠炸藥

漿狀炸藥是以氧化劑水溶液、敏化劑和凝聚劑為基本成分的抗水硝銨類炸藥。

區分:漿狀炸藥水膠炸藥

一般地說，水膠炸藥與漿狀炸藥沒有嚴格的界限，二者的主要區別在於使用不同的敏化劑。主要敏化劑是非水溶性的火炸藥成分、金屬粉和固體可燃物。主要敏化劑是採用水溶性的甲胺硝酸鹽。（SlurryExplosive）（WaterGelExplosive）2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法67主要內容第三章起爆器材與起爆方法3.1基本概念

3.2火雷管起爆法3.3導爆索起爆法3.4導爆管雷管起爆法3.5電力起爆法：2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法68第一節基本概念起爆材料（各種雷管）傳爆材料（導火索、導爆管

）

工程爆破中使用的起爆器材主要有：雷管、導火索、導爆索、導爆管、導爆管連接元件、繼爆管（detonatingrelay）和起爆藥柱等。

起爆器材的種類：（繼爆管、導爆索）

起爆能

炸藥雖然屬於不穩定的化學體系，但只有在一定的外界能量的作用下才能起爆，這種外界能量叫做起爆能。（initiationpower）起爆器材－－用於起爆炸藥的器材。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法69工業雷管雷管

雷管是管殼中裝有起爆藥，通過點火裝置使其爆炸而後引爆炸藥的裝置。（blastingcap）

工業雷管按其裝藥填量的多少分為10個等級號數愈大，起爆力愈強。

常用：8號雷管和6號雷管雷管號數

成分起爆藥加強藥藥量/g二硝基重氮酚雷汞三硝基間苯二酚鉛(氮化鉛)黑索金（或鈍化黑索金）特屈兒黑索金梯恩梯特屈兒梯恩梯6號雷管0.3±0.020.4±0.020.1±0.020.21±0.020.42±0.020.42±0.020.5±0.02—8號雷管0.3~0.36±0.020.4±0.020.1±0.020.21±0.020.7~0.72±0.020.7~0.72±0.020.7~0.72±0.020.7~0.72±0.022023-11-12第三章起爆器材與起爆方法70常用工業雷管工程爆破中常用的工業雷管有：火雷管、和非電雷管等。普通電雷管、磁電雷管、數碼電子雷管電雷管瞬發電雷管、秒與半秒延期電雷管、毫秒延期電雷管等工業雷管兩個方面的要求：（1）技術條件方面的要求（2）生產經濟條件方面的要求2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法71起爆方法分類火雷管起爆法導爆管雷管起爆法電雷管起爆法數碼電子雷管起爆法

電力起爆法無線起爆法雷管起爆法導爆索起爆法藥包起爆法非電起爆法2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法72第二節火雷管起爆法

火雷管起爆法是利用導火索傳遞火焰引爆雷管再起爆炸藥的一種方法，又稱導火索起爆法、火花起爆法。火雷管起爆材料由導火索、火雷管和點火材料3部分組成。

火雷管結構示意圖1—管殼；2—傳火孔；3—加強帽；4—正起爆藥；5—加強藥；6—聚能穴2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法73導火索工業導火索結構示意圖1—芯線；2—索芯；3—內層線；4—中層線；5—防潮層；6—紙條層；7—外線層；8—塗料層

工業導火索在外觀上一般呈白色，其外徑一般為5.2~5.8mm，藥芯藥量一般為7~8g/m。燃燒速度為100~125s/m。為了保證可靠地引爆火雷管，導火索的噴火強度（噴火長度）不小於40mm。導火索在燃燒過程中不應有斷火、透火、外殼燃燒、速燃和爆燃等現象。導火索的燃燒速度和燃燒性能是導火索品質的重要標誌。導火索還應具有一定的防潮耐水能力：在1m深的常溫靜水中浸泡4h後，其燃速和燃燒性能不變。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法74點火筒點火棒點火線自製導火索段點火材料ABCD（點火材料）2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法75火雷管起爆法施工工藝A

起爆雷管的製作。

B

起爆藥包的製作。

C

點火時的施工工藝：1.單人點火時，一人連續點火的根數（或分組一次點火的組數）；地下爆破不得超過5根（組），露天爆破不得超過10根（組）；

2.導火索長度應保證點完導火索後，人員能撤至安全地點，但最短不得短於1.2m。

3.從最後炮響算起，應超過5min方准許檢查人員進入爆破作業地點；

4.

如不能確認有無盲炮，應經15min後才能進入爆區檢查。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法76震源導爆索鉛銻管導爆索油井導爆索安全導爆索普通導爆索導爆索的分類第三節導爆索起爆法導爆索

導爆索是用單質猛炸藥黑索金或太安作為索芯，用棉、麻、纖維及防潮材料包纏成索狀的起爆器材。

導爆索可以直接引爆工業炸藥，用導爆索組成的起爆網路可以起爆群藥包，但導爆索網路本身需要雷管先將其引爆。導爆索起爆法屬非電起爆法。123542023-11-12第三章起爆器材與起爆方法77繼爆管的作用與結構

繼爆管是一種專門與導爆索配合使用，具有毫秒延期作用的起爆器材。繼爆管繼爆管結構示意圖a單向繼爆管；b雙向繼爆管1—消爆管；2—大內管；3—外套管；4—延期藥；5—加強帽；6—正起爆藥；7—副起爆藥；8—導爆索；9—連接管2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法78導爆索起爆網路（1）

導爆索並聯網路（a）並簇聯；（b）分段並聯1—起爆雷管；2—主導爆索；3—支導爆索；4—引爆索；5—藥包2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法79導爆索起爆網路（2）

導爆索串聯網路1—雷管；2—導爆索；3—藥包

雙向分段並聯網路1—雷管；2—主導爆索；3—支導爆索4—被引爆索；5—藥包2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法80導爆索起爆網路（3）

排間毫秒微差1—起爆雷管2—繼爆管3—導爆索4—藥包導爆索—繼爆管網路圖1—起爆雷管；2—導爆索；3—雙向繼爆管4—藥包2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法81導爆索起爆網路施工技術1.導爆索連接方式（a）搭接；（b）扭接；（c）T形結；（d）水手結3.導爆索與炸藥的連接2.導爆索連接技術

2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法82第四節導爆管雷管起爆法

導爆管雷管起爆法利用導爆管傳遞衝擊波引爆雷管，進而直接或通過導爆索起爆法起爆工業炸藥。屬非電起爆法。塑膠導爆管1.結構3.性能2.傳爆原理2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法83導爆管雷管a.非電毫秒雷管結構示意圖1—塑膠導爆管2—塑膠連接套3—消爆空腔

4—空信帽5—延期藥6—加強帽7—正起爆藥

8—副起爆藥9—金屬管殼b.卡口塞放大圖1—連通管2—導爆管3—管殼限位臺階

4—導爆管限位臺階5—噴孔c.裝入炮孔內的導爆管雷管及段別圖示法圖例右上方（6）表示6段2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法84導爆管連接元件（1）1.連接塊帶傳爆雷管的連接塊圖(a)

連接塊及導爆管連通裝配圖(b)

帶雷管的連接點圖示法圖例1—塑膠連接塊主體；2—傳爆雷管；3—主爆導爆管；4—被爆導爆管2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法85導爆管連接元件（2）2.連通器分岔式連通器集束式連通器單向反射式聯接點圖示法圖例正向分流式聯接點圖示法圖例單向反射式四通連通器示意圖2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法86導爆管激發元件

在導爆管爆破網路圖示中，擊發元件主要是在起爆點處才標注，擊發元件的標示如圖：激發起爆點圖示法圖例能夠引爆導爆管的器材統稱起爆元件。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法87導爆管起爆法網路連接形式（1）1.簇連法2.並串聯連接法

3.閉合網路連接法

1.導爆管簇連起爆網路連聯接示意圖2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法88導爆管起爆法網路連接形式（2）2.2導爆管並串聯起爆網路（連接塊）示意圖

2.1導爆管並串聯起爆網路（連通器）示意圖

1.簇連法2.並串聯連接法

3.閉合網路連接法

2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法89導爆管起爆法網路連接形式（3）3.閉合起爆網路（反射四通）連接示意圖1.簇連法2.並串聯連接法

3.閉合網路連接法

2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法90導爆管毫秒爆破網路（1）

1.孔外微差爆破網路3.孔內外微差爆破網路

2.孔內微差爆破網路孔外接力起爆網路A—主傳爆幹線；B—搭線支線；炮孔內裝10段2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法91導爆管毫秒爆破網路（2）

1.孔外微差爆破網路3.孔內外微差爆破網路

2.孔內微差爆破網路孔內、外不同段接力起爆網路2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法92導爆管起爆網路施工技術

ABC一般施工要求網格式閉合網路的施工技術捆聯網路的施工技術

2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法93第五節電力起爆法

電力起爆法就是利用電能引爆電雷管進而直接或通過其他起爆方法起爆工業炸藥的起爆方法。

構成電力起爆法的器材有：

電雷管、導線、起爆電源和測量儀錶。電力起爆法2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法94電雷管的種類（1）

一、瞬發電雷管

瞬發電雷管結構1-腳線；2-管殼；3-密封塞；4-紙墊；5-橋絲；6-引火頭；7-加強帽；8-二硝基重氮酚；9-正起爆藥；10-副起爆藥2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法95二、秒延期電雷管三、毫秒延期電雷管

秒延期電雷管結構1-蠟紙；2-排氣孔；3-精製導火索毫秒延期電雷管結構1-塑膠塞；2-延期內管；3-延期藥；4-加強帽電雷管的種類（2）

2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法96電雷管的種類（3）

四、抗雜散電流電雷管五、安全電雷管六、數碼電子雷管（1）無橋絲抗雜毫秒電雷管（2）低阻橋絲式抗雜電雷管。（3）電磁雷管。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法97電雷管的主要性能參數（1）

（1）電阻

電雷管的橋絲電阻與腳線電阻之和，又稱全電阻。（2）最高安全電流（3）最低准爆電流

給單發電雷管通恒定直流電5min，能把20發測試雷管全起爆的最低電流稱為電雷管的最低准爆電流。

給單發電雷管通恒定直流電5min，20發測試雷管均不會起爆的最高電流稱為電雷管的最高安全電流。最高安全電流的實際意義在於保證爆破作業的安全進行；在設計爆破專用儀錶時，作為選用儀錶輸出電流的依據。按安全規程規定，取30mA作為設計採用的最高安全電流值，故一切電雷管的測量儀錶，其工作電流不得大於此值。

（4）點燃時間td和傳導時間tc

點燃時間td是橋絲通電到引火點燃所需的時間；傳導時間tc是即發電雷管從引火藥點燃到電雷管爆炸所經歷的時間。定義電雷管的爆炸反應時間tf

＝td＋tc2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法98電雷管的主要性能參數（2）

（5）點燃起始能kd

點燃起始能或稱發火沖能，是使電雷管引火頭發火的最小電流起始能，即電流起始能的最低值。（6）串聯成組電雷管的准爆條件為了保證串聯成組電雷管的准爆，必須要滿足條件：2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法99電雷管的主要性能參數（3）

（7）工程應用中成組電雷管的准爆條件①

成組電雷管同網起爆時，流經每個電雷管的電流應滿足：

一般爆破，交流電不小於2.5A,直流電不小於2A；硐室爆破，交流電不小於4A，直流電不小於2.5A。這就是電爆網路單個電雷管的最低電流准爆值：I准。②

電爆網路同網起爆應使用同廠、同批、同規格產品，電雷管的電阻差值不得大於產品說明書的規定，也就是每個電雷管的電阻值應是相近或相等的。

各雷管的電阻差值一般不得大於0.25Ω。③

在混合電爆網路中要求各串（並）組電阻差值一般不得大於5%，也就是各串（並）組電雷管數目最好相等，在設計和安裝電爆網路時，電雷管在平面呈矩陣排列，橫豎都成行（列）。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法100導線、起爆電源

主線區域線連接線端線一、導線二、起爆電源

屬於直流式起爆電源。起爆器有手搖發電機起爆器和電容式起爆器兩種。ABC電池

交流電源起爆器包括乾電池和蓄電池。電池屬於直流電。

即工頻交流電。有220V的照明電和380V的動力電。2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法101電爆網路及計算（1）

一、串聯二、並聯=Rm+nR’

2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法102電爆網路及計算（2）

三、混聯b.串並聯a.並串聯2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法103電爆網路及計算（3）

四、電爆網路最大起爆能力與最佳連接計算A、混聯電爆網路的最大起爆能力計算令得同理該函數式中，m是N的函數，對m求導可得：網路總電雷管數則為：2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法104電爆網路及計算（4）

B、混聯電爆網路的最大連接數計算令得同理該函數式中，m是i的函數，對m求導可得：四、電爆網路最大起爆能力與最佳連接計算2023-11-12第三章起爆器材與起爆方法105

電力起爆網路儀錶電、起爆電源雷電靜電感應電流高壓電、射頻電雜散電流早爆因素二、電力起爆中早爆事故及預防一、電爆網路施工技術

武漢理工大學《爆破工程》精品課程2023-11-12第四章爆破工程地質107主要內容第四章爆破工程地質4.1岩石基本性質4.2岩石中應力衝擊波4.3岩石分級4.4地質條件對爆破影響4.5爆破對工程地質條件影響4.6爆破工程地質堪察

（略）：2023-11-12第四章爆破工程地質108第一節岩石基本性質岩石波阻抗孔隙率容重岩石風化程度密度（density）（Bulk

density）（porousness）（waveimpedance）

岩石波阻抗為岩石中縱波波速（C）與岩石密度的乘積。物理性質2023-11-12第四章爆破工程地質109

岩石主要力學性質岩石風化程度A力學性質BD岩石的變形特徵C岩石的強度特性彈性模量E泊松比①單軸抗壓強度②單軸抗拉強度③抗剪強度①彈性②塑性③脆性（Elasticmodulus）（Poisson’sratio）2023-11-12第四章爆破工程地質110第二節岩石中應力波應力波

岩石在急劇變化的載荷作用下，既產生運動，又產生變形。其質點便失去原來的平衡而發生變形和位移，而形成擾動。一個質點的擾動必將引起相鄰質點的擾動。這種擾動的傳播叫做波；同時，變形將引起質點之間的應力和應變，這種應力、應變的變化的傳播叫做應力波或應變波。

由衝擊端面產生的變形

2023-11-12第四章爆破工程地質111勒夫波瑞利波縱波橫波波的種類根據波的傳播位置

體積波表面波在介質內部傳播的波只沿介質體的邊界面傳播的波根據介質質點振動方向波同擾動傳播方向垂直同波的傳播方向一致介質質點沿橢圓形軌跡運動介質體表面質點在垂直於波的傳播方向成水準橫向振動2023-11-12第四章爆破工程地質112應力波引起的介質變形應力波引起的介質變形（a）縱波；（b）橫波；（c）勒夫波；（d）瑞利波；（e）瑞利波質點運動方向2023-11-12第四章爆破工程地質113應力波疊加

波的疊加性

當兩個擾動同時傳到某一點時，那麼這點的總狀態參量等於兩個擾動分別抵達這點的代數和，這便叫波的疊加性。波的疊加性

順、逆兩波遇疊加,便成為一個合成狀態波。2023-11-12第四章爆破工程地質114應力波反射和透射（1）(A)應力波從交界面垂直入射時

，

不產生波的反射。①②有反射波，也有透射波③④入射壓縮波全部反射成拉伸波，而沒有透射波產生⑤既有透射壓縮波，又有反射拉伸波。時

時

時

時

疊加的結果使交界面處的應力值為入射應力波的兩倍，此交界面即為固定端。縱波垂直入射2023-11-12第四章爆破工程地質115應力波反射和透射（2）(B)應力波向交界面傾斜入射，

縱波傾斜入射2023-11-12第四章爆破工程地質116表面波和地震波

地震波是質點作週期性振動的彈性波，是質點作諧振動而形成的正弦波。

BC瑞利波

勒夫波

地震波

瑞利波是沿自由面傳播的表面波。波通過時，自由面上質點在垂直的射線平面內作反向橢圓運動，長軸垂直自由面，短軸平行自由面。

勒夫波是在層狀岩石中沿層面傳播的表面波。其中質點在垂直傳播方向的水準橫向方向上作剪切形式的振動，沒有垂直運動分量。A與天然地震比較，爆炸地震的特點是：震源能量小，影響範圍不大，持續時間短，頻率高，其強度、傳播方向和持續時間能預計並加以控制。

地震波的破壞作用主要絕對於質點振速。2023-11-12第四章爆破工程地質117爆炸衝擊動荷載對岩石的加載作用

爆炸衝擊動荷載對岩石的加載作用與靜載相比，有如下幾個特點：1衝擊荷載作用下形成的應力場（應力分佈及大小）與岩石性質有關；靜載則與岩性無關。3爆炸荷載在傳播過程中，具有明顯的波動特性，其質點除失去原來的平衡位置而發生變形和位移外，尚在原位不斷波動。2衝擊加載是暫態性的，一般為毫秒級；靜載則通常超過10s。

2023-11-12第四章爆破工程地質118第三節岩石分級土壤及岩石分類岩石可鑽性分級不僅可以確定工程所在岩石的開挖方法、判斷岩石爆破的難易程度，而且可以作為計算承包單價、編制投標書的依據。岩石可爆性分級岩石可鑽性是表示鑽鑿炮孔難易程度的一種岩石堅固性指標。（Drillability）（Blastability）

岩石可爆性（或稱爆破性）表示岩石在炸藥爆炸作用下發生破碎的難易程度。它是動載作用下岩石物理力學性質的綜合體現。2023-11-12第四章爆破工程地質119第四節地質條件對爆破的影響在進行具體的爆破設計時，下述設計計算參數的選取與岩性有密切的關係：DCBA爆破安全計算中的不逸出半徑、地表破壞圈範圍，以及爆破振動計算中的有關係數。各種岩石的爆後鬆散係數，拋擲堆積計算的拋距係數和塌散係數。單位炸藥消耗量的確定炸藥品種選擇E進行爆破漏斗及方量計算時採用的壓縮圈係數、上破裂線係數、預留保護層厚度係數、藥包間排距係數。2023-11-12第四章爆破工程地質120對爆破的影響的有關地質ABC結構面

特殊地質條件地形

2023-11-12第四章爆破工程地質121第五節爆破對工程地質條件影響爆破對水文地質條件影響

ABC爆破對保留岩體破壞爆破對邊坡穩定性影響

武漢理工大學《爆破工程》精品課程2023-11-12第五章岩石爆破理論123主要內容第五章岩石爆破理論

5.1岩石爆破破壞基本理論

5.2單個藥包爆破作用5.3延長裝藥爆破作用5.4成組藥包爆破時岩石破壞特徵5.5炸藥起爆能量平衡原理與裝藥量計算5.6影響爆破作用的主要因素：2023-11-12第五章岩石爆破理論124爆炸生成氣體產物的膨脹作用

爆生氣體膨脹作用理論

爆炸應力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應力波綜合作用理論第一節岩石爆破破壞基本理論（1）

2023-11-12第五章岩石爆破理論125反射拉應力波破壞作用爆生氣體膨脹作用理論

爆炸應力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應力波綜合作用理論(a)入射壓力波波前；(b)反射拉應力波波前

岩石爆破破壞基本理論（2）2023-11-12第五章岩石爆破理論126爆生氣體膨脹作用理論

爆炸應力波反射拉抻作用理論爆生氣體和應力波綜合作用理論

岩石爆破破壞基本理論（3）

爆生氣體和應力波綜合作用理論的實質：

哈努卡耶夫把岩石按波阻抗值分為三類：(1)

第一類岩石屬於高阻抗岩石。其波阻抗為15~25MPa·s/m.這類岩石的破壞，主要取決於應力波，包括入射波和反射波。(2)

第二類岩石屬於中阻抗岩石。其波阻抗為5~15MPa·s/m。這類岩石的破壞,主要是入射應力波和爆生氣體綜合作用的結果(3)

第三類岩石屬於低阻抗岩石。其波阻抗小於5MPa·s/m。這類岩石的破壞，以爆生氣體形成的破壞為主。

岩體內最初裂隙的形成是由衝擊波或應力波造成的，隨後爆生氣體滲入裂隙並在准靜態壓力作用下，使應力波形成的裂隙進一步擴展。爆生氣體膨脹的准靜態能量，是破碎岩石的主要能源。2023-11-12第五章岩石爆破理論127

爆炸應力波反射拉抻作用理論

的試驗基礎

水泥板的爆轟破壞1—空氣衝擊波波陣面；2—水泥板中衝擊波波陣面；3—水泥板岩石杆件的爆破

板件爆破試驗1—裝藥孔2—破碎區3—拉裂區4—震動區2023-11-12第五章岩石爆破理論128

第二節單個藥包爆破作用爆破的內部作用1—徑向裂隙2—環向裂隙Rc－藥包半徑；Rp－粉碎區半徑；Rc－破裂區半徑內部作用

（1）粉碎區（壓縮區）（2）裂隙區（破裂區）徑向裂隙和環向裂隙的形成原理徑向壓縮引起的切向拉伸

2023-11-12第五章岩石爆破理論129

單個藥包爆破外部作用（1）外部作用（1）反射拉伸波引起自由面附近岩石的片落

霍普金森效應的破碎機理A—應力波合成的過程；B—岩石表面片落過程2023-11-12第五章岩石爆破理論130

單個藥包爆破外部作用（2）外部作用（2）反射拉伸波引起徑向裂隙的延伸

反射拉伸波對徑向裂隙的影響2023-11-12第五章岩石爆破理論131主應力

1和

2

的作用方向

單個藥包爆破外部作用（3）外部作用（3）自由面影響下的應力場分析

岩體中任一點A的應力分析拉伸應力

2達到極大值時

1和

2的方向

2023-11-12第五章岩石爆破理論132炸藥在岩石中爆破的破壞過程

炸藥爆炸後衝擊波徑向壓縮階段.A第一階段

爆炸氣體膨脹，岩石受爆炸氣體超壓力的影響，在拉伸應力和氣楔的雙重作用下，徑向初始裂隙迅速擴大。C第三階段

對應力波反射引起自由面處的岩石片落。B第二階段2023-11-12第五章岩石爆破理論133炸藥在岩石中爆破的破壞模式主要的五種破壞模式12徑向裂隙作用；3卸載引起的岩石內部環狀裂隙作用；5爆炸氣體擴展應力波所產生的裂隙。4反射拉伸引起的“片落”和引起徑向裂隙的延伸；炮孔周圍岩石的壓碎作用；2023-11-12第五章岩石爆破理論134爆破漏斗爆破作用指數n：它是爆破漏斗半徑r和最小抵抗線W的比值，即：爆破作用指數（craterindex）2023-11-12第五章岩石爆破理論135dcba標準拋擲爆破漏斗

加強拋擲爆破漏斗

減弱拋擲爆破漏斗（也稱加強鬆動爆破漏斗）鬆動爆破漏斗n>1.00.75<n<1.0n=1.0n<0.75爆破漏斗的基本形式2023-11-12第五章岩石爆破理論136第三節延長裝藥爆破作用裝藥垂直自由面的爆破漏斗裝藥傾斜自由面的爆破漏斗裝藥平行自由面的爆破漏斗

當藥包的長度和它橫載面的直徑（或最大邊長）之比值大於某一值時，叫做延長藥包。

延長藥包（extendedcharge）2023-11-12第五章岩石爆破理論137第四節成組藥包爆破時岩石破壞特徵

當相鄰兩藥包齊發爆破時，在沿炮孔連心線上的應力得到加強，而在炮孔連心線中段兩側附近則出現應力降低區。相鄰炮孔應力波相遇疊加相鄰炮孔中心連線上准靜態拉應力分析

（a）單個A孔產生的切向伴生拉應力

（b）單個B孔產生的切向伴生拉應力（c）兩孔合成的切向伴生拉應力2023-11-12第五章岩石爆破理論138應力降低的分析多排成組藥包的齊發爆破效果不好，得不到實際使用。應力降低的分析圖2023-11-12第五章岩石爆破理論139

第五節能量平衡原理與裝藥量計算

外部藥包效應相似法則體積法則2023-11-12第五章岩石爆破理論140

能量平衡原理與裝藥量計算（2）

體積法則相似法則

在一定的炸藥和岩石條件下，爆落的土石方體積同所用的裝藥量成正比，即：Q=KV

如果藥包是集中藥包,標準拋擲爆破時爆破作用指數n的值為1，即：r=W所以，爆破漏斗體積的大小為：標準拋擲爆破的裝藥量可以認為是：於是：f(n)為爆破作用指數函數（functionofcraterindex）

2023-11-12第五章岩石爆破理論141利文斯頓爆破漏斗理論

利文斯頓爆破漏鬥示意圖利文斯頓將岩石爆破時的變形和破壞形態分為四種類型：（1）彈性變形（4）空氣中爆炸（2）衝擊破壞（3）碎化破壞相關名詞解釋：臨界深度，最適宜深度，轉折深度。2023-11-12第五章岩石爆破理論142集中藥包裝藥量計算

鮑列斯闊夫提出的經驗公式（適用於拋擲爆破裝藥量的計算

）：集中藥包拋擲爆破裝藥量的計算通式：鬆動爆破的裝藥量公式可以表示為：2023-11-12第五章岩石爆破理論143延長藥包裝藥量計算

AB延長藥包垂直於自由面

延長藥包平行於自由面

2023-11-12第五章岩石爆破理論144單位炸藥的耗藥量

Kb指單個集中藥包形成標準拋擲爆破漏斗（n=1）時，爆破每1m3岩石或土壤所消耗的2號岩石銨梯炸藥的品質，稱作標準拋擲爆破單位用藥量係數，簡稱標準單位用藥量係數。

Ks則是指單個集中藥包形成鬆動爆破漏斗時（一般n<0.75），爆破每1m3岩石或土壤所消耗的2號岩石銨梯炸藥的品質，稱作鬆動爆破單位用藥量係數。需要強調的符號含義：2023-11-12第五章岩石爆破理論145Kb與Ks的選取

A查表B工程類比C試驗對於普通的岩土爆破工程，Kb和Ks的值可由相關表格中查出；採用標準拋擲爆破漏斗試驗確定Kb

的值。參照條件相近工程的單位用藥量係數確定Kb和Ks的值；標準拋擲爆破漏斗試驗中Kb的計算：2023-11-12第五章岩石爆破理論146群藥包的單位耗藥量

上頁所提到的

Kb與

Ks都只是單個集中藥包爆破時裝藥量與所爆落岩體體積之間的一個關係係數。

當群藥包共同作用時，群藥包的總裝藥量與群藥包一次爆落的岩體總體積的比值稱為單位耗藥量，簡稱炸藥單耗，用字母q來表示，即：

炸藥單耗2023-11-12第五章岩石爆破理論147

最小抵抗線原理（1）

最小抵抗線方向——

最小抵抗線原理——破碎和拋擲、堆積的主導方向。拋擲、堆積同最小抵抗線的關係。

各種爆破方法的最小抵抗線2023-11-12第五章岩石爆破理論148

最小抵抗線原理（2）

適於集中拋擲堆積的凹形地形改變最小抵抗線的輔助藥包2023-11-12第五章岩石爆破理論149

最小抵抗線原理（3）

藥包位置與起爆順序對最小抵抗線方向的影響最小抵抗線的指向是岩石破碎、拋擲和產生飛石的主導方向.應特別注意該方向的選擇和安全防護。施工時應認真測量核實最小抵抗線W的大小和指向。由於裝藥量Q與W的3次冪有關,W值的錯誤測算往往會導致嚴重的爆破事故。2023-11-12第五章岩石爆破理論150毫秒爆破作用理論

它是利用毫秒雷管（millIseconcondMS）或其他毫秒延期引爆裝置，將同一網路的裝藥分組，以毫秒級的時間間隔進行順序起爆的方法。毫秒爆破（MSblasting）毫秒爆破又稱微差爆破或毫秒微差爆破.2023-11-12第五章岩石爆破理論151毫秒爆破作用機理CBA3.

剩餘應力疊加2.

形成新的自由面1.

應力波相互干涉DE4.

岩塊碰撞輔助破碎5.

毫秒爆破的減振作用2023-11-12第五章岩石爆破理論1521）我國長沙礦冶研究院提出的公式：

△t=(20~40)Wo/f2