爆破工程教材21-30

1、炸 藥 感 度炸藥感度一般概念在外界能量的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為感度。能夠激發(fā)炸藥發(fā)生爆炸的能量有熱能、電能、光能、機械能、沖擊波能或輻射能等多種形式。通常根據(jù)外界作用于炸藥能量的形式將炸藥的感度分為假設干類型，如熱感度、火焰感度、摩擦感度、撞擊感度、起爆感度、沖擊波感度、靜電感度等。炸藥對不同形式的外界能量作用所表現(xiàn)的感度是不一樣的，也就是說，炸藥的感度與不同形式的起爆能并不存在固定的比例關系。因此，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。在工程實踐中，人們在需要高感度炸藥的同時，又希望炸藥具有低感度的特性。也就是說，希望炸藥在使用的時候具有高感度，以

2、保證起爆和傳爆的可靠性；而在生產(chǎn)、貯存、運輸?shù)确鞘褂脠龊?，希望炸藥又具有低感度，以確保平安。根據(jù)需要，人們把炸藥的感度又分為“使用感度和“危險感度。所謂使用感度是指炸藥在預定起爆方式所施加的起爆能的作用下發(fā)生爆炸反響的難易程度。對于爆破作業(yè)人員來說，一般都希望炸藥在使用時具有較高的使用感度，以減少炸藥拒爆的概率，有效地防止盲炮事故。所謂危險感度那么是指炸藥在外界施加的各種非正常起爆能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度。無論是炸藥的生產(chǎn)者還是使用者，都希望炸藥具有較低的危險感度，以保證炸藥在生產(chǎn)、運輸、搬運和貯存等非使用環(huán)節(jié)的平安，防止發(fā)生意外爆炸事故。炸藥熱感度炸藥的熱感度是指在熱的作用下，炸藥發(fā)生爆

3、炸的難易程度。熱作用的方式主要有兩種：均勻加熱和火焰點火，習慣上把均勻加熱時炸藥的感度稱為熱感度，把火焰點火時的炸藥感度稱為火焰感度。炸藥的熱感度通常用爆發(fā)點來表示。爆發(fā)點是炸藥在一定的受熱條件下，經(jīng)過一定的延滯期發(fā)生爆炸時加熱介質(zhì)的最低溫度。很顯然，爆發(fā)點越高，那么說明該炸藥的熱感度越低。在工業(yè)生產(chǎn)中，用爆發(fā)點測定儀來測定炸藥的爆發(fā)點，做爆發(fā)點量測試驗時延滯期一般取為標準。表列出了幾種炸藥的爆發(fā)點。表幾種炸藥的爆發(fā)點炸藥名稱爆發(fā)點炸藥名稱爆發(fā)點系列乳化炸藥硝酸銨號巖石銨梯炸藥黑火藥號露天銨梯炸藥黑索金號煤礦銨梯炸藥特屈兒號煤礦銨梯炸藥梯恩梯硝化甘油炸藥二硝基重氮酚雷管的起爆藥均具有較高的火焰

4、感度。在敞開環(huán)境下，一般少量的工業(yè)炸藥包括黑火藥用火焰點燃時通常只發(fā)生不同程度的燃燒?；鹧娓卸扔蒙舷蘧嚯x和下限距離表示。用導火索點燃裝入加強帽中的炸藥，上限距離是發(fā)火的最大距離，下限距離那么是不發(fā)火的最小距離。炸藥機械感度炸藥的機械感度是指炸藥在機械作用下發(fā)生爆炸的難易程度。機械作用的形式很多，如撞擊、摩擦、針刺等，其中撞擊和摩擦是最為常見的兩種形式。撞擊感度在機械撞擊的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥的撞擊感度。圖立式落錘儀落錘；撞擊器；鋼砧；水泥根底；上擊柱；炸藥；導向套；下?lián)糁?；底座炸藥?撞 擊 感 度 通 常 借 助 于 立 式 落 錘儀 測 定圖。測定的根本步驟是將一定質(zhì)量的

5、炸藥試樣或放在擊發(fā)裝置內(nèi)，讓一定質(zhì)量的落錘或自規(guī)定的高度或自由落下，撞擊擊發(fā)裝置內(nèi)的炸藥試樣，根據(jù)火花、煙霧或聲響結果來判斷炸藥試樣是否發(fā)生爆炸。撞擊次后，計算該炸藥試樣的爆炸概率，并用來表示炸藥試樣的撞擊感度。次試驗中發(fā)生爆炸的次數(shù) 摩擦感度在機械摩擦的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥摩擦感度。炸藥摩擦感度的測定采用擺式摩擦儀，裝置如圖所示。測定時將一定質(zhì)量的炸藥試樣或裝入上下滑柱間，通過裝置給上下滑柱施加規(guī)定的靜壓力。擺錘重。擺角可根據(jù)炸藥的感度取、或。釋放擺錘，擺錘打擊擊桿，上下滑柱產(chǎn)生水平相對位移，摩擦炸藥試樣，判斷炸藥試樣是否爆炸。試驗次，按式計算炸藥試樣的爆炸概率，并用來表示

6、炸藥試樣的摩擦感度。用爆炸概率表示炸藥感度的試驗測定方法稱為爆炸概率法。表為幾種炸藥的撞擊感度和摩擦感度。表幾種炸藥的撞擊感度和摩擦感度炸藥名稱系列乳化炸藥號巖石銨梯炸藥硝化甘油炸藥黑索金特屈兒黑火藥梯恩梯撞擊感度摩擦感度起爆感度與殉爆距離起爆感度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(fā)生爆轟的難易程度。猛炸藥對起爆藥爆轟的感度，一般用最小起爆藥量來表示，即在一定的試驗條件下，圖擺式摩擦儀實驗示意圖擺式摩擦儀；局部放大圖擊桿；擺錘；角度標盤；上、下滑柱；油壓機；壓力計；炸藥試樣；頂桿；滑柱套；壓力施加方向；擺錘打擊方向能引起猛炸藥完全爆轟所需的最小起爆藥量。最小起爆藥

7、量越小，那么說明猛炸藥對起爆藥的爆轟感度越高；反之，最小起爆藥量越大，那么說明猛炸藥對起爆藥的爆轟感度越低。對于一些起爆感度較低的工業(yè)炸藥，如銨油炸藥，用少量的起爆藥如發(fā)號工業(yè)雷管是難以使其可靠爆轟的。這類炸藥的爆轟感度不能用最小起爆藥量來表示，而只能用威力較大的起爆藥柱的最小質(zhì)量來表示。在工程爆破中，習慣上用雷管感度來區(qū)分工業(yè)炸藥的起爆感度。凡能用發(fā)號工業(yè)雷管可靠起爆的炸藥稱其具有雷管感度，凡不能用發(fā)號工業(yè)雷管可靠起爆的炸藥稱其不具有雷管感度。殉爆距離炸藥的殉爆現(xiàn)象炸藥主發(fā)藥包發(fā)生爆炸時引起與它不相接觸的鄰近炸藥被發(fā)藥包爆炸的現(xiàn)象，稱為殉爆。殉爆在一定程度上反映了炸藥的起爆感度。主發(fā)藥包爆炸

8、時一定引爆被發(fā)藥包的兩藥包間的最大距離，稱為殉爆距離。炸藥的殉爆能力用殉爆距離表示，單位一般為厘米。研究殉爆的目的在于：確定炸藥生產(chǎn)工作間的平安距離，為廠房設計提供根本數(shù)據(jù)；改良工業(yè)炸藥的性質(zhì)，提高在工程爆破時起爆或傳爆的可靠性。在采用炮孔法進展爆破工作時，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嚴密接觸，防止巖粉或碎石等惰性物質(zhì)將藥卷隔開。因有惰性介質(zhì)時，殉爆距離將明顯減小。在炸藥說明書中，都列有殉爆距離，使用者只需抽樣檢驗，判定炸藥在儲存過程中有無變質(zhì)。殉爆距離的測定殉爆距離是工業(yè)炸藥的一項重要性能指標。在炸藥品種、藥卷質(zhì)量和直徑、外殼、介質(zhì)、爆轟

9、方向等條件都給定的前提下，殉爆距離既反映了被發(fā)裝藥的沖擊波感度，也反映了主發(fā)裝藥的引爆能力，兩者都與工業(yè)炸藥的加工質(zhì)量有關。殉爆距離的測定方法應符合 ?工業(yè)炸藥殉爆距離測定?的有關規(guī)定。通常采用炸藥產(chǎn)品的原包裝藥卷。將沙地鋪平，用直徑，長度不小于的木制圓棒在沙地上壓出一個半圓形凹槽。在主發(fā)裝藥的捏頭端插入一支號雷管，插入深度為雷管長度的，將主發(fā)裝藥、被發(fā)裝藥被測藥卷置于凹槽內(nèi)，如圖所示。注意被發(fā)裝藥的捏頭端與主發(fā)裝藥藥卷的聚能穴相對應。引爆主發(fā)裝藥后，根據(jù)放置被發(fā)裝藥的地方有無殘藥或是否產(chǎn)生深坑，判斷是否殉爆。找出三次試驗都能殉爆的最大間距，即為該藥卷的殉爆距離。圖殉爆距離的測定雷管；主發(fā)裝藥

10、；被發(fā)裝藥影響殉爆距離的因素裝藥密度圖被發(fā)藥包密度對殉爆距離的影響密度對主發(fā)藥包和被發(fā)藥包的影響是不同的。實踐證明，主發(fā)藥包的條件給定后，在一定范圍內(nèi)，被發(fā)藥包密度小，殉爆距離增加，如圖所示，炸藥品種為膨托尼特，藥量。線的 主 發(fā) 藥 包 密 度 為 ，線 的 主 發(fā) 藥 包 密 度為。按“熱點的說法，可以認為炸藥密度小，空隙多，在主發(fā)藥包沖擊波絕熱壓縮下，便于形成熱點，也有利于主發(fā)藥包的爆炸產(chǎn)物進入被發(fā)藥包的表層內(nèi)，容易導致被發(fā)藥包的爆炸。一般地說，隨著主發(fā)藥包密度增高，殉爆距離也增大。這是由于爆速和與之相關的產(chǎn)物流及沖擊波的強度都隨藥包密度的加大而增大，而這些正是引爆被發(fā)藥包的能源。藥量和

11、藥包直徑試驗說明，增加藥量和藥包直徑，將使主發(fā)藥包的沖擊波強度增大，被發(fā)藥包接收沖擊波的面積也增加，殉爆距離也就可以提高。藥包外殼和連接方式如果主發(fā)藥包有外殼，甚至將兩個藥包用管子連接起來，由于爆炸產(chǎn)物流的側向飛散受到約束，自然會增大被發(fā)藥包方向的引爆能力，顯著增大殉爆距離，而且隨著外殼、管子材質(zhì)強度的增加而進一步加大。圖藥包擺放位置對殉爆的影響主發(fā)藥包；被發(fā)藥包藥包的擺放涉及到?jīng)_擊波與爆炸產(chǎn)物流的打擊方向，對殉爆極有影響。在主發(fā)藥包與被發(fā)藥包軸線對正的情況下殉爆效果最好，如圖所示。軸線垂直效果較差，只及前者的，如圖所示。此外，兩個裝藥間的介質(zhì)，如果不是空氣，而是水、金屬、砂土等密實介質(zhì)，殉爆

12、距離將明顯下降。這種現(xiàn)象可以利用來防止殉爆，如危險廠房間假設設防爆土堤或防爆墻，廠房間的殉爆安全距離可以大為縮短。但是在炮孔中的藥卷間假設有巖粉、碎石，就可能出現(xiàn)傳爆的中斷而產(chǎn)生拒爆，此時必須將藥卷間的巖粉和碎石去除。國外有人主張，不把藥卷放置地面，而是用硬紙片卷成紙筒來放置兩個藥卷。并將它水平懸吊在空中來進展殉爆試驗，這樣可以防止地面的不平整度和硬度不一等因素對試驗的影響。炸藥物理狀態(tài)和裝藥條件對感度影響炸藥的感度一方面與自身的構造和物理化學性質(zhì)有關，另一方面還與炸藥的物理狀態(tài)和裝藥條件有關。對于爆破工程技術人員來講，了解炸藥的物理狀態(tài)和裝藥條件對其感度的影響是十分必要的。炸藥的物理狀態(tài)和裝

13、藥條件對感度的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。炸藥溫度的影響隨著溫度的增高，炸藥的各種感度都增加，在高溫介質(zhì)中爆破，應特別注意平安。炸藥物理狀態(tài)與晶體形態(tài)的影響銨梯炸藥受潮結塊時，感度明顯下降。因此，在雨季和潮濕環(huán)境中使用銨梯炸藥，應采取有效的防潮措施。硝化甘油炸藥凍結時，晶體形態(tài)發(fā)生變化，敏感度明顯提高。因此，對硝化甘油炸藥的儲運溫度有嚴格的限制。普通型硝化甘油的儲運溫度不低于，難凍型那么不低于。炸藥顆粒度的影響炸藥的顆粒度主要影響炸藥的爆轟感度。一般情況下，顆粒越小，炸藥的爆轟感度越大。例如通過目的梯恩梯極限起爆藥量為，而溶液中快速結晶的超細梯恩梯的極限起爆藥量僅為。對于工業(yè)炸藥，一般各組分越

14、細，混合越均勻，那么它的爆轟感度越高。裝藥密度的影響裝藥密度主要影響起爆感度和火焰感度。通常，隨著裝藥密度的增加，炸藥的起爆感度和火焰感度都會下降。粉狀銨梯炸藥的裝藥密度大于時，容易出現(xiàn)拒爆。附加物的影響在炸藥中摻入附加物可以顯著地影響炸藥的機械感度。附加物對炸藥機械感度的影響主要取決于附加物的性質(zhì)，即硬度、熔點及粒度等。當附加物的硬度較高時如石英砂、碎玻璃，可能使炸藥的機械感度增高，這類物質(zhì)叫增感劑。另外一類較軟且熱容量大的物質(zhì)，如水、石蠟等，摻入后使炸藥感度降低，這類物質(zhì)稱為鈍感劑。炸藥起爆根據(jù)起爆能形式的不同，炸藥的起爆可以用不同的起爆機理進展解釋，但這些解釋都可以用炸藥爆炸的能柵圖圖進

15、展概略的說明。炸藥在沒有外能作用時處于相對穩(wěn)定平衡狀態(tài)圖，其位能為當受到一定的外能作用時，炸藥被激發(fā)至位置，它的位能這時躍升為當增加的位能，大于炸藥分子發(fā)生爆炸變化所需的活化能時，炸藥發(fā)生爆炸，放出能量，。這好似一個小球在位置時圖，處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，假設給它一定的外能使其越過位置時小球就可以滾到位置，產(chǎn)生動能。顯然，這里所指的外能，就是導致物質(zhì)發(fā)生化學變化的活化能，也就是爆炸研圖炸藥爆炸的能柵圖究領域里常說的起爆沖能。凝聚炸藥的爆轟過程一般要借助于熱沖量、機械沖量或者是依靠雷管或傳爆藥柱等爆炸物的爆炸來引發(fā)。不同的起爆沖量引爆炸藥的機理不盡一樣。本節(jié)簡要介紹機械沖量和爆炸物直接作用于炸藥的起爆

16、機理。熱點起爆理論熱點起爆理論又稱熱點學說，是由英國的布登在研究摩擦學的根底上于世紀年代提出來的。由于熱點學說能較好地解釋炸藥在機械作用下發(fā)生爆炸的原因，因此得到了人們普遍的認可。布登提出的熱點學說認為：炸藥在受到機械作用時，絕大局部的機械能量首先轉(zhuǎn)化為熱能。由于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范圍內(nèi)，并形成熱點。在熱點處的炸藥首先發(fā)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(shù)目足夠多，且尺寸又足夠大，熱點的溫度升高到爆發(fā)點后，炸藥便在這些點被激發(fā)并發(fā)生爆炸，最后引起局部炸藥乃至整個炸藥的爆炸。實驗已經(jīng)證明

17、，在機械作用下熱點形成的原因主要有三個方面：炸藥內(nèi)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；受摩擦作用后，在炸藥的顆粒之間、炸藥與雜質(zhì)之間以及炸藥與容器內(nèi)壁之間出現(xiàn)的局部加熱；炸藥由于黏滯性流動而產(chǎn)生的熱點。此外，由于在外界強制作用下或者是炸藥的晶體成長過程中存在有內(nèi)應力等原因都有可能形成熱點。爆炸物直接作用于炸藥起爆機理通常把利用一種炸藥裝藥如雷管或起爆藥柱的爆炸引起與它直接接觸的另一種炸藥裝藥爆炸的現(xiàn)象稱為起爆。習慣上稱起爆的裝藥為主發(fā)裝藥，被起爆的裝藥為被發(fā)裝藥。起爆藥起爆炸藥主要是通過起爆藥的爆炸產(chǎn)物對被起爆炸藥直接作用的結果。其機理主要是由主圖各種不同引爆情況發(fā)裝藥的爆轟產(chǎn)物在被發(fā)裝藥中產(chǎn)生沖擊波并引起被發(fā)裝藥的爆轟，實際上這種引發(fā)爆轟的過程是一種強沖擊波的起爆過程。根據(jù)主發(fā)裝藥在被發(fā)裝藥內(nèi)產(chǎn)生激發(fā)沖擊波的速度和起爆沖能大小的不同，炸藥可以有以下三種引爆情況：激發(fā)沖擊波初速小于被發(fā)裝藥臨界爆速。此時，被發(fā)裝藥不可能爆炸，激發(fā)沖擊波在炸藥內(nèi)的傳播與在惰性介質(zhì)中的傳播一樣，傳播到一定距離后將衰減成為音波，如圖中曲線所示。激發(fā)沖擊波初速大于被發(fā)裝藥臨界爆速，但小于被發(fā)裝藥穩(wěn)定爆轟速度。此時如有足夠的起爆沖能，就能使炸藥爆炸。但從激發(fā)沖擊波速度增長到被發(fā)裝