爆破理論基礎(chǔ)

會(huì)計(jì)學(xué)1爆破理論基礎(chǔ)2、爆炸的基本特征：“一大、二快、三多”。

（1）反應(yīng)過程中能放出的熱量大。

吸熱反應(yīng)不爆炸，放出熱量小的可爆可不爆，放熱大的要發(fā)生爆炸。礦用炸藥爆炸時(shí)放熱量一般為700～1500千卡/kg。

（2）反應(yīng)和傳播的速度快。

爆炸其爆點(diǎn)只需幾微秒至幾十微秒。單位時(shí)間內(nèi)做功能力強(qiáng)，具有極大的威力。

（3）生成的氣體多。

硝酸銨炸藥爆炸全部生成氣體。1kg工業(yè)炸藥爆炸時(shí)約產(chǎn)生700～1000升的氣體。

例如：C3H6N3（NO2）→

第1頁/共41頁二、炸藥及其分類

1、炸藥的概念

炸藥是在一定條件下能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，生成大量氣體，顯示爆炸效應(yīng)的化合物或混合物。

2、炸藥的分類

（1）按組成分為：單質(zhì)炸藥和混合炸藥

（2）按用途分為：起爆藥、猛炸藥、發(fā)射藥第2頁/共41頁三、炸藥的爆炸反應(yīng)

1、炸藥的氧平衡

炸藥主要由C、H、O、N四種元素組成，C、H是可燃元素，O是助燃元素，炸藥爆炸的過程就是氧與碳、氫生成CO2、H2O、CO等新產(chǎn)物的氧化化還原反應(yīng)過程。

氧平衡：就是衡量炸藥中所含的氧將可燃元素完全氧化是多余還是不足的情況

分為三種：

（1）正氧平衡；（2）零氧平衡；

（3）負(fù)氧平衡。

礦山炸藥一般設(shè)計(jì)成不太大的正氧平衡。第3頁/共41頁2、炸藥的爆熱

爆熱：單位質(zhì)量炸藥在定容條件下爆炸時(shí)放出的熱量。一般工業(yè)炸藥爆勢(shì)為700～1500千卡/1kg。

第4頁/共41頁3、炸藥的爆溫

爆溫是指炸藥爆炸瞬間放出的熱在定容條件下爆炸產(chǎn)物被加熱達(dá)到的最高溫度。

單質(zhì)炸藥：3000～5000℃

礦用混合炸藥：2000～2500℃

第5頁/共41頁4、炸藥的爆壓

爆壓是指炸藥爆炸瞬間達(dá)到的壓力，TNT炸藥爆炸壓力達(dá)20萬個(gè)大氣壓。

5、炸藥的燃燒和爆轟。第6頁/共41頁四、炸藥的主要性能指標(biāo)

1、炸藥的爆力和猛度

猛度：鉛柱法測定，硝銨炸藥猛度：8～14mm

爆力：鉛鑄擴(kuò)孔法測定，硝銨炸藥爆力240～360cm3。第7頁/共41頁第8頁/共41頁第9頁/共41頁2、炸藥的敏感度

熱感度、機(jī)械感度、爆轟感度

（1）熱感度—以爆發(fā)點(diǎn)來表示P36表2-6。

（2）機(jī)械感度—抗沖擊感度，由落錘實(shí)驗(yàn)測定。

（3）爆轟感度—用殉爆距離來表示。

殉爆—是指由于主動(dòng)落定爆炸使與其相鄰的被動(dòng)藥包也同時(shí)爆炸的現(xiàn)象。

殉爆距離—是指能夠連續(xù)三次出現(xiàn)殉爆的藥卷間距的最大值，以cm表示。第10頁/共41頁第11頁/共41頁第12頁/共41頁

§2-2工業(yè)炸藥的組成及種類

一、單質(zhì)炸藥

1、梯恩梯（TNT）—

三硝基甲苯[C6H2CNO2)3CH3]

2、黑索金（RDX）—

環(huán)三亞甲基三硝[(CH2NNO2)3]

3、太恩炸藥（PETN）—

季戊四醇四硝酸酯第13頁/共41頁二、硝銨類炸藥

以硝酸銨為主要成分的混合炸藥。

硝酸銨：NH4NO3，代號(hào)AN，白色或略黃色的結(jié)晶體。含氮量32%～35%，可作化肥，本身是一種正氧平衡的弱性炸藥。

硝酸銨起爆感度很低，一般不能直接用雷管或?qū)П髌鸨?，需用?qiáng)力的起爆藥卷起爆。

硝酸銨原料來源豐富，價(jià)格低廉，安全性好。第14頁/共41頁1、銨梯炸藥—硝酸銨+TNT

主要成分:

氧化劑—硝酸銨

敏化劑—TNT

松散劑—木粉(谷糠)

消焰劑—食鹽

防潮劑—石蠟、瀝青

銨梯炸藥分為煤礦、巖石和露天三大類，礦山只用前兩種。

煤礦許用銨梯炸藥分為：2號(hào)、3號(hào)、2號(hào)抗水、3號(hào)抗水。

巖石銨梯炸藥分為：1號(hào)、2號(hào)、2號(hào)抗水、3號(hào)抗水、4號(hào)抗水等。第15頁/共41頁第16頁/共41頁第17頁/共41頁

銨梯炸藥，一般制成直徑27mm、32mm、35mm、38mm，重100g、150g、200g的藥卷；

聚能穴:藥卷一端為平頂，另一端內(nèi)凹入，稱為聚能穴。

巖石銨梯炸藥有效期限6個(gè)月，煤礦銨梯有效月4個(gè)月。第18頁/共41頁2、銨油炸藥—硝酸銨95%+柴油5%

3、漿狀炸藥—硝酸銨、硝酸鈉的水溶液+TNT鋁粉+田菁膠槐豆膠制成。

銨油炸藥、漿狀炸藥威力大、抗水性好、可塑性大，易于裝填、敏感度底、安全性好。

4、高威力炸藥

在銨梯炸藥中加入黑索金、鋁粉等制成，有銨梯黑、銨梯鋁、銨梯黑鋁等幾種。

第19頁/共41頁三、硝化甘油類炸藥

1、組成：

硝化甘油+消化棉+木粉+硝酸鹽

2、特點(diǎn)：

威力大、爆炸穩(wěn)定性高、防水性能好、密度大、有可塑性，機(jī)械感度高，容易滲油或老化，價(jià)格貴。

3、使用范圍：

無沼氣爆炸危險(xiǎn)的堅(jiān)硬巖石、多水工作面、小直徑深孔爆破。第20頁/共41頁四、水膠炸藥

1、組成：硝酸銨（50%）+水的混懸溶液（10%）+敏化劑

2、特點(diǎn)：抗水性好，煤礦用水膠炸藥溶于10～25℃的水中，4個(gè)小時(shí)仍能起爆。密度高、威力大、安全性好、生產(chǎn)工藝簡單。水膠炸藥

使用效果好，正在逐漸推廣。第21頁/共41頁五、乳膠炸藥

1、組成：硝酸銨水溶液+可燃劑+敏化劑+乳化劑+添加劑

2、品種：乳膠巖石炸藥2種

乳膠煤礦炸藥2種

乳膠高安全炸藥1種

3、特點(diǎn)：

抗水性好，爆轟感度、爆炸性能好，原料豐富、安全性好。第22頁/共41頁§2-3起爆器材及電爆網(wǎng)路

起爆器材有起爆藥、雷管、導(dǎo)火索、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管等。

電爆網(wǎng)路主要是指聯(lián)線方法和起爆器。第23頁/共41頁一、雷管

以前的雷管起爆藥主要裝的雷汞[Hg(ONC)2]，故取名雷管，但現(xiàn)在主要是二硝基重氮酚C6H2(NO2)N2O-[DDNP]。

加強(qiáng)藥是黑索金，RDX。

1、雷管的結(jié)構(gòu)如圖所示：

第24頁/共41頁第25頁/共41頁第26頁/共41頁2、雷管的種類

火雷管

瞬發(fā)雷管

雷管電雷管秒延期雷管

毫秒延期雷管

數(shù)碼雷管第27頁/共41頁3、電雷管的主要性能參數(shù)

（1）電雷管電阻

（2）最大安全電流和最小發(fā)火電流

（3）發(fā)火沖能

（4）傳導(dǎo)時(shí)間和成組雷管準(zhǔn)爆條件

（5）起爆能力第28頁/共41頁第29頁/共41頁二、導(dǎo)爆索、繼爆管、導(dǎo)爆管

1、導(dǎo)爆索：是以猛炸藥為藥芯，外面纏繞數(shù)層紗線、紙條，并有兩層防潮層的繩索狀起爆材料。

2、繼爆管:

3、導(dǎo)爆管：管內(nèi)壁涂有薄層炸藥的塑料軟管，導(dǎo)爆管不能直接起爆炸藥，只能起傳爆作用，起爆炸藥需要雷管。第30頁/共41頁三、電爆網(wǎng)路

電爆網(wǎng)路是指雷管的聯(lián)接方式分為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種。

起爆電流計(jì)算公式：

Ⅰ—起爆電流U—放炮電源電壓

n—串聯(lián)雷管個(gè)數(shù)m—并聯(lián)時(shí)雷管個(gè)數(shù)

γ—每個(gè)雷管的全電理

R—母線電阻R1與電源內(nèi)阻R2之和

串聯(lián)時(shí)m=1并聯(lián)時(shí)n=1第31頁/共41頁四、起爆器——電容式起爆器

1、充電：閉合開關(guān)S1，電容器c由交流電源G進(jìn)行充電，當(dāng)電容器兩端達(dá)到額定電壓時(shí)停止。

2、放電：工作時(shí)，打開S1，閉合紅電容器放電，即向雷管通電引爆。第32頁/共41頁第33頁/共41頁五、爆破事故預(yù)防和處理

1、瞎炮：通電起爆后，工作面的雷管全部或部分不爆。

殘炮：由于炸藥原因產(chǎn)生的不爆現(xiàn)象。

瞎炮的處理見《規(guī)程》第340~342條。

2、早爆：爆炸材料比預(yù)定起爆時(shí)間提前的爆炸現(xiàn)象。

原因（1）器材問題；（2）操作問題；

（3）雜散電流影響。第34頁/共41頁§2-4破巖原理和爆破技術(shù)

一、破巖原理

1、幾個(gè)概念：

自由面：如果將一個(gè)藥包埋入巖石中，巖石與空氣相接觸的表面，叫自由面。

最小抵抗線：藥包中心到自由面的垂直距離叫最小抵抗線。

爆破漏斗：炸藥爆炸后在靠近自由面一側(cè)所形成的漏斗狀的坑叫爆破漏斗。

爆破作用指數(shù)：爆破漏斗半徑γ與最小抵抗線W之比，第35頁/共41頁

2、破巖原理

將藥包埋入巖石中，起爆后的瞬間產(chǎn)生高溫高壓氣體，它以沖擊波的形式（壓縮級(jí)）作用于藥包周圍的巖石上，并以藥為中心，以每秒數(shù)千米的速度向四周作徑向傳播，在藥包附近形成一個(gè)粉碎圈，在粉碎圈外形成一個(gè)環(huán)狀裂隙圈，當(dāng)沖擊波達(dá)到自由面后，產(chǎn)生反射而形成拉伸波由自由面向藥包中心傳播破碎巖石,最后形成一個(gè)爆破漏斗，當(dāng)炸藥能量更大時(shí)，還可以使巖石拋出漏斗。第36頁/共41頁第37頁/共41頁二、光面爆破

1、光面爆破：是一種可以使爆破后巷道輪廓基本符合設(shè)計(jì)要求、表面光滑、成形規(guī)