第二章鉆眼爆破

第二章鉆眼爆破第一節(jié)鉆眼機(jī)具

井巷施工首先要破碎巖石，常用的方法有機(jī)械破巖和爆破破巖，目前使用最普遍的是爆破破巖。一、鉆鑿炮眼的機(jī)械1、按巖石的性質(zhì)沖擊式鉆眼法常用鑿巖機(jī)（主要在巖石上）旋轉(zhuǎn)式鉆眼法常用電鉆（主要在煤上鉆眼）2．按鑿鉆機(jī)動(dòng)力源分風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（風(fēng)鉆）液壓鑿巖機(jī)電動(dòng)鑿巖機(jī)二、鑿巖機(jī)（沖擊式鑿巖機(jī)）以壓縮空氣為動(dòng)力的鉆孔機(jī)具(一)、分類(lèi)1、支架方式（1）手持式（2）氣腿式（3）向上式（伸縮式）（4）導(dǎo)軌式特點(diǎn)：（1）、操作人工體力消耗大目前已很少使用（2）、由于機(jī)身質(zhì)量由氣腿支撐，減輕了人的體力勞動(dòng)，因而廣泛使用。（3）、與氣腿軸線(xiàn)平行或與氣腿整體在同一軸線(xiàn)上的鑿巖機(jī)，稱(chēng)為向上式。專(zhuān)門(mén)用于反井，煤倉(cāng)，打錨桿施工。（4）、屬于大功率鑿巖機(jī)，質(zhì)量35kg以上，配備有導(dǎo)軌架和自動(dòng)推進(jìn)裝置，煤礦用的比較少。2、按沖擊頻率分：低頻＜2000次/min

中頻2000～2500次/min

高頻＞2500次/min國(guó)產(chǎn)氣腿式鑿巖機(jī)一般是中低頻。鑿巖設(shè)備簡(jiǎn)介

法國(guó)1861年掘進(jìn)的MontCenis隧道被認(rèn)為是機(jī)械鑿巖的誕生地，從1870年到20世紀(jì)初的鑿巖機(jī)為活塞式鑿巖機(jī)。1897年，美國(guó)的G·Leyner發(fā)明了鋼管沖水鑿巖機(jī)，具有自動(dòng)轉(zhuǎn)桿、自動(dòng)潤(rùn)滑和封閉氣門(mén)控制，是早期鑿巖機(jī)技術(shù)的一大進(jìn)展。20世紀(jì)30年代，自動(dòng)推進(jìn)等技術(shù)的出現(xiàn)為現(xiàn)代風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)奠定了基礎(chǔ)。之后鑿巖機(jī)的技術(shù)進(jìn)展主要集中于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和冶金技術(shù)的改進(jìn)，使鑿巖機(jī)更快、更輕、更可靠。從機(jī)械鑿巖機(jī)的誕生到1975年的120多年間，鑿巖機(jī)的鑿巖速度從不到1mm/s提高到28mm/s。

現(xiàn)代風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)有手持式(一般帶有支腿，如氣腿)和支架式兩種，前者重量輕(一般在4kg以下)，靠人力手持對(duì)位和支腿產(chǎn)生推力，孔徑一般為19一44mm,孔深為0.3~3.7m;后者重量大，需要支架支撐，支架形式有液壓臂、柱支架和履帶車(chē)架，孔徑為32~57mm,孔深為1.2~30.5m.

鑿巖臺(tái)車(chē)的出現(xiàn)大大提高了鑿巖效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。鑿巖臺(tái)車(chē)有單機(jī)和多機(jī)、履帶行走和輪胎行走等種類(lèi)。

液壓鑿巖機(jī)是鑿巖技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展，1971年投入使用后迅速推廣應(yīng)用于巷道掘進(jìn)和回采鑿巖，到80年代初，西方國(guó)家己有17個(gè)廠家生產(chǎn)48種型號(hào)的2000余臺(tái)液壓鑿巖設(shè)備。液壓鑿巖機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要有:鑿巖效率高，比同規(guī)格的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)高50倍以上;動(dòng)力消耗低，是風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的2/3~3/4;噪聲低，油霧和水霧小;不需要壓風(fēng)設(shè)備和風(fēng)管系統(tǒng)。其主要缺點(diǎn)是價(jià)格高;設(shè)備復(fù)雜，對(duì)操作和維修人員素質(zhì)要求高;可靠性較低。我國(guó)在50年代后期開(kāi)始仿制前蘇聯(lián)手持式、氣腿式、支架式和上向式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，70年代研制了獨(dú)立回轉(zhuǎn)式鑿巖機(jī)、鑿巖臺(tái)車(chē)和天井鉆架等，80年代研制出大孔徑潛孔鉆機(jī)，并開(kāi)始研制和試驗(yàn)液壓鑿巖機(jī)。（二）、破巖原理研究沖擊鑿巖破巖原理目的在于，深入揭露沖擊鑿巖機(jī)械破碎巖石過(guò)程中的內(nèi)部矛盾，掌握其實(shí)質(zhì)，以便為設(shè)計(jì)改進(jìn)鑿巖機(jī)具選擇合理的鑿巖工作參數(shù)，更好的提高鑿巖機(jī)效率提供可靠的依據(jù)，沖擊鑿巖理論，經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的演變。1、靜力破巖理論（20世紀(jì)初）

認(rèn)為外載荷是靜壓力，巖石是可塑體，炮眼形成過(guò)程如圖鑿巖時(shí)，釬刃在超過(guò)巖石抗破壞強(qiáng)度的靜壓力P的作用下切入巖體，行成切槽1-1這個(gè)動(dòng)作，是形成炮眼的主要?jiǎng)幼?，稱(chēng)為“沖擊”。

然后釬刃旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度β，這個(gè)動(dòng)作稱(chēng)為“轉(zhuǎn)動(dòng)”，再為下一次沖擊，于是又形成了溝槽2-2.兩次沖擊所形成的溝槽間的小扇形體積巖石，將被震掉或被沖擊剪切力剪掉。為使釬刃作用在新的巖石面上，必須及時(shí)清除巖石碎屑，這一過(guò)程稱(chēng)為“排粉”。沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)，排粉，循環(huán)往復(fù)的持續(xù)進(jìn)行便可鑿出炮眼。2、碰撞理論（動(dòng)力觀點(diǎn)破巖理論）

它是基于兩物體直接碰撞，而實(shí)際鑿巖時(shí)，活塞并不是直接打擊在巖石上，能量是通過(guò)釬桿，釬頭傳遞給巖石面的，這樣，其中就有個(gè)能量傳遞效率問(wèn)題。所以動(dòng)力觀點(diǎn)較靜力觀點(diǎn)前進(jìn)了一步，但也沒(méi)有正確反映沖擊鑿巖的能量傳遞形式和巖石破碎的實(shí)際情況。3、波動(dòng)理論（應(yīng)力波觀點(diǎn)）

60年代后期，采用波動(dòng)理論揭示了巖石破碎過(guò)程的真實(shí)情況，是近代沖擊鑿巖理論的重大突破，目前國(guó)內(nèi)外正在深入繼續(xù)研究之中。其理論實(shí)質(zhì)是：鑿巖機(jī)的活塞產(chǎn)生的沖擊載荷，作用在固定釬尾上時(shí)，釬尾處的質(zhì)點(diǎn)便失去了平衡，發(fā)生變形和運(yùn)動(dòng)，而變形和運(yùn)動(dòng)又引起質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力是以波的形式由釬尾經(jīng)過(guò)釬桿向釬頭順序傳遞。也就是說(shuō)能量是通過(guò)波的形式傳遞給巖石面上的。進(jìn)而破碎巖體的。三、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的構(gòu)造和工作原理

（一）、鑿巖機(jī)械型號(hào)編制方法為了使我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，原第一機(jī)械工業(yè)部于1976年頒布了”鑿巖機(jī)械型號(hào)編制方法“，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是JBl590-75，如表3-1所示。編制鑿巖機(jī)械型號(hào)，不僅有利于科研、設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)鑿巖機(jī)械作系統(tǒng)的分析與探討，對(duì)使用部門(mén)在選用管理各種鑿巖機(jī)械上也有很大幫助。鑿巖機(jī)械型號(hào)必須完整地表示出每種產(chǎn)品的名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)型式、用途和主要規(guī)格，從而使人們一看到鑿巖機(jī)的型號(hào)就有一個(gè)明晰的概念。鑿巖機(jī)械的型號(hào)是按類(lèi)、組、型分類(lèi)原則編制的。一般由類(lèi)、組、型代號(hào)與主要參數(shù)代號(hào)兩部分組成，圖示如下以YT-23（7655型）型氣腿鑿巖機(jī)為例型號(hào)意義：YT-23Y—鑿巖機(jī)代號(hào)

T—?dú)馔仁?/p>

23——鑿巖機(jī)質(zhì)量23kg1975年國(guó)家統(tǒng)一給氣腿式鑿巖機(jī)定型，出現(xiàn)代號(hào)。其產(chǎn)品YT23、YT24、YT26、7655是過(guò)去沒(méi)有定型式的代號(hào)。（二）、YT-23型氣腿鑿鉆機(jī)的組成及工作系統(tǒng)1、YT-23型氣腿鑿鉆機(jī)的組成2、YT-23型氣腿鑿鉆機(jī)工作系統(tǒng)

工作系統(tǒng)：沖擊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)、排粉機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)⑴沖擊機(jī)構(gòu)：氣缸，活塞，配氣系統(tǒng)通過(guò)配氣系統(tǒng)自動(dòng)變換壓力進(jìn)入氣缸的方向，使活塞完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即沖程和回程。當(dāng)活塞作沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞沖擊釬尾，將沖擊功經(jīng)釬桿、釬頭傳遞給巖石完成沖擊做功過(guò)程。

①活塞沖程運(yùn)動(dòng)①活塞沖程運(yùn)動(dòng)壓縮空氣由操作閥經(jīng)氣道進(jìn)入滑閥的前腔，再進(jìn)入氣缸的后腔推進(jìn)活塞前進(jìn)，開(kāi)始沖擊行程（此時(shí)活塞右端面與大氣相通），→活塞右端面越過(guò)排氣口，氣缸前腔被封閉，前腔空氣被壓縮→經(jīng)回程氣道至滑閥（配氣閥）和后腔，有推配氣閥前移的趨勢(shì)→活塞左端面越過(guò)排氣口，氣缸后腔與大氣相通，壓力下降，此時(shí)滑閥前后出現(xiàn)的壓力差。于是滑閥被推向前端，靠合了前蓋，關(guān)閉了缸體后腔的進(jìn)氣氣路，同時(shí)活塞沖擊釬尾，結(jié)束了沖程運(yùn)動(dòng)。

②、活塞回程運(yùn)動(dòng)

配氣閥（滑閥）前移切斷了壓氣通往缸體后腔的氣路→壓氣經(jīng)外閥的間隙經(jīng)回程通道進(jìn)入氣缸前腔推動(dòng)活塞做回程運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞左端面越過(guò)排氣口時(shí)，活塞壓縮缸后腔的氣體，使配氣閥右端面的壓力增高，配氣閥有后移的趨勢(shì)→當(dāng)活塞右端面越過(guò)排氣口時(shí)，缸體前腔與大氣相通，壓力驟然下降，通過(guò)回程通道（回程通道壓氣也與大氣相通了）也是配氣閥左端面的壓力下降，配氣閥兩端壓力出現(xiàn)壓差，于是配氣閥被推向后移斷了通往缸體前腔的氣路?；爻探Y(jié)束。同時(shí)打開(kāi)了通往缸體后腔的氣路。壓縮氣體又從滑閥右端進(jìn)入氣缸后腔，開(kāi)始了又一個(gè)沖程運(yùn)動(dòng)。

⑵、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)①組成

②轉(zhuǎn)釬動(dòng)作：當(dāng)活塞做沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)螺旋棒轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞回程時(shí)螺旋棒被棘爪卡住，迫使活塞回轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套筒、釬套筒和釬子轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞每往復(fù)一次，釬子被轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。

⑶、排粉系統(tǒng)

為了消除、排除的巖粉對(duì)人體造成的傷害，我國(guó)規(guī)定打眼必須采用濕式排粉方式及配有供水、供風(fēng)系統(tǒng)同時(shí)排粉。

a、沖洗炮眼：風(fēng)鉆內(nèi)設(shè)有水路系統(tǒng)

b、強(qiáng)力吹洗泡眼：大多數(shù)鑿巖機(jī)除有注水排粉系統(tǒng)外，還有強(qiáng)力吹掃炮眼的系統(tǒng)強(qiáng)力吹掃炮眼的系統(tǒng)

⑷、潤(rùn)滑系統(tǒng)

為使鑿巖機(jī)正常工作，減少機(jī)體磨損，必須有獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)，自動(dòng)注油器來(lái)實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑。要正確選擇潤(rùn)滑油，要求潤(rùn)滑油在不同溫度、濕度條件下都要具有良好的流動(dòng)性，并有相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)黏度。四、液壓鑿巖機(jī)

是一種以液壓為動(dòng)力的新型鑿巖機(jī)，油壓比氣壓壓力大，而且油可以循環(huán)使用等特點(diǎn)。也有油缸沖擊機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)和排粉系統(tǒng)組成。

1、沖擊機(jī)構(gòu)：借助配油閥使高壓油交替地進(jìn)入活塞的前后油腔形成壓力差，使活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立機(jī)構(gòu)，由液壓馬達(dá)帶動(dòng)一組齒輪再帶動(dòng)釬子轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、排粉系統(tǒng)：由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，無(wú)法使用軸向供水，只能采用側(cè)向供水排粉。

4、國(guó)產(chǎn)CGJ-2型鑿巖機(jī)平臺(tái)結(jié)構(gòu)介紹

5、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)與液壓鑿巖機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)與風(fēng)動(dòng)比較：（1）轉(zhuǎn)速可提高2~3倍以上（2）噪聲可降低10～15分貝（3）工作環(huán)境改善，消除了油霧水氣（4）可鉆較深和大直徑的炮孔（5）價(jià)格高;設(shè)備復(fù)雜，對(duì)操作和維修人員素質(zhì)要求高;可靠性較低。液壓鑿巖機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓鑿巖機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要有:鑿巖效率高，比同規(guī)格的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)高50倍以上;動(dòng)力消耗低，是風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的2/3~3/4;噪聲低，油霧和水霧小;不需要壓風(fēng)設(shè)備和風(fēng)管系統(tǒng)。其主要缺點(diǎn)是價(jià)格高;設(shè)備復(fù)雜，對(duì)操作和維修人員素質(zhì)要求高;可靠性較低。五、電鉆

1、采用旋轉(zhuǎn)式鉆眼法破巖并用電能作為動(dòng)力的鉆眼機(jī)。

2、按使用條件分為煤電鉆巖石電鉆①煤電鉆a、組成：由電動(dòng)機(jī)、減速器、散熱風(fēng)扇、開(kāi)關(guān)、手柄和外殼組成。

b、煤電鉆工作時(shí)的軸推力，靠人力推頂產(chǎn)生。

②巖石電鉆

使用于中等硬度的巖石中，它的扭矩，功率都比煤電鉆大，要求使加較大的軸向推動(dòng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用的很少。

五、鉆眼工具(一)、概述1、組成：沖擊式鉆眼工具，又稱(chēng)釬子，它是由釬頭，釬桿、釬尾和釬屑組成。

2、釬子

整體釬子釬頭與釬桿不能拆開(kāi)，釬頭直接在釬桿上煅造出來(lái)組合釬子釬頭與釬桿能拆開(kāi)整體釬子傳遞能量小，釬頭修磨時(shí)搬運(yùn)工作大，現(xiàn)場(chǎng)用的少。（二）、釬頭1、釬頭的形狀形狀一字形十字形

一字形釬頭特點(diǎn)：沖擊力集中，鑿入深度大，鑿速較高，制造和修磨工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較廣泛，但鑿裂隙性巖石時(shí)巖石容易夾矸，徑向磨損較快，有時(shí)鑿出炮眼不圓，開(kāi)眼困難。十字形釬頭特點(diǎn)：克服一字形釬頭的缺點(diǎn)，但與一字形比較，鑿速一般較低，合金片用量大，制造和修磨工藝比一字形釬頭復(fù)雜。2、釬頭結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)①刃角a：即釬頭兩個(gè)刃面的夾角，一般在90～120°范圍變化且多數(shù)為110°

刃角小，易鑿入巖石，鑿眼速度快，但易磨鈍。刃角大，提高釬刃的耐磨性，但卻增加釬刃鑿入巖石的阻力，使鑿眼速度降低。要求：軟巖中刃角可以小一些，硬巖中刃角應(yīng)大一些②隙角：是釬頭體部?jī)蓚?cè)面的傾角，其作用是減少釬頭與眼壁之間的摩擦和避免釬頭卡在眼內(nèi)拔不出來(lái)隙角過(guò)大，則釬頭直徑易磨?。ɑ虮澜牵?，相應(yīng)的炮眼直徑也減小了，縮短了釬頭的使用期，隙角過(guò)小，則阻力大且可能卡釬。我國(guó)常取B=2-3°3、釬刃的構(gòu)造

釬刃的幾何形狀有平直與弧形兩種在沖擊作用下，平直釬刃易掉角，因此一般做成曲線(xiàn)半徑為18mm的弧形。4、釬頭的直徑

釬頭每修磨一次，釬頭的直徑要變小一些，因此新釬頭的直徑應(yīng)保證即使修磨到最后也能使炸藥卷順利裝入炮眼。我國(guó)釬頭直徑多取38～43mm5、排風(fēng)溝

排出炮眼底部巖粉的溝槽。一般布置在釬頭的頂部和側(cè)面。6、釬頭材料

除硬質(zhì)合金片（齒）外的釬頭部分稱(chēng)為釬頭體，制造釬頭體的材料，我國(guó)過(guò)去一直用45號(hào)和50號(hào)鋼。其缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生張裂、斷腰等損壞。為了提高釬頭使用壽命，現(xiàn)在多采用合金鋼，材料成本增加了，但使用壽命卻大大提高了。（三）、釬桿1、釬桿是傳遞沖擊力和扭矩的部分，釬桿中心有孔，以便沖洗炮眼時(shí)，壓氣和壓力水從中通過(guò)，因此要求釬桿有足夠的強(qiáng)度、較高的傳遞效率和較長(zhǎng)的使用壽命。2、釬肩形狀六角形環(huán)形作用：一是控制釬尾插入釬尾套中的長(zhǎng)度。二是使釬卡能卡助釬子，以防從釬尾套中脫出。3、釬尾

是釬桿插入釬尾套中的部分，它直接承受活塞的沖擊，并將沖擊功的釬桿傳至釬頭。對(duì)釬尾的要求（1）釬尾的規(guī)格必須與釬尾套配合適當(dāng)（2）釬尾端面平整且與釬桿中心線(xiàn)垂直（3）水針孔中心線(xiàn)與釬桿中心線(xiàn)重合（4）釬尾長(zhǎng)度要合適，否則將影響沖擊力和回轉(zhuǎn)扭矩的傳遞或損壞機(jī)件，降低鑿巖效率。釬尾最適合長(zhǎng)108mm，大于或小于1mm就會(huì)使風(fēng)鉆效率降低10%。六、電鉆工具

煤電鉆的鉆具由鉆頭和麻花鉆桿組成，麻花鉆桿尾部車(chē)成圓柱形，用以插入電鉆的套筒內(nèi)。七、提高鑿巖機(jī)的效率的措施

1、保證風(fēng)壓

實(shí)踐證明：提高風(fēng)壓沖擊功和沖擊頻率幾乎都按正比例增加，因此要保證掘進(jìn)工作面的風(fēng)壓不低于0.5MP，有的提高到0.8MP，甚至更高。但提高風(fēng)會(huì)引起機(jī)械劇烈震動(dòng)，零部件磨損加快，耗氣量增大。2、適合的軸推力：

軸推力過(guò)小，機(jī)械振動(dòng)劇烈，釬子前后跳動(dòng)大。軸推力過(guò)大，增加了釬子的回轉(zhuǎn)阻力，轉(zhuǎn)速下降釬頭磨損增加，降低了鑿巖速度，甚至釬子頂死不動(dòng)。因此，軸推力有個(gè)最優(yōu)范圍，此時(shí)鑿巖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，振動(dòng)小，速度快，工人不易疲勞，鑿巖效率高。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)推出軸推力一般應(yīng)為33～84kg之間。3、正確的確定眼徑和眼深

炮眼深度太長(zhǎng)，釬桿長(zhǎng)度增加，致使應(yīng)力波傳播能量衰減。由于釬桿與眼壁之間的摩擦增加，致使釬桿的回轉(zhuǎn)力矩增加。另外，排粉困難，所以眼深增加，鑿速下降。4、合理的選擇釬桿直徑和釬刃

根據(jù)實(shí)測(cè)資料，在其他條件相同的情況下，采用22毫米的釬桿比采用25mm的釬桿鑿速可提高15～30%。合理的選擇釬刃幾何形狀，幾何尺寸也可以提高鑿巖速度。作業(yè)：

1、YT-23型氣腿式鑿巖機(jī)有哪幾部分組成，說(shuō)明其沖擊機(jī)構(gòu)的工作原理。2、釬頭有哪兩種形狀，分析其特點(diǎn)

第二節(jié)炸藥和爆炸概論

我國(guó)是擁有四大發(fā)明的文明古國(guó)，早在公元7世紀(jì)，我們的祖先就首先發(fā)明了火藥。唐代煉丹家孫思遞在《丹經(jīng)》一書(shū)中，詳細(xì)地記載了用硝、硫、碳三種成分配制黑火藥的過(guò)程。宋代，火藥被用于軍事。公元13世紀(jì)，火藥經(jīng)印度、阿拉伯傳人歐洲。1627年，匈牙利將黑火藥用于采掘工程，從而開(kāi)拓了工程爆破的歷史。受爆破器材的限制，早期的爆破很不安全。1831年才出現(xiàn)了導(dǎo)爆索，1867年瑞典人諾貝爾發(fā)明了火雷管，同年又制成以硅藻土為吸收劑的硝化甘油炸藥，并由瑞典化學(xué)家德理森和諾爾賓首次研制成功硝銨炸藥，至此，工程爆破的安全性才有了一定保障。進(jìn)人20世紀(jì)，爆破器材和爆破技術(shù)又有了新的進(jìn)展。1919年，出現(xiàn)了以泰安為藥芯的導(dǎo)爆索;1927年，在瞬發(fā)電雷管的基礎(chǔ)上研制成功秒延期電雷管;1946年，研制成功毫秒延期電雷管;50年代初期，銨油炸藥得到了推廣應(yīng)用;1956年，庫(kù)克發(fā)明了漿狀炸藥，解決了硝銨炸藥的防水問(wèn)題;80年代，又研制和推廣了導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)。在新中國(guó)成立以后，我國(guó)才有了自己的工業(yè)炸藥。新中國(guó)的第一代建設(shè)者們，利用簡(jiǎn)單的爆破器材，開(kāi)山修路，筑壩建礦，為共和國(guó)建立了不可磨滅的功勛。特別是改革開(kāi)放以來(lái)，工程爆破以其工期短、見(jiàn)效快等特點(diǎn)，在國(guó)家建設(shè)中占有比較重要的地位。目前，我國(guó)工業(yè)炸藥的生產(chǎn)已有了比較完整的體系，建立了416個(gè)炸藥加工廠，品種達(dá)數(shù)十種。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)已進(jìn)行過(guò)裝藥量在萬(wàn)噸以上的土石方爆破兩次，千噸級(jí)的土石方爆破十余次，百?lài)嵓?jí)的土石方爆破百次之多，創(chuàng)造出許多爆破新技術(shù)和新工藝，解決了許多工程建設(shè)中的難題。一、爆炸現(xiàn)象

在現(xiàn)實(shí)生活中會(huì)經(jīng)常提到鍋爐爆炸，車(chē)胎放炮，燃放鞭炮，瓦斯爆炸，這些爆炸現(xiàn)象實(shí)際上是物質(zhì)的物理或化學(xué)能量的迅速釋放的過(guò)程。爆炸現(xiàn)象：（1）物理爆炸：僅發(fā)生物態(tài)急劇變化，化學(xué)成分不變，如輪胎爆炸、鍋爐爆炸。（2）核爆炸：物質(zhì)的原子核發(fā)生裂變或聚變引起的爆炸（3）化學(xué)爆炸：爆炸時(shí)不僅發(fā)生物態(tài)變化而且物質(zhì)的化學(xué)成分也發(fā)生變化如炸藥爆炸二、炸藥爆炸的基本特征（三個(gè)基本條件，也稱(chēng)爆炸三要素）

1、反應(yīng)過(guò)程中能放出大量的熱

爆炸過(guò)程中釋放大量熱是爆炸反應(yīng)得以進(jìn)行的首要條件，只有釋放大量的熱，才能對(duì)周?chē)橘|(zhì)做功，沒(méi)有足夠的熱量放出，反應(yīng)就不能自行延續(xù)。例如pbC2O4→2CO2＋pb－69.9kj不爆炸H9C2O4→2CO2＋Hg＋72.4kj爆炸草酸鹽類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)有的爆炸有的不爆炸草酸鉛是吸熱反應(yīng)，不爆炸草酸銀是放熱反應(yīng)，爆炸因此，反應(yīng)熱的大小，往往是衡量炸藥做功能力大小的一個(gè)重要標(biāo)志?，F(xiàn)代化的炸藥，爆炸的反應(yīng)熱一般在700～1500千卡/kg2、能生成大量的氣體

炸藥爆炸放出的熱量必須借助于氣體介質(zhì)才能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，氣體具有很大的壓縮性和膨脹性。因而在爆炸瞬間形成巨大的壓縮能，并在膨脹過(guò)程中將能量迅速轉(zhuǎn)化變?yōu)闄C(jī)械功，使周?chē)橘|(zhì)受到破壞。實(shí)踐證明，1kg炸藥在爆炸時(shí)能生成700～1000升氣體，而在爆炸瞬間這些氣體處于壓縮狀態(tài)，壓力往往可達(dá)數(shù)十萬(wàn)個(gè)大氣壓，這些現(xiàn)象在一般的化學(xué)反應(yīng)中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。例如：鋁熱劑的反應(yīng)雖然反應(yīng)溫度達(dá)3000℃，但由于沒(méi)有氣體生成，所以不屬于爆炸反應(yīng)。2AL＋Fe2O3→AL2O3＋2Fe＋198千卡3、反應(yīng)過(guò)程中速度極快爆炸過(guò)程中有極快的過(guò)程，這是它區(qū)別于一般化學(xué)反應(yīng)的最顯著的特點(diǎn)。爆炸時(shí)間一般在幾微秒至幾十微秒之間。爆炸過(guò)程的高速度決定了炸藥能夠在很短的時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，從而具有極大的威力。如果反應(yīng)速度很慢，就不可能形成強(qiáng)大的威力爆炸例如煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不斷散失，所以，不會(huì)發(fā)生爆炸?，F(xiàn)代炸藥的傳播速度一般在2000～9000米/秒作業(yè)：

1釬頭有哪兩種形狀，分析其特點(diǎn)2炸藥爆炸的基本特征是什么?二、炸藥及其分類(lèi)㈠、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)，放出能量生成氣體產(chǎn)物，顯示爆炸效應(yīng)的化合物或混合物。主要元素：C、H、O、N

炸藥的爆炸過(guò)程就是H、C原子的氧化過(guò)程，但氧化過(guò)程中的氧并不取自周?chē)钦ㄋ幈旧砭秃小＿@是炸藥和燃料的重要區(qū)別。㈡、炸藥的分類(lèi)

1、按其組成單質(zhì)炸藥由一種分子組成混合炸藥由兩個(gè)以上分子組成的工業(yè)炸藥多為混合炸藥

2、按其用途起爆藥猛炸藥發(fā)射藥（火藥）①、起爆藥特點(diǎn)：在很小的外界能量（加熱，摩擦等）作用下就能爆炸，常用雷管②、猛炸藥特點(diǎn)：對(duì)外能的敏感度比起爆藥低，但爆炸威力很大③、發(fā)射藥（火藥）：軍事用其產(chǎn)生的推力發(fā)射火箭，在工業(yè)上主要用來(lái)制造起爆器材。如用黑火藥做導(dǎo)火索藥芯三、炸藥的氧平衡和爆熱

㈠、炸藥的氧平衡炸藥一般由C、H、O、N四種元素組成，炸藥中的含氧量能否將炸藥中的C、H元素充分氧化，（氮不燃燒游離出來(lái)）直接影響炸藥能量的充分發(fā)揮，所謂充分氧化就是氫元素氧化成水2H2＋O2＝2H2O。碳元素應(yīng)氧化成CO2，即C+O2=CO2

所謂氧平衡就是衡量炸藥中所含氧將可燃元素氧化是多余還是不足的情況的。

氧平衡計(jì)算公式（以百分?jǐn)?shù)表示）炸藥的分子式CaHbNcOd公式解釋?zhuān)?6為氧的相對(duì)原子量

M為炸藥的摩爾質(zhì)量（分子量）

2a：氧化一個(gè)c原子需要2個(gè)氧原子。那么分子式里面a個(gè)碳原子。需要2a個(gè)氧原子。

b/2：氧化一個(gè)H原子需要1/2個(gè)氧原子。那么炸藥分子式里面有b個(gè)氫原子，需要消耗氧原子b/2個(gè)。由上述公式炸藥的氧平衡分為三種情況：

1、當(dāng)Kb﹥0時(shí)炸藥中含氧量足夠?qū)⒖扇荚赝耆趸?，并有剩余，稱(chēng)為剩氧平衡。剩余的氧可能與游離的氮化合物生成氮氧化合物，生成有毒氣體，并對(duì)瓦斯爆炸起催化作用。

2、當(dāng)Kb﹤0:炸藥中的含氧量不足以將可燃元素完全氧化，稱(chēng)負(fù)氧平衡。因?yàn)檠踉氐牟蛔?，可能生成CO，甚至還有固態(tài)碳，從而降低了炸藥的發(fā)熱量，（CO的生成熱只是CO2的1/3）

3、當(dāng)Kb=0：即炸藥中的氧恰好能完全氧化可燃元素，稱(chēng)為零氧平衡，此時(shí)炸藥中的可燃元素充分燃燒，能放出大量的熱。而且不會(huì)生成有毒氣體。配制混合炸藥時(shí)，應(yīng)通過(guò)炸藥成分的改變及其配比的調(diào)整，使炸藥達(dá)到零氧平衡。例題：在銨油炸藥（硝酸銨與柴油的混合炸藥）中，加入4%木粉做松散劑，按零氧平衡設(shè)計(jì)其配方。解：設(shè)100克炸藥內(nèi)硝酸銨X克，柴油y克，木粉是4克。則x+y+4=100

由表氧平衡值：硝酸銨+0.2g/g，柴油-3.42g/g木粉為-1.37g/g.則0.2x-3.42y-1.37×4=0解x+y+4=100x=92.210.2-3.42y-1.37×4=0y=3.49

則炸藥配方應(yīng)為：硝酸銨2.21%

柴油3.79%

木粉4%

㈡、炸藥的爆熱

1、爆熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量炸藥在定容條件下時(shí)放出的熱量稱(chēng)為爆熱，單位kJ/g。

2、爆溫：炸藥爆炸瞬間，在定容條件下，將炸藥爆炸產(chǎn)物加熱到最高溫度稱(chēng)為爆溫。單質(zhì)炸藥爆溫3000～5000℃

礦用混合炸藥爆溫2000～2500℃

在某種場(chǎng)合，需要爆溫高，以求獲得較大的威力。但煤礦用炸藥，則要求爆溫控制在較低的范圍內(nèi)，以防止引起瓦斯煤塵爆炸，而又能保證一定的爆破效率。四、炸藥的爆轟一、炸藥的爆轟1、燃燒與炮轟的主要區(qū)別（1）燃燒是靠熱傳導(dǎo)來(lái)傳遞能量和激發(fā)化學(xué)反應(yīng)，而炮轟則靠壓縮沖擊波的作用來(lái)傳遞能量和激發(fā)化學(xué)反應(yīng)；（2）燃燒速度通常約為每秒數(shù)十毫米到每秒數(shù)米，最大的也只有每秒數(shù)百米，常低于炸藥內(nèi)的聲速，而炮轟的傳播速度則總是高于炸藥中的聲速，高達(dá)每秒數(shù)千米；（3）燃燒過(guò)程的傳播易受外界條件的影響，炮轟過(guò)程的傳播基本上不受外界條件的影響；（4）燃燒產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)方向與反映區(qū)的傳播方向相反，故產(chǎn)生的壓力較低，而炮轟產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)方向則與反映區(qū)的傳播方向相同，故產(chǎn)生很高壓力。

2、爆轟波：炸藥一旦起爆產(chǎn)生大量高溫、高壓和高速的氣流，激發(fā)沖擊波，沖擊波所到之處使炸藥分子活化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量補(bǔ)償了沖擊波傳播時(shí)的能量損耗，沖擊波將以維持并以固有波速和波頭壓力繼續(xù)向前傳播，這種伴隨化學(xué)反應(yīng)的沖擊波稱(chēng)為爆轟波。

3、爆速：是指炸藥起爆后，在其本身內(nèi)爆炸波的直線(xiàn)傳播速度，可達(dá)2000～9000米/秒

4、影響爆速的因素（1）藥卷直徑。將藥卷直徑自臨界直徑逐漸增大,爆速也逐漸提高，最后達(dá)到了穩(wěn)定值。（2）炸藥密度。對(duì)于單值炸藥而言，爆速隨密度增大而增大；督俞混合炸藥而言，在一定范圍內(nèi)爆速隨密度增大而增大，但達(dá)到一定值之后，爆速隨密度的增大反而減小。（3）藥卷外殼。當(dāng)藥卷直徑較小，增加外殼可以提高爆速。當(dāng)裝藥直徑大于極限直徑時(shí)，外殼的影響就不再起作用了。（4）炸藥粒度。減小炸藥各成份顆粒的粒度，一般能使炸藥的分解和反應(yīng)速度加快、反應(yīng)時(shí)間縮短、反應(yīng)區(qū)寬度減小。

五、炸藥的間隙效應(yīng)、產(chǎn)生間隙效應(yīng)的原因

1、炸藥的間隙效應(yīng)：連續(xù)多個(gè)混合炸藥藥卷，通常在空氣中能正常傳播，但在炮眼內(nèi)如果藥卷與炮眼孔壁存在間隙，常常會(huì)發(fā)生爆轟中斷或爆轟轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵默F(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為間隙效應(yīng)。2、產(chǎn)生間隙效應(yīng)的原因：一般認(rèn)為是爆轟波在傳播過(guò)程中，其高溫高壓爆轟氣體使其前端間隙中的空氣受到強(qiáng)烈壓縮，從而在空氣間隙內(nèi)產(chǎn)生了超前于爆轟波傳播的空氣沖擊波，這樣，藥卷在爆轟波到達(dá)之前已受到?jīng)_擊波的強(qiáng)烈壓縮，直徑縮小而密度增大，引起爆轟波參數(shù)惡化。在藥包直徑縮小和密度增大到一定程度時(shí)，可導(dǎo)致爆速下降，甚至造成爆轟中斷。六、炸藥的猛度和爆力

炸藥爆炸對(duì)周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生的破壞能力以猛度和爆力來(lái)表示。

1、猛度：是指炸藥爆炸時(shí)，把一定量巖石爆碎成碎塊的能力。炸藥爆速越高則猛度越大。

2、爆力：是指炸藥爆炸時(shí)破壞一定量巖石的能力。主要取決于炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的氣體量和放的熱量。如果炸藥爆炸生成的氣體越多放熱量越大，則爆力就越大。七、炸藥的起爆能和敏感度

1、起爆能：為引起炸藥中某一質(zhì)點(diǎn)首先進(jìn)行反應(yīng)，要由外界賦予最低限度所必要的能量，這一部分能量稱(chēng)為起爆能。而引起炸藥爆炸分解的過(guò)程，稱(chēng)為起爆。起爆能形式：機(jī)械能（摩擦、沖擊）熱能爆炸能（雷管、導(dǎo)爆索等）

2、炸藥敏感度：炸藥在外界起爆能的作用下其本身發(fā)生爆炸的難易程度。即所需起爆能越小，炸藥敏感度越大所需起爆能越大，炸藥敏感度越低。

第三節(jié)工業(yè)炸藥

一、概述：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦山用炸藥從過(guò)去的黑火藥發(fā)展成為多種多樣的炸藥新品種，而且威力越來(lái)越高，對(duì)于礦用炸藥的基本要求：

1、有足夠的爆炸威力，并能被普通工業(yè)雷管所引爆

2、能保證運(yùn)輸、保管和使用安全。

3、品種較多，能適應(yīng)各種條件

4、原料來(lái)源豐富，價(jià)格便宜二、單質(zhì)猛炸藥

工業(yè)炸藥幾乎全部都是混合炸藥，為了改善混合炸藥的爆炸性能，在配方中經(jīng)常加入一些單質(zhì)猛炸藥。單質(zhì)猛炸藥梯恩梯（TNT）黑索今（RDX）太恩炸藥（PETN）三、硝銨類(lèi)炸藥㈠銨梯炸藥(硝銨炸藥)

我國(guó)目前廣泛使用的工業(yè)炸藥1、組成成分：硝酸銨，TNT、木粉三種成分組成

①硝酸銨是銨梯炸藥的主要成分。在炸藥中起氧化劑作用，為炸藥爆炸反應(yīng)提供所需的氧元素。白色結(jié)晶物質(zhì)。本身是一種化學(xué)肥料又是一種敏感度很低的弱性炸藥。②梯恩梯是敏化劑，學(xué)名三硝基甲苯，代號(hào)TNT。一般為淡黃色片狀結(jié)晶，有毒，是一種烈性炸藥，放入它可提高炸藥敏感度，并因此可用普通雷管引爆。③木粉是松散劑，以延炸藥的結(jié)塊傾向④此外，防水炸藥要加入少量防水劑，如石蠟和瀝青⑤煤礦用炸藥要加入適量食鹽。食鹽作用作為消焰劑，其主要作用是降低炸藥爆溫，吸收熱量，防止引起瓦斯爆炸。㈡、銨油炸藥

1、常用的配方比（9244型銨油炸藥）硝酸銨：柴油：木粉=92：4：42、主要特點(diǎn)：①成分簡(jiǎn)單，因不含TNT，故原料來(lái)源充足，成本低，制造使用安全，一般礦山可以自己制造，甚至在露天爆破場(chǎng)地當(dāng)場(chǎng)拌合。爆破威力小于銨梯炸藥②敏感較低，起爆比較困難③吸潮和固結(jié)的情況嚴(yán)重，最好不要儲(chǔ)存，現(xiàn)做現(xiàn)用㈢、高威力銷(xiāo)銨炸藥在采礦工業(yè)中，上述炸藥一般都能滿(mǎn)足，但隨著硬巖深孔爆破，大斷面一次成巷，堅(jiān)硬頂板強(qiáng)制放頂都需要威力更高的炸藥提高銷(xiāo)銨炸藥威力的途徑增大密度以增大炸藥的爆速加入鋁粉，提高炸藥爆熱加入猛炸藥，以增大炸藥爆速四、水膠炸藥

1956年～1957年加拿大鐵礦公司的諾布湖礦成功進(jìn)行了將水加入炸藥中的爆破實(shí)驗(yàn)以后各種含水炸藥相繼出現(xiàn)。漿狀炸藥的出現(xiàn)是銷(xiāo)銨類(lèi)炸藥發(fā)展史上的一次革命，突破了硝酸銨炸藥怕水、不能含有多量水的舊傳統(tǒng)。(一）、成分：是一種含水工業(yè)炸藥，主要有氧化劑水溶液、敏化劑、膠凝劑和交聯(lián)劑組成。氧化劑主要采用硝酸銨也加入部分硝酸鉀或硝酸鈉而且溶解于水中的飽和溶液，形成溶膠，炸藥便不再吸收水分，起到抗水作用。敏化劑為具有爆炸性的甲基胺硝酸鹽的水溶液膠凝劑主要槐豆膠、皂角和聚丙烯胺總之，是以氧化劑水溶液敏化劑和膠凝劑為基本成分的混合炸藥（二）、特點(diǎn)：爆炸性能如爆速和起爆敏感度高，雷管直接起爆，抗水性能強(qiáng)，可塑性好，使用安全，煤礦從過(guò)去的銨梯炸藥現(xiàn)普遍使用此炸藥，因?yàn)槊艋瘎┤〈司哂斜ㄎｋU(xiǎn)的TNT。五、乳化炸藥

（一）、組成成分：氧化劑水溶液、燃料油、乳化劑和敏化劑四種基本成分組成。氧化劑：硝酸銨水溶液燃料油：采用柴油同石蠟混合物乳化劑：斯本—-80（失水的梨醇單油酸脂）敏化劑：TNT，或鋁粉乳化劑的作用：降低水油表面的張力，形成油包水型乳狀液，并使氧化劑與可燃機(jī)高度耦合，從而獲得更好的爆破性能。（二）、特點(diǎn)：密度可調(diào)，適應(yīng)范圍廣，爆炸性能好，抗水性更強(qiáng)，使用更安全，廣泛應(yīng)用于工程爆破。

第四節(jié)起爆器材

一、雷管1、作用：雷管是爆破工程的主要起爆材料，其作用是產(chǎn)生起爆能來(lái)引爆各種炸藥和導(dǎo)爆索、繼爆管。2、分類(lèi)：火雷管、電雷管、導(dǎo)爆管、毫秒雷管。煤礦井下放炮均采用電雷管?；鹄坠艿钠鸨ㄊ抢命c(diǎn)燃的導(dǎo)爆索引起火雷管爆炸進(jìn)而引爆藥包的起爆方法。電雷管的起爆法是利用電能引爆電雷管爆炸進(jìn)而引爆藥包的起爆方法。

㈠、電雷管的種類(lèi)

1、種類(lèi)瞬發(fā)電雷管延期電雷管秒延期電雷管毫秒延期電雷管2、瞬發(fā)電雷管的構(gòu)造①電雷管通電后，能在一瞬間（約10毫秒左右）立即起爆，故稱(chēng)瞬發(fā)電雷管。②

由管殼8、起爆藥4、加強(qiáng)藥7和電點(diǎn)火裝置等組成。③起爆藥用二硝基重氮酚，加強(qiáng)藥的作用是增加雷管的起爆威力，多用黑索今。管殼由過(guò)去的銅制改為紙制圓筒，由于圓筒是無(wú)底的，故在下層加強(qiáng)藥中加入少許石蠟，使它鈍化代替管底。

④電火裝置直插式：在兩根腳線(xiàn)的末端焊上一段長(zhǎng)約4mm的橋絲。橋絲直接插入起爆藥中（a）藥頭式：橋絲周?chē)坑幸鹚幉⒅瞥蓤A珠狀的引火頭。（b）

3、秒延期電雷管

①通電以后，要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間大約（在1～10秒時(shí)間）內(nèi)才爆炸的電雷管。②構(gòu)造基本與瞬發(fā)電雷管相同。不同之處是在引火頭與起爆藥之間裝有一段精制的導(dǎo)火索，做延期藥，用精制導(dǎo)火索的長(zhǎng)度來(lái)控制延期秒數(shù)。4、毫秒延期電雷管毫秒延期電雷管與秒延期電雷管不同之處就在于延期藥的組分與延期秒數(shù)，毫秒延期電雷管的延期時(shí)間更準(zhǔn)確，是以毫秒為單位來(lái)計(jì)量的電雷管。5、國(guó)產(chǎn)延期電雷管的延期時(shí)間及段數(shù)見(jiàn)表㈡電雷管的主要性的參數(shù)1、電雷管的電阻：雷管電阻腳線(xiàn)電阻

腳線(xiàn)1

橋線(xiàn)電阻

橋線(xiàn)3《煤礦安全規(guī)定》電雷管發(fā)給放炮員，必須逐個(gè)做全電阻檢查，嚴(yán)禁發(fā)放不導(dǎo)通和電阻不合格的電雷管。2、最大安全電流和最小發(fā)火電流給電雷管通以恒定電流電5分鐘不爆的電流最大值，叫做最大安全電流。若從最大安全電流開(kāi)始將電流逐漸增大，則雷管爆炸的百分?jǐn)?shù)也逐漸增高，當(dāng)電流達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，將會(huì)達(dá)到99．99﹪發(fā)火，這時(shí)的電流值稱(chēng)為最小發(fā)火電流。最大安全電流一方面表明雷管抗雜散電流放生意外引爆的安全性，另一方面也給通電檢驗(yàn)雷管性能提供了最高限段的電流值。檢查雷管電阻時(shí)，或檢查已經(jīng)聯(lián)上雷管的電爆網(wǎng)時(shí)，通入的電流必須小于雷管的最大安全電流，實(shí)際上通入50mA直流電持續(xù)5min不爆為合格。3、發(fā)火沖能：

發(fā)火沖能是指橋絲加熱到足以使火藥發(fā)火的溫度時(shí)橋絲單位電阻所產(chǎn)生的熱能，是個(gè)定值，其倒數(shù)定義為雷管的發(fā)火敏度，沖能越大，列管發(fā)火敏度越小。4、傳導(dǎo)時(shí)間傳導(dǎo)時(shí)間是指從總火頭開(kāi)始燃燒到雷管爆炸的這一段時(shí)間，實(shí)際上是2、3毫秒左右。但作用卻很大，在多數(shù)雷管的串聯(lián)電路中，如果沒(méi)有傳導(dǎo)時(shí)間，這個(gè)雷管4·傳導(dǎo)時(shí)間與成組雷管的準(zhǔn)爆條件傳導(dǎo)時(shí)間是從點(diǎn)火頭開(kāi)始燃燒到雷管爆炸或延期藥點(diǎn)燃的這一段時(shí)間。它是非常短暫的，不過(guò)2-3ms，但是所起的作用卻很大。在多發(fā)雷管的串聯(lián)電路中，由于橋絲電阻不可能絕對(duì)相同，總會(huì)有某一個(gè)發(fā)熱最快的雷管首先達(dá)到發(fā)火溫度。如果沒(méi)有傳導(dǎo)時(shí)間，這個(gè)雷管就要立刻爆炸，使電路切斷。其他雷管由于發(fā)熱慢，還沒(méi)有達(dá)到發(fā)火的溫度，電路一斷，不能繼續(xù)發(fā)熱增溫，就不可能爆炸。事實(shí)上，由于這個(gè)最敏感的雷管要經(jīng)過(guò)幾毫秒的傳導(dǎo)時(shí)間之后才會(huì)爆炸，在這段時(shí)間內(nèi)。其他雷管只要能陸續(xù)地發(fā)火，即使切斷電路也不會(huì)影響它們爆炸。如以代表最敏感雷管的發(fā)火時(shí)間，代表最鈍感雷管的發(fā)火時(shí)間,代表傳導(dǎo)時(shí)間則必須滿(mǎn)足下面的關(guān)系式，才能保證雷管全部爆炸:5、雷管的起爆能力工業(yè)雷管分為10個(gè)號(hào)別（1-10）號(hào)數(shù)越大，起爆能力越大，通常用6號(hào)8號(hào)，使用最多的是8號(hào)，雷管的起爆能力，決定了它的裝藥量。二、導(dǎo)爆索

導(dǎo)爆索與電雷管一樣，近來(lái)被普遍采用起爆的另一種方式。導(dǎo)爆索是以猛炸藥為藥芯，外面纏繞數(shù)層紗線(xiàn)，并有兩層防潮層普通導(dǎo)爆索。煤礦用導(dǎo)爆索（安全）：外層含有消焰劑（食鹽）導(dǎo)爆索起爆時(shí)，先用雷管起爆導(dǎo)爆索，再用導(dǎo)爆索引起炸藥爆炸。導(dǎo)爆索起爆其優(yōu)點(diǎn)是：藥包內(nèi)無(wú)雷管，裝藥與處理瞎炮時(shí)安全性能好。在炮眼內(nèi)，沿炮眼全長(zhǎng)布設(shè)導(dǎo)爆索。能消除間隙效應(yīng)（雷管直徑小，與炸藥連接，炮眼直徑大、裝藥不可能全部充滿(mǎn)炮眼，幾管炸藥都是有數(shù)的）有利于深孔爆破。三、繼爆管和導(dǎo)爆管繼爆管實(shí)際上就是由消爆管和不帶點(diǎn)火裝置的毫秒延期雷管組成。導(dǎo)爆管是管內(nèi)壁涂有薄層炸藥的塑料軟管。它不能直接起爆炸藥，只能起傳爆作用，起爆炸藥需仍一個(gè)起爆雷管作業(yè)1、何謂氧平衡？并說(shuō)明它對(duì)煤礦爆破工作的實(shí)際意義。2、炸藥按其用途和組成各分為哪幾種？3、什么是炸藥的間隙效應(yīng)、產(chǎn)生間隙效應(yīng)的原因是什么？4、在銨銻炸藥（硝酸銨和銻恩銻）中，加入4%木粉做松散劑，按氧平衡設(shè)計(jì)其配方。5、在銨銻炸藥（硝酸銨和銻恩銻）中，加入4%木粉做松散劑，按氧平衡設(shè)計(jì)其配方。6、硝酸銨炸藥含有哪些主要成份？各成份有什么作用？7、何謂漿狀炸藥？它有哪些突出優(yōu)點(diǎn)？8、何謂水膠炸藥？它有哪些突出優(yōu)點(diǎn)？9、電雷管有哪幾種？它們?cè)跇?gòu)造上有何區(qū)別？10、電雷管主要性能參數(shù)有哪些？其意義何在？

第五節(jié)電雷管起爆法一、電爆法電雷管起爆法簡(jiǎn)稱(chēng)電爆法，它利用電流通過(guò)連成網(wǎng)路的各個(gè)電雷管使電雷管爆炸，從而引爆各炮孔內(nèi)的炸藥。二、起爆電源發(fā)爆器（煤礦用）照明線(xiàn)動(dòng)力線(xiàn)路（井下一般不用，要考慮防爆）三、電爆破網(wǎng)絡(luò)的連接方式

㈠連接方式串聯(lián)法并聯(lián)法串并聯(lián)法。1、串聯(lián)法（井下通常用此法）①特點(diǎn)：將各雷管腳線(xiàn)連續(xù)的一個(gè)接一個(gè)連在一起。最后連到放炮母線(xiàn)上。②優(yōu)點(diǎn)：⑴總電流小，即流過(guò)各個(gè)雷管的電流等于網(wǎng)路中的總電流。電路總電流小，母線(xiàn)電阻稍大影響不太明顯。⑵電路便于用導(dǎo)通表檢查，連線(xiàn)簡(jiǎn)單容易操作，在煤礦中使用比較安全。

③缺點(diǎn)：電路中任何一個(gè)雷管橋線(xiàn)鑿開(kāi)或任何一點(diǎn)未接通時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)即斷路，就會(huì)導(dǎo)致全部拒爆。因此要求在裝藥之前必須對(duì)全部雷管作導(dǎo)通檢查（這也是煤礦安全規(guī)定必須要求的）2、并聯(lián)法①特點(diǎn)：將各個(gè)雷管的兩根腳線(xiàn)分別連到兩根連接線(xiàn)上或母線(xiàn)上分段并聯(lián)（b）并簇群并聯(lián)（C）

②優(yōu)點(diǎn)：各個(gè)雷管的通電與否互不影響，比較可靠，不會(huì)產(chǎn)生全線(xiàn)路拒爆現(xiàn)象。整個(gè)電路的電阻較小，并聯(lián)雷管越多，總電阻越小。

③缺點(diǎn)：電爆線(xiàn)路連接比較復(fù)雜，不便于檢查。需要電流較大的電源，因此并聯(lián)放炮線(xiàn)路很少采用。

3、串并聯(lián)法將若干個(gè)雷管先行串聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)個(gè)串聯(lián)組，然后再將各組并聯(lián)起來(lái)的連線(xiàn)方法。優(yōu)點(diǎn)：同樣條件下能起爆的雷管數(shù)最多。缺點(diǎn)：連線(xiàn)復(fù)雜，容易出錯(cuò)，用的也比較少。四、各種連接電路的電流計(jì)算

以上幾種電路的電流強(qiáng)度，都可以按下述公式計(jì)算其中I—通過(guò)每個(gè)雷管的電流,AU—放炮電源的電壓,Vn---串聯(lián)雷管的個(gè)數(shù)，并聯(lián)時(shí)n=1;m---并聯(lián)時(shí)雷管的個(gè)數(shù)；串并聯(lián)時(shí)為雷管并聯(lián)的組數(shù)，串聯(lián)時(shí)m=1;雷管的總數(shù)N=m.nr—每個(gè)雷管的全電阻，2m的鐵腳線(xiàn)康銅橋絲雷管約3-4歐姆，鎳鉻橋絲雷管約為5-6歐姆，腳線(xiàn)加長(zhǎng)時(shí)r也用加大。

R---母線(xiàn)電阻與電源電阻之和，歐姆母線(xiàn)電阻可查導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格表，或按下式計(jì)算

式中為導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)數(shù)，m,為導(dǎo)線(xiàn)斷面積mm2

,為導(dǎo)線(xiàn)電阻系數(shù)，銅線(xiàn)為0.0184mm2／m,鋁線(xiàn)為0.0286mm2／m,鐵線(xiàn)為0.132mm2／m。電源內(nèi)阻對(duì)串聯(lián)電路影響不大，可以近似認(rèn)為等于零。對(duì)于并聯(lián)和串并聯(lián)電路，雖然內(nèi)阻比較小，但在計(jì)算時(shí)要乘以并聯(lián)組數(shù)m故不容忽略。

例題一：設(shè)有60發(fā)鎳鉻橋絲電雷管，每管電阻r=5Ω,使用v=380v交流電源，問(wèn)當(dāng)母線(xiàn)電阻和電源電阻之和R=2Ω時(shí)，各種聯(lián)線(xiàn)方式能否滿(mǎn)足雷管說(shuō)明書(shū)要求I=3.5A？（雷管準(zhǔn)爆電流要3.5安培）

解：按公式1、串聯(lián)時(shí)，=1,計(jì)算串聯(lián)電路時(shí)通過(guò)每個(gè)雷管的電流

1.26<3.5A

2、并聯(lián)時(shí)，計(jì)算并聯(lián)電路時(shí)通過(guò)每個(gè)雷管的電流=3.04<3.5A

按上述條件放炮，采用串聯(lián)、并聯(lián)都不可靠但如果將減小一點(diǎn)，對(duì)串聯(lián)來(lái)說(shuō)電流沒(méi)有太大改變，但對(duì)并聯(lián)來(lái)說(shuō)因?yàn)?、故電阻有明顯變化，電路中的電流也會(huì)有明顯的變化。但R降到多少歐就能滿(mǎn)足準(zhǔn)爆要求呢？由并聯(lián)可得

因此，當(dāng)，即可滿(mǎn)足準(zhǔn)爆要求。

在中電源電阻是不能改變的，因此母線(xiàn)電阻可按1.5Ω考慮，設(shè)母線(xiàn)長(zhǎng)度200米，可以求得母線(xiàn)斷面為如果選用斷面為6mm2的放炮母線(xiàn)電纜，就比較可靠。通過(guò)計(jì)算，可以看出母線(xiàn)電阻降低一點(diǎn)，對(duì)并聯(lián)電路產(chǎn)生多大的影響，反之如果電阻加大一點(diǎn)，也可使本來(lái)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)爆的電路變得起爆不可靠。現(xiàn)場(chǎng)上就有因線(xiàn)頭上有油污或母線(xiàn)又被炸斷一兩段表面看不出的暗傷而導(dǎo)致不爆之實(shí)例。但是這種降低母線(xiàn)電阻的的辦法也不是任何條件下都可行的，因?yàn)槟妇€(xiàn)不能無(wú)限制的加粗，有些重要工程為使放炮更可靠，電流也應(yīng)適當(dāng)加大一些，因此采用串并聯(lián)就有更大的適應(yīng)性，但是由于聯(lián)線(xiàn)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)很少適用。采用串并聯(lián)時(shí)首先確定最優(yōu)并聯(lián)組數(shù)并聯(lián)組數(shù)必須是整數(shù)當(dāng)取得這時(shí)準(zhǔn)爆電流大于雷管準(zhǔn)爆電流3.5A能擊爆。例題二：已知某巖石平巷掘進(jìn)斷面積為13m2，無(wú)瓦斯，f=4～6，工作面共布置31個(gè)炮眼，采用全電阻為4歐姆的康銅絲電雷管，雷管的準(zhǔn)爆電流為2安培，放炮母線(xiàn)的電阻為10歐姆，放炮電源采用220伏照明電源，其內(nèi)阻忽略不計(jì)，試通過(guò)對(duì)三種聯(lián)線(xiàn)方法進(jìn)行計(jì)算比較，說(shuō)明哪種聯(lián)線(xiàn)方式能使起爆效果達(dá)到最優(yōu)。2．解：（1）采用串聯(lián)時(shí)：=1.64A﹤2A，不爆；（2）采用并聯(lián)時(shí)：=0.7A﹤2A，不爆；(3)采用串并聯(lián)時(shí)：首先確定最優(yōu)并聯(lián)組數(shù)m

≈3.5并聯(lián)組數(shù)m必須為整數(shù),故取m=3或m=4，即采用3組均勻串并聯(lián)或4組均勻串并聯(lián)。①采用3組均勻串并聯(lián)時(shí)（配2個(gè)輔助雷管）=2.97A﹥2A，準(zhǔn)爆

②采用4組均勻串并聯(lián)時(shí)（配1個(gè)輔助雷管）=3.06A﹥2A，準(zhǔn)爆經(jīng)比較可以看出，采用4組均勻串并聯(lián)方式為最優(yōu)。案例：全國(guó)從1992到1998年7年時(shí)間共發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸267起，死亡人數(shù)700多人。其中由于炸藥運(yùn)輸、管理和放炮不當(dāng)引起的爆炸占30﹪還多。2010.06.21河南平頂山

共有46名工人遇難

火藥爆炸。2008.07.14河北蔚縣35人死亡炸藥燃燒。官方串通礦方瞞報(bào)。

2006.11.12山西靈石34人死亡井下私制炸藥起火，并產(chǎn)生大量毒氣。五、爆破事故的預(yù)防和處理

發(fā)生爆破事故，不但不能完成爆破任務(wù)，還會(huì)危及人身安全。因此必須分析事故產(chǎn)生的原因，提出預(yù)防措施。(一)瞎炮通電起爆后，工作面的雷管全部或少數(shù)不爆稱(chēng)為瞎炮。全部不爆多由電路斷路所致，如母線(xiàn)斷了、接頭不良以及串聯(lián)電路中有一發(fā)雷管不導(dǎo)通等，可用導(dǎo)通表一段段地做導(dǎo)通檢查，找出斷路的地方，重新接好就可以起爆。也可能由于電源故障，如發(fā)爆器損壞(氖燈不亮，聽(tīng)不到嗡嗡聲，開(kāi)關(guān)接觸不良)等造成，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)備檢修工作。大多數(shù)瞎炮都是只有少數(shù)雷管不爆，其原因比較復(fù)雜，但最主要的還是電路故障。例如起爆電流不足、各雷管的電流不均勻等。工作不慎也是一個(gè)重要原因，如錯(cuò)接、漏接，個(gè)別雷管臂腳線(xiàn)短路(直接短路，或通過(guò)水、潮濕巖石、金屬等間接短路)，隨意改變網(wǎng)路連接方法、改變放炮導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格、母線(xiàn)斷肢等。由于雷管用導(dǎo)通表發(fā)現(xiàn)不了的毛病而個(gè)別不爆的極為少見(jiàn)。由炸藥原因產(chǎn)生的不爆現(xiàn)象稱(chēng)為殘炮，多由炸藥變質(zhì)或使用不當(dāng)引起，如濕度過(guò)高、硬結(jié)、誤用不防水炸藥于多水炮眼等。只要對(duì)炸藥的發(fā)放、使用嚴(yán)格管理，殘炮即可基本杜絕。瞎炮的處理應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》進(jìn)行。腳線(xiàn)未壞時(shí)可以重新聯(lián)線(xiàn)放炮或在距炮眼至少0.3m處另打與瞎炮平行的炮眼重新裝藥放炮。嚴(yán)禁用鎬刨，抑或從炮眼中取出原放置的引藥或從引藥中拉出雷管。(二)早爆早爆是指爆炸材料比預(yù)定起爆時(shí)間提前爆炸的現(xiàn)象。這種事故很可能造成人身傷亡。這種事故大多是由于下述原因造成的。1、器材問(wèn)題炸藥雷管變質(zhì)，雷管外殼破損，裝藥時(shí)起爆藥受到?jīng)_擊、摩擦，雷管腳線(xiàn)絕緣損壞，裝藥時(shí)誤觸帶電設(shè)備等都可能引起早爆。因此，質(zhì)量有問(wèn)題的器材應(yīng)該報(bào)廢，不應(yīng)湊合使用。2、操作問(wèn)題如砸碰雷管，裝引藥時(shí)沖擊擠壓了雷管、加深炮窩子、瞎炮未及時(shí)處理或采用拉出雷管等危險(xiǎn)辦法進(jìn)行處理、放炮器管理不嚴(yán)、放炮信號(hào)不明確，等等，都有可能產(chǎn)生早爆而造成事故。3、雜散電流影響井下雜散電流多由設(shè)備漏電、電車(chē)線(xiàn)漏電等引起，應(yīng)加以加強(qiáng)檢測(cè)。井下爆破工應(yīng)養(yǎng)成隨時(shí)將兩個(gè)線(xiàn)頭扭在一起德習(xí)慣。

第六節(jié)破巖原理和爆破技術(shù)

一、爆破作用下的巖石破碎機(jī)理

㈠、巖石的破壞過(guò)程

1、爆破作業(yè)：炸藥依賴(lài)爆破時(shí)的破碎作用和拋擲作用能夠破壞，周?chē)橘|(zhì)（巖石或其它）炸藥爆炸時(shí)對(duì)巖石的破壞作用稱(chēng)為爆破作用。2、自由面將一個(gè)球形藥包埋入巖石中，巖石與空氣相接的表面叫自由面。3、最小抵抗線(xiàn)藥包中心到自由面的垂直距離叫做最小抵抗線(xiàn)w。最小抵抗線(xiàn)w的大小決定了炸藥爆炸后對(duì)巖石的破壞程度。①當(dāng)w很大，炸藥爆炸只是對(duì)巖石產(chǎn)生粉碎性破壞。（a）粉碎區(qū)只是藥包裝藥半徑的2-3倍面積。②當(dāng)w在減小（b)

巖石表面出現(xiàn)拉伸破壞。③當(dāng)w再小一些，巖石拉伸區(qū)與爆破松動(dòng)區(qū)連在一起，形成爆破漏斗。（c）巖石只產(chǎn)生松動(dòng)叫做松動(dòng)漏斗（c）巖石不但松動(dòng)而且將巖石拋擲出去叫做拋擲漏斗（d）㈡、爆破作用指數(shù)爆破漏斗半徑r與最小抵抗線(xiàn)w的比值叫做爆破作用指數(shù)n=r/w1、標(biāo)準(zhǔn)拋擲漏斗n=12、加強(qiáng)拋擲漏斗1﹤n﹤3

當(dāng)n﹥3時(shí)炸藥破碎巖石很少，沒(méi)有意義

3、減弱拋擲漏斗0.75﹤n﹤14、松動(dòng)漏斗(只松動(dòng)不拋擲)n﹦0.75藥包爆破后產(chǎn)生的爆炸力只能對(duì)巖石產(chǎn)生松動(dòng)沒(méi)有拋擲作用，松動(dòng)爆破所用的藥包叫松動(dòng)藥包。

5、壓縮爆破當(dāng)n﹤0.75時(shí)，這種爆破只能使藥包周?chē)恍〔糠窒群蟮玫狡扑?，形成空洞，它不能使自由面上的巖石破碎，沒(méi)有實(shí)際意義。二、光面爆破

光面爆破（通常簡(jiǎn)稱(chēng)光爆）是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)爆破新技術(shù)。光面爆破：根據(jù)施工圖紙的要求，在巷道和地下工程掘進(jìn)爆破后，成形規(guī)整，表面光滑；輪廓線(xiàn)外的巖石不受擾動(dòng)或破壞很小，盡可能的保持圍巖自身強(qiáng)度。這種人為控制的爆破方法，就叫光面爆破，簡(jiǎn)稱(chēng)“光爆”。1、特點(diǎn)：①光面爆破是一種先進(jìn)的、科學(xué)的爆破方法，可使掘出的巷道輪廓平整光潔，便于采用錨噴支護(hù)；②圍巖裂隙少，穩(wěn)定性高；超挖量小。所以光面爆破是一種成本低、功效高、質(zhì)量好的爆破方法。

2、質(zhì)量要求：①?lài)鷰r面上留下均勻眼痕的周邊眼數(shù)不少于其點(diǎn)數(shù)的50%。②超控尺寸不得大于150毫米，欠挖尺寸不得超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。③圍巖面上不應(yīng)有明顯的炮震裂縫。

3、施工方法：（1）先用一般的爆破方法在巷道內(nèi)部做出巷道的粗?jǐn)嗝?，給周邊留下一個(gè)厚度比較均勻