水下爆破知识总结

水下爆破
一、专有名词基本概念
（1）爆炸：广义地讲，爆炸是指一物质系统在发生迅速的物理和化学变化时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功，同时伴随有剧烈的放热、发光和声响等效应。

广义的爆炸过程包括爆轰和爆燃。

爆炸是一种常见的现象，分析各种爆炸现象，大致可以将其归纳为三大类。

①物理爆炸：仅仅是物质形态发生变化，而化学成份和性质没有改变的爆
炸现象，称为物理爆炸。

最常见有自行车轮胎爆炸、锅炉爆炸等现象。

②化学爆炸：由物质化学结构发生急剧变化而引起的爆炸现象，称为化学
爆炸。

炸药的爆炸就是属于化学爆炸现象。

在工程爆破中，广泛应用的
是化学爆炸，而且主要是利用其破坏作用。

③核子爆炸：由于核裂变，或核聚变反应放出巨大的能量，使裂变或聚变
产物形成高温高压的蒸汽而迅速膨胀作功，造成巨大的破坏作用。

这种
由核裂变或核聚变释放出巨大的能量所引起的爆炸现象，称为核爆炸。

（2）爆轰：物质的势能或内能在极短的时间内转变成冲击波能、热辐射能、光能和声能，并在爆炸中心形成高温、高压、高能量密度气体产物区，且气体产物迅速膨胀，能对周围介质和物体产生剧烈的破坏作用的现象。

（3）爆破：利用炸药爆炸时所产生的冲击波及气体膨胀力来破坏物体，以破坏的形式达到新的建设目的一种方式。

（4）炸药：一种能把它所集中的能量在外部激发能作用下能瞬间释放出来的物质。

炸药的能量，主要是由其中所含的碳、氢等可燃物与助燃物质氧相化合而产生的。

为了产生集中能，炸药的状态必须是液体或固体。

（5）火药：也称低级炸药，只发生燃烧，而不发生爆轰（可以简单称为爆炸）。

（6）猛炸药：也称高级炸药，这类炸药具有相当大的稳定性。

也就是说，它们比较钝感，需要有较大的能量才能引起爆炸。

常用的有梯恩梯、黑索金、太安及其它军用混合炸药。

乳化炸药属于民用猛炸药。

（7）冲击波：是指在介质中以比音速还要快的速度传播的波。

冲击波在气体、液体、固体中都存在。

冲击波通常是纵波（疏密波）。

炸药爆炸时产生冲击波。

（8）密度：炸药的密度是指单位体积内所含的炸药质量。

通常以克/立方厘米表示。

（9）安定性：是指在一定的条件下，炸药保持其物理、化学性能不发生超过允许范围变化的能力，它对炸药的制造、储存和使用具有重要的实际意义，是评定炸药能否正常使用的重要性能之一。

其可分为物理安定性和化学安定性。

（10）感度：是指炸药在外界能量作用下发生爆炸的难易程度。

此外界能被称为初始冲能或起爆能，通常即以起爆能定量表示炸药的感度。

感度是炸药能否实用的关键性能之一，是炸药安全性和作用可靠性的标度。

①热感度：是指炸药在热作用下发生燃烧或爆炸的易难程度；
②撞击感度：是指在机械撞击作用下，炸药发生燃烧或爆炸的难易程度；
③摩擦感度：是指在摩擦作用下，炸药发生燃烧或爆炸的难易程度；
④起爆感度：是指在起爆药、传爆药或其它猛炸药的直接作用下，炸药发
生爆轰的难易程度，也称爆轰感度；在炸药工业中一般用雷管的威力来
表示（例如，可以用6号雷管起爆）。

⑤静电火花感度：是指在静电放电作用下，炸药发生燃烧或爆炸的难易程
度；
⑥枪击感度：是指在枪弹等高速抛射体撞击下，炸药发生燃烧或爆炸的难
易程度。

⑦殉爆感度：在一定的试验条件下，炸药包之间爆轰传播的能力（当一个
炸药包爆炸时，引起与它不相接触的邻近炸药包爆炸的能力）。

用主发药
包和殉爆药包间的最大空气间隔长度（mm）来表示。

（11）爆轰速度（爆速）：是指爆轰波通过药柱的速度。

该速度应该等于或稍高于炸药中的声速。

爆轰速度是用于计算炸药爆轰压力的重要参数。

（12）爆轰压力（爆压）：是指爆轰波波阵面后部查普曼—柔格面（C－J面）上的压力，该值通常采用计算值。

炸药爆轰压力与密度和爆轰速度平方的乘积成正比。

（13）威力：是指炸药作有用功的能力。

（14）抗水性：抗水性以小时数来度量。

指的是炸药浸在水中多少小时后性能无明显变化且仍能爆炸。

该时间长短受水深和水的状态（静止和流动）的影响。

二、水下爆破工程概述
工程爆破是以工程建设为目的的爆破技术，它作为工程施工的一种手段，直接为国民经济建设服务。

工程爆破包括水下爆破有许多种类和方法，本文所讲的《水下爆破工程知识简介》主要是指水下爆破沉船清理航道为目的的特定水下爆破工程范围。

水下爆破工程的原理：就是利用乳化炸药爆炸时产生的爆轰现象，主要由其中的冲击波能（冲击破坏）和高能量密度气体（能产生破坏力极强的气泡脉动效应）所产生的剧烈破坏作用将船体钢板和结构破坏，达到能清理沉船的目的。

爆破工程的主要材料是炸药，炸药是易燃易爆物品，在特定条件下，其性能是稳定的，储存、运输、使用时也是安全的。

进行爆破作业时，最重要的是怎样使效率提高、完全发生爆炸并且能安全进行操作。

参与爆破工程施工作业人员应当要掌握、熟悉所用炸药的性能，在适合的炸药中选择最便宜的炸药，熟悉掌握爆破技术的理论，用最合适的方法进行作业；参与爆破工程施工作业人员应当遵守法律所规定的安全规则，从而积极地按照实际情况进行安全操作。

任何工程，都是以安全第一为目标。

所以在现场使用炸药和接触炸药的人员，在从事操作过程中首先必须事事考虑的是安全第一，尽量避免或杜绝爆炸事故的发生（爆炸事故绝无小事！）。

为了提高作业人员的素质，帮助作业人员熟悉、掌握爆破器材的性能与功能，下面就水下爆破工程所必需的爆破器材性能和作用、爆破作业流程、安全规则、爆破器材制作、组装工艺等作一些简单的介绍。

三、水下爆破工程必需的爆破装置器材及作用
水下爆破工程必需的爆破器材有：火雷管、非电雷管（导爆管雷管）、导火索、塑料导爆管、塑料导爆索、乳化炸药、军用猛炸药；
水下爆破工程所需的其它必备器材和辅助工具有：塑料编织布、能密封的塑料管（或铁质管）、细铁丝、绳索（根据工程所需采用相应合适类型的绳索，如塑料绳、尼龙绳、麻绳等）、圈条型医用胶布、塑胶胶带、密封胶（玻璃胶、快速AB环氧粘接胶等）、钢丝钳、剪刀、锋利的刀具等。

爆破器材主要分为两大类：一类是爆破功能材料，主要有炸药；另一类是起爆器材，起爆器材的品种较多，主要也分起爆材料和传爆材料两大类。

各种雷管属于起爆材料，导火索、导爆管属于传爆材料，导爆管、导爆索既可起起爆作用又能起传爆作用。

对爆破器材的要求是安全可靠，使用简单、方便。

（1）导火索
导火索是一种传爆器材，它能以比较稳定的速度连续传递火焰去起爆火雷管
中的热敏炸药。

把火雷管与导火索组装在一起就成为一种起爆装置。

导火索是以一定密度的黑火药为药芯，用纸带、棉线和沥青或塑料这样的防水材料缠紧。

其外包缠三层棉线和三层纸条（中间一层为涂沥青的防潮层）；包缠的作用是：①使药芯能防止影响其燃烧速度或使其钝感的油、水或其他物质；
②在保持其柔软性的同时要防止药芯磨坏或其它损坏；③在火焰到达雷管前，尽可能减少火星从导火索侧面喷出而引爆炸药的机会；④防止导火索相邻连接线之间串火。

因此要保护好导火索的保护层，不能使它破裂和损坏并要注意防潮。

当正确点火时，导火索芯燃烧时喷出一股火焰，这股火焰称为“火舌”。

“火舌”喷火强度不低于40mm，在药芯被点燃的瞬间从导火索一端喷射出来的“火舌”证明药芯被点着了，在点火时，一直要看到“火舌”后才算完结。

导火索的性能必须符合下列要求：
①外观：表面粗细和绕线均匀；无损伤、变形、发霉、油污、剪断处散头
等现象；
②尺寸：导火索直径约为5.5±0.3 mm，药芯直径2.2 mm，药量6 g/m左右，
每盘长为250米和100米两种；
③喷火强度：不低于40mm；
④燃烧速度和燃烧性能：燃速为100～125 s/m，燃烧时不得有断火、透火、
外壳燃烧、爆声及速燃现象；
⑤抗水性能：在1米深的常温（20℃）的静水中浸2小时，燃速及燃烧性
能不变。

在水下爆破工程中，导火索是传爆网络的开始端即用来引爆纸火雷管，是传爆网络第一顺序段作用的器材。

（2）火雷管
火雷管在工业雷管中是最基本、最简单的一个品种，通过导火索的火焰直接引爆。

水下爆破工程的传爆序列为：用8号工业纸火雷管同导火索配合使用，①靠导火索的火焰引爆火雷管，②火雷管再引爆塑料导爆管，③导爆管再引爆非电雷管，④非电雷管引爆最终起爆装置，⑤最终起爆装置引爆乳化炸药条网络，达到爆破工程的目的。

A. 火雷管的结构
它由管壳、起爆药、主装药、加强药柱、加强帽组成。

管壳的一端开口，另一端封闭并带有凹槽，起聚能作用，结构如下图：
纸火雷管结构示意图
1－管壳；2－虫胶漆；3－加强帽；4－正起爆药；5－主装药；6－加强药柱；7－聚能穴
①管壳：管壳有一定的强度，能减少起爆药、主装药、加强药柱爆炸时的侧向扩散，保证起爆能力。

并可以避免起爆药受外力的直接作用，保证安全，提高雷管的防潮能力；
②虫胶漆：起粘接、密封、防潮作用；
③加强帽：加强帽为中心带有一小孔的金属罩（小孔内衬有一小块防尘、防潮丝绢），多为铜片或铁片冲压而成。

它有三个作用：减少起爆药的暴露面积，提高抗震能力，避免外力作用，加强雷管的安全性；防止起爆药受潮，增加雷管的防潮能力；促使起爆药爆炸时的压力增长，提高雷管的起爆可靠性和起爆能力。

④正起爆药：它受到导火索火焰的作用，迅速爆轰。

其主要特征是感度高。

国产火雷管大多采用二硝基重氮酚（DDNP）；
⑤主装药柱：由起爆药爆轰而引爆，用于加强起爆药的威力。

一般比起爆药感度低，爆炸威力大。

通常由钝化黑索金、特屈儿或黑索金－TNT压制而成；
⑥加强药：主要作用是增强爆轰能力，提高起爆能力和可靠性。

⑦聚能穴：聚能穴是提高雷管该方向的起爆能力。

B. 雷管号数和起爆能力
工业雷管按其装药量的多少分为十个等级。

号数越大，起爆药量越多，起爆能力越强。

常用的是8号雷管。

由于火雷管的点火药暴露在雷管壳的开口端，所以火雷管不能随意敲打和随便乱用，否则将导致事故性爆炸，造成严重后果。

要注意防潮。

在水下爆破工程中纸火雷管用于引爆塑料导爆管，是传爆网络第二顺序段作用的器材。

（3）塑料导爆管
塑料导爆管（简称导爆管）是用一种高压聚氯乙烯制成的中空细管,外径2.95±0.15mm，内径 1.35±0.1mm，管的内壁喷涂有一层薄薄的炸药（黑索金或奥克托今、铝粉和少量附加物组成的混合物）。

每米装药量16±1 mg或20±1 mg。

一般要求导爆管管材要有较好的透明度（以利质量检查）；内壁炸药层分布均匀，附着牢固；传爆过程中无破壁现象发生；内外径波动小，有较好的强度和刚度；耐老化，耐低温。

导爆管起爆后，在管内产生两种波，一种是爆轰波，另一种是冲击波，冲击波超前于爆轰波，以1600或2000m／s的速度向前传播。

由于管道的约束，使得冲击波衰减比在自由空气中慢。

冲击波在向前传播的途径上遇到炸药，使炸药发生化学反应，而这一化学反应又给冲击波补充能量使其不衰减。

这样由此及彼，在冲击波的作用下，导爆管中的炸药连续发生化学反应，维持其稳定爆轰。

高压聚氯乙烯导爆管的性能：
①传爆性：爆速有1650±50 m/s和1950±50 m/s两种；冲击波在管内传播时，导爆管管内断药长5～10cm仍能传播下去；连续传爆2000 m后，爆速无明显下降。

②耐电性：能抗30kv以下的直流电。

③抗拉性：常温下拉力68N（牛）仅伸长而不破坏；
④耐水性：导爆管两头密封浸水深度为100米，经48小时，性能不变；
⑤耐温性：将导爆管置于80～－40 ℃环境中，历时16小时，性能不变；
⑥耐火性：每卷700米导爆管，置于猛烈燃烧的火上燃烧，导爆管只燃烧，不爆炸、不传爆；
⑦枪击试验：一卷700米长的导爆管，用自动步枪在距离35、25、15米处射击，不爆炸、不传爆；
⑧引爆炸药试验：导爆管末端对着2号岩石炸药、松散黑索金、泰安、奥克托今等猛炸药，导爆管引爆后，不能引爆炸药。

导爆管不能直接引爆炸药，它必须与雷管连接后才能起爆。

导爆管与非电雷管是通过塑料塞经卡口器而连接的。

导爆管在爆破工程上用来起爆非电雷管和连接传爆网络，起传爆作用。

导爆管传爆时，管壁完整无损，用手拿着，只感觉轻微脉动；声响小，只显示一道白光，对周围环境无干扰。

因此塑料导爆管是一种安全性很高的非电爆破器材，不会对作业人员造成伤害，不存在爆炸伤人的事故隐患。

从导爆管的性能表中可以
看出导爆管的四大性能都非常好，即起爆和传爆性能好；安全性能好；密封抗水、耐高低温和抗拉性能好；破坏性能好。

所以导爆管在运输途中可以不列为危险品，可以用火车、轮船、飞机和汽车等交通工具正常运输。

在水下爆破工程中，塑料导爆管起引爆非电雷管的传爆作用，是传爆网络的第三顺序段作用的器材。

（4）非电雷管（导爆管雷管）
非电雷管是指专用于非电导爆管起爆系统的雷管，非电雷管是与塑料导爆管配合使用的一种起爆器材，该雷管利用塑料导爆管内的爆轰波将管内装的炸药引爆。

非电雷管由炸药、起爆药、加强帽和铝壳组成，通常分为瞬发、秒、半秒和毫秒多段别，根据需要选择某段别的雷管组合成起爆器材。

非电雷管与导爆管连接方法如下图：
非电毫秒雷管结构示意图
1－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－正起爆药DDNP；8－副起爆药RDX；9－金属管壳
任何雷管内装都装有敏感炸药，所以拿用时要小心，轻拿轻放，不得重摔、拍砸。

在水下爆破工程中，非电雷管是用来引爆起爆装置。

是传爆网络第四顺序段作用的器材。

（5）猛炸药（太安、奥克托今、黑索金）
猛炸药又称次发炸药,与起爆药相比,对外界作用感度较低,不易爆炸,用火焰点燃时只能燃烧。

但是，猛炸药用起爆药引爆后，威力很大，其稳定爆速比起爆药的稳定爆速大得多。

猛炸药主要作用是做各种武器弹药的战斗部装药。

在水下爆破工程中，由于水的压力，乳化炸药的威力和起爆能力将减小，所以需增强起爆装置的引爆能力，猛炸药用来装填在最终起爆装置中，用来增强起爆能量，提高起爆可靠性。

常用的猛炸药有：
太安：是现在最安定的硝酸酯炸药，也是最猛的炸药之一，其作功能力和猛
度均略大于黑索金，特别是在水中爆炸时，其能量释出很高。

奥托克金：其密度、爆速、爆压均优于黑索金，成本较高。

黑索金：纯黑索金用于制造雷管、传爆药柱和导爆索，但钝化黑索金及其组成的混合炸药大量用于装填炮弹、导弹战斗部等。

是用途广泛的军用炸药。

（6）塑料导爆索
塑料导爆索是一种含有烈性炸药药芯的圆形柔软绳索。

药芯通常是太安或黑索金炸药，外部用各种材料包缠，包括编织物、防水材料和塑料等，它们可以防止导爆索由于滥用或受到恶劣的温度、水、油或其它因素的影响而造成损坏，同时还具有一定的抗拉强度、柔软性和其它理想的使用特性。

塑料导爆索顾名思义就是其外表用塑料材料包缠而成的导爆索，也称高抗水导爆索。

导爆索起爆后，爆轰波从一端传向另一端，起爆与之相连的炸药或另一根导爆索。

导爆索主要起传爆作用。

塑料导爆索的性能标准：
①外观：红色塑料包裹皮，无严重折伤，每盘索卷不多于3段，索头要套有金属或塑料防潮帽；
②药量：不小于38 ± 2 g/m；
③外径：不大于9.5mm，每卷长100±1m；
④爆速：6500 m/s以上；
⑤起爆性能：用2 米长的导爆索能完全起爆一个200 g 的TNT药块；
⑥传爆性能：按规定连接后，用8号雷管起爆，应爆轰完全；
⑦抗水性能：取6米长试样，盘成索卷，浸入15～30℃的静水中，水压50kPa，两索头露出水面（或索头密封后浸入水中），6小时后取出，切成1米长的5段，以水手结连接，用8号雷管起爆，应爆轰完全；
⑧射击试验：取5米长的试样一根，盘成圆盘，然后在相距50米处用7.62mm 步枪射击，5发子弹射中索干，不应爆轰。

⑨高温试验：在（50 ± 2）℃下保温6小时，用8号雷管起爆，应起爆完全；
⑩低温试验：（－40 ± 2）℃下保温2小时，应能结成水手结，用用8号雷管起爆，应起爆完全；
⑪弯曲试验：用高温和低温后的试样做弯曲试验，不应露出内层线及洒药现象，用8号雷管起爆应爆轰完全；
⑫抗拉力试验：承受490N（牛）拉力后，仍能保持爆轰性能；
⑬火焰感度试验：导爆索药面被导火索喷出的火焰点燃时，不许爆轰。

由于塑料导爆索是含有烈性炸药的药芯制成，所以要正确地使用、操作和存放。

塑料导爆索相对来说是不敏感的，需用适当的雷管起爆。

尽管这种塑料导爆索敏感度低，但是太安炸药却能以每秒约6700米的速度爆轰，因此塑料导爆索是一种安全可靠的非电起爆器材。

在水下爆破工程中，塑料导爆索是包裹在乳化炸药条中，其作用是串接传爆炸药条和提高炸药引爆可靠性。

是传爆网络的第六顺序段作用的器材。

（7）乳化炸药
乳化炸药是水下爆破工程中主要使用的炸药。

乳化炸药是指一类用乳化技术制备的油包水（W/O）乳胶型抗水工业炸药。

乳化炸药的生产工艺简便，原料来源广泛，组成中不含爆炸性物质，低毒，对环境污染小。

产品的机械感度、热感度低，但爆轰感度较高(药卷直径20 mm时可稳定爆轰)，且有较强的抗水性，猛度和作功能力也可按需要调节。

可以认为，乳化炸药集中了铵油炸药、浆状炸药和水胶炸药的优点，在一定程度上消除了这三类炸药的不足之处，是工业混合炸药中的新秀。

乳化炸药具备下列优点：
①生产工艺简单，操作简便；
②炸药组成中不含有毒物质，对环境污染小；
③生产原料来源广泛；
④安全性能较好，炸药配方中可以不含任何爆炸性敏化物质，成品的机械感度、热感度等危险感度低，在生产、运输及使用过程中比较安全；
⑤猛度和威力的变化范围较大，可以按照要求调节炸药的组成和密度，以适应不同爆破目的的要求；
⑥具有较强的抗水性能。

可以说，乳化炸药集中了铵油炸药、浆状炸药和水胶炸药的优点，克服或消除了它们的不足之处，所以乳化炸药问世以来发展很快。

我国从7 0年代末期开始研制，目前生产厂家已遍布全国各地,且生产技术、工装设备也有很大发展，乳化炸药的品种也日益增多。

由于乳化炸药是一种新型的含水工业炸药，有较强的抗水性，猛度和作功能力也可按需调节，因此被广泛用于水下爆破工程中。

国内部分乳化炸药的性能：
密度(g/cm3)：0.95～1.35
爆速(km/s): 4.00～5.80
殉爆距离（cm）:7～15
临界直径（mm）:15～20
猛度（mm）: 15～20
储存期（月）:6～8（个别厂家的能达到12个月）
乳化炸药的种类
目前对乳化炸药还没有统一的分类方法。

一般地说，按爆轰感度可分为雷管敏感的乳化炸药和非雷管敏感的乳化炸药；按使用目的可分为露天型乳化炸药、岩石型乳化炸药和煤矿许用型乳化炸药；按包装形式又可分为以下三种：
①药卷状乳化炸药。

药卷状乳化炸药均对雷管敏感，使用时无需起爆药包。

它一般是专门的炸药工厂生产的产品，要求产品有较长的贮存期。

药卷的包装材料有浸蜡纸和塑料薄膜等。

药卷直径一般为2 5～5 0 m m。

我国许多工厂的产品即为药卷型。

②袋装的乳化炸药。

袋装的乳化炸药一般是大直径的，多半是雷管不敏感的产品。

其包装材料通常是聚乙烯塑料薄膜袋或是牛皮纸筒。

使用时可以整袋(筒)装入炮孔，也可以在现场去掉包装散装于炮孔中。

这种产品也是我国一些工厂的主要产品。

③散装的乳化炸药。

散装乳化炸药多数是对雷管不敏感的产品。

通常是在爆破现场混合制备的，通过混装车或泵送车直接装入炮孔中。

四、水下爆破工程作业流程
水下爆破工程是一项复杂的工程，涉及的因素很多，诸如天气、海水能见度、海潮状况、水流状态、水下作业深度等，特别是爆炸物品均储放在作业船上，其安全性尤为重要。

因此进行水下爆破作业时必须严格按照制定的安全规则、作业方案、海情状况进行爆破作业。

水下爆破工程作业流程：
（1）资质的审核
立项做水下爆破工程时，首先要对承接爆破作业单位和其工程技术人员的资格进行资质审核（该项工作需要工程甲方单位协助到当地公安部门进行审核），并办理水下爆破工程的相关手续，只有在当地公安部门（县、市级）批准的情况下，才能实施水下爆破工程；在通航的海域进行水下爆破时，一般应在三天之前由港监发布爆破施工通告。

（2）探摸
在实施水下爆破工程前，首先要了解需爆破清除船只的有关具体情况（沉船的结构参数、沉船姿态、所处水深、淤泥掩埋状况、沉船海域的海况等一系列相关情况）；
（3）制定爆破方案
根据潜水员的水下探摸情况及对清航的要求，制定出切实可行的爆破方案。

方案中包括工程所需的爆破器材的需求量和品种、爆破指挥机构和作业人员的组成（包括在爆破技术专业人员指导下参与工作的甲方人员）及分工、安全作业规则等；
（4）采购爆炸器材
到当地公安部门批准的单位（指定的商业部门和工厂）预定或采购定制爆破器材（主要是根据水深定制生产相适合的炸药）；爆破器材到位后，应将所有的爆破器材按其功能和危险等级分别放置在作业船舶规定的安全区域内（炸药可以码放在甲板上，并用苫布苫盖好，起爆器材放到距离炸药安全距离外的专用船舱内的可锁铁皮柜子内。

），炸药和起爆器材必须严格分离存放，其距离必须符合规定的安全距离之外；
（5）爆破作业前的准备工作
到达作业海域后，作业船舶应在有利于爆破作业（探摸和下炸药）的地方定位抛锚停泊。

根据爆破方案准备爆破器材（甲方人员可以在爆破技术专业人员的。