爆破基础知识

第六章爆破基础知识

第一节爆破原理

一、炸药及爆炸的一般特征

1、炸药及其主要特征

炸药是在外界能量作用下，自身进行高速的化学反应，同时产生大量的高温高压气体和热量。炸药的主要特征是：（1）具有相对稳定性和化学爆炸性。

（2）在微小的体积中蕴藏有大量能量。

（3）能够依靠自身的氧化实现爆炸反应。

2、炸药爆炸及其三要素

（1）反应过程中能放出大量的热。放出大量的热是化学爆炸进行所必须具备的首要条件。

（2）炸药反应速度快。反应速度快是是形成爆炸的必须条件，也是爆炸反应的特点之一。

（3）能生成大量的气体立物。炸药爆炸后生成大量的气体，如二氧化碳、氧气和水蒸气，还产生一些有毒气体如一氧化碳和氮的氧化物。这些气体在膨胀过程中，能对周围介质发生破坏，把炸药的能量转换为机械能。

总之，炸药爆炸必须同时具备三个要素，三者又是相互相系的。所以，高温、高压高速是炸药爆炸的重要特点。

二、炸药爆轰理论基础知识

（一）炸药的起爆和感度

1、炸药的起爆

炸药在未受外界能量作用时，处于相对稳定状态。利用炸药进行爆破作业时，必须由外界给予足够的能量，使炸药的局部活化，失去平衡，发生爆炸反应，使炸药局部失去相对稳定状态到开始发生爆炸反应的过程称为起爆。

井下爆破工程常用的起爆能有爆炸能和热能。

2、炸药的感度

炸药材料在在外界能量作用下，引起炸药爆炸的难易程度称为感应度。炸药的感应的必须适中，以6号和8号雷管能够起爆为宜。

（二）炸药的殉爆

炸药（主爆药）爆轰时引起与相隔一定距离的另一炸药（受爆药）爆轰的现象称为殉爆。

主爆药与受爆药之间发生殉爆的概率为100%的最大距离，称为殉爆距离。对一定量的炸药来说，殉爆距离越大，表明爆感度越

高。产生殉爆现象的原因，主要是由于受爆药接受了主爆药卷的爆炸气流和冲击波形式传来的足够的激发能量。

（三）炸药爆炸的稳定性传播

（1）传爆，炸药由起爆到爆炸结束的过程

中，爆炸反应在炸药中自行传播的过程称为传爆。

（2）冲击波和爆轰波。炸药起爆后，产生

大量的热能和气体，形成了高温、高压、瞬间膨胀

并高速运行的气浪，这种气浪具有极大的冲击作

用，即冲击波。在爆炸中传播的冲击波形成具有能

量补充的特殊形式的冲击波，称为爆轰波。炸药的

爆炸式爆轰波传递能量的过程。

（3）爆速。爆轰波在炸药中传播的速度称

为爆速。

（4）炸药的聚能穴。炸药和雷管的一端，

都有一个窝心，称为炸药和雷管的聚能穴。它的作

用是把爆轰波沿轴线方向集中起来，形成聚能流，

大大增强聚能穴端的局部破坏作用和传爆能力，这

种作用称为聚能效应。

（四）炸药的氧平衡

炸药中所含的氧量与可燃元素完全氧化所需氧量的关系.

在井巷掘进爆破进程中，一般使用混合炸药，主要组成元素是碳、氢、氧、氮（某些炸药含有氯，

硫，金属及其盐类），其中非爆炸性氧化剂分子或富有

氧元素的炸药分子为氧化剂，而非爆炸性可燃剂分子

或富有碳、氢元素的炸药分子为燃料，混合炸药爆炸

的实质是氧化剂和燃料发生高速化学反应的过程。炸

药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系

称为氧平衡关系。如果所选炸药中的含氧量恰好能满

足可燃元素充分氧化所需氧量（即零氧平衡），此时，

氧和可燃元素可以得到充分利用，从理论上讲，炸药

爆炸不会产生有毒气体。如果所选炸药为负氧平衡炸

药（炸药中含氧量不足），将会产生可燃性的一氧化碳

有毒气体。如果所选炸药为正氧平衡炸药（炸药中的

含氧量超过可燃元素充分氧化所需的耗氧量），多余的

氧在爆炸过程中（高温、高压）与氮发生化学反应，

生成氮氧化物有毒气体。

炸药的氧平衡有以下三种情况：

(1)零氧平衡：系指炸药中所含的氧刚够将可燃元素完全氧化；

(2)正氧平衡：系指炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化后还有剩余；

(3)负氧平衡：系指炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。

三、炸药爆炸的主要性能参数

主要有以下5种参数

1、爆力，又称炸药的做功能力，是指炸药爆炸后气体产物

膨胀对周围介质做功（包括抛掷、破碎、压缩等）的能

力，是衡量炸药爆炸特性的重要指标。爆热越大、爆温

越高、爆生气体体积越大，则炸药的爆力越大，即爆炸

威力越大。

2、猛度，是指炸药爆炸最初冲量的猛烈程度（也称炸药的

局部破碎作用），是炸药爆炸时对接触介质冲击粉碎的能

力。猛度越大，对周围介质的粉碎破坏程度越大。猛度

主要与炸药的爆速有关，爆速越大，猛度也越大。

3、含水率，是硝酸铵类炸药爆炸性能是否发生变化的内在

根据，所以特别重要。《煤系硫铁矿安全规程》规定，不

得使用水分含量超过%的铵梯炸药。

铵梯炸药质量标准规定的容许含水率不大于%。

4、密度，炸药密度，或称假比重，是指单位体积（其中包

括炸药颗粒间的空隙）的炸药质量，通常单位用g/cm³，炸药的密度对于炸药的爆炸性能影响很大。对于单质炸药，爆速随密度的增大而增大；对于混合炸药，密度与爆速的关系比较复杂。在一定范围内增大密度能提高立项爆速，但超过这个范围继续增大密度，就会导致爆速下降，最终导致熄爆。

5、炸药爆炸的热力学参数

（1）爆热。炸药在爆炸分解时释放出的热量称为爆热。爆热等于炸药的反应热与爆炸产物生成热之差，其

单位为千焦耳/千克（kJ／kg），工业炸药的爆炸一般在

3300KJ/~5900kJ/kg之间，爆炸热可根据爆炸生成气体的种类和数量进行计算，也可用量热器直接测量。

爆热是炸药做功的能源，也是决定炸药爆速的重要因素之一，它与炸药的其他许多性能有首直接或间接的

关系。因此，提高爆热和炸药威力对于矿山爆破具有重

要的实际意义。