爆炸与炸药的基本理论

• 21.什么是爆轰压力？什么是爆压？其作用是什么？ • 答：爆轰压力是指炸药爆轰时爆轰波波阵面中的C-J 面所测得的压力，当爆轰波传到炮孔孔壁上时，在孔 壁的岩石中会激发成强烈的冲击波和应力波。这种冲 击波在岩石中，特别是在硬岩中会引起周围岩石出现 粉碎和破裂，它为整个岩石破裂创造了先决条件。 • 爆轰压力与炸药的密度的一次方和爆速平方的乘积成 正比关系。所以在爆破坚硬致密的岩石时，以选用密 度大和爆速较高的炸药为宜。 • 爆压是爆轰气体产物膨胀作用在孔壁上的压力。在爆 破破碎过程中爆炸压力对岩石起胀裂、推移和抛掷作 用。一般来说，爆炸压力越高，说明爆轰产物中含有 的能量越大，对岩石的胀裂、推移和抛掷的作用越强 烈。
10.什么是炸药的做功能力？什么是炸药的爆力？ 爆力的测量方法是什么？ 答：炸药的做功能力是表示爆炸产物做绝热膨胀 直到温度降至炸药爆炸前的温度时，对周围 介质所做的功。它的大小取决于炸药的爆热、 爆温和爆炸生成的气体体积。炸药的爆热、 爆温愈高，生成气体体积愈大。则炸药的做 功能力就愈大。爆力是表示炸药爆炸做功的 一个指标，其测量方法有两种：（1）铅铸扩 孔法；（2）爆破漏斗法。
2.5炸药的爆炸性能
1、爆速 爆轰波在炸药药柱中的传播速度称为爆轰速度， 简称为爆速，通常以m/s或km/s表示之。必须指 出，炸药的爆速与炸药的爆炸化学反应速度是本 质不同的两个概念，即爆速是爆轰波阵面一层一 层地沿炸药柱传播的速度，而爆炸化学反应速度 是指单位时间内反应完成的物质的质量，其度量 单位是g/s。
15.聚能效应是如何产生的？ 答：当爆轰波前进到锥孔部分，其爆轰产 物则沿着锥孔内表面垂直的方向飞出。 由于飞出速度相等，药形对称，爆轰产 物则聚集在轴线上，汇聚成一股速度和 压力都很高的气流，称为聚能流，它具 有极高的速度、密度、压力和能量密度。 无疑，爆轰产物的能量集中在靶板的较 小面积上，在钢板上形成了更深的孔， 这便是锥孔能够增大破坏作用的原因。
12.什么是爆炸？
答：爆炸是某一物质系统在有限空间和极 短时间内，大量能量迅速释放或急骤转 化的物理、化学过程。爆炸有化学爆炸、 物理爆炸与核爆炸三种形态。
13.炸药起爆能有几种形式？ 答：炸药起爆能有三种形式，即热能、机 械能和爆炸能。
14.何为炸药感度？
答：炸药在外界能量作用下，发生爆炸反 应的难易程度称为炸药感度。炸药感度 与所需的起爆能成反比，就是说炸药爆 炸所需的起爆能愈小，该炸药的感度愈 高。
• 炸药感度的种类 1、热感度 五分钟、五秒钟爆发点
爆发点测定器 1－合金浴；2－电热丝；3－隔热层； 4－铜试管；5－温度计
2、机械感度 3、爆轰感度 4、静电火花感度
立式落锤仪 1－落锤；2－撞击器；3－钢爪；4－基础；5－上击柱； 6－炸药；7－导向套；8－下击柱；9－底座
摆式摩擦仪 1-摆锤；2-击杆；3-导向套；4-击柱；5-活塞；6-炸药试样；7顶板
17.炸药猛度的定义是什么？一般采用的测 量方法是什么？
答：炸药猛度是指炸药爆炸瞬间爆轰波和 爆炸气体产物直接对与之接触的固体介 质局部产生破碎的能力。猛度的大小主 要取决于爆速。爆速愈高，猛度愈大， 岩石被粉碎得愈厉害。炸药猛度的实测 方法一般采用铅柱压缩法。
18.什么是炸药的感度？对炸药的使用有何意义， 其感度有哪几种？ • 答：炸药在外界能量作用下起爆的难易程度称 为该炸药的感度。容易起爆，则该炸药的感度 高；反之，则感度低。炸药的感度对于炸药的 制造加工、运输、储存、使用的安全十分重要。 感度过高的炸药容易发生爆炸事故，而感度过 低的炸药又给起爆带来困难。 • 按照外界能量作用的形式，炸药的感度可分为 热感度、机械感度和爆轰感度。
炸药的氧平衡
•氧平衡的概念 氧平衡是衡量炸药中所含的氧与将可燃 元素安全氧化所需要的氧两者是否平衡的 问题。 •氧平衡的分类 正氧平衡、零氧平衡、负氧平衡。
• 炸药的热化学参数 1、爆热 一定量的炸药爆炸发出的热量。 2、爆温 炸药爆炸时所放出的热量将爆炸产物加 热达到的最高温度。 3、爆压 炸药在密闭的容器中爆炸时，其爆炸产 生对器壁所施的压力。
爆速与药柱直径的关系
•影响爆速的因素如下： （1）药柱直径，随着药柱直径的增大，爆速也增大； （2）约束条件，实践表明，在药柱直径较小的情况下， 增强药柱的约束条件可以显著提高炸药的爆速，减少其 临界直径值； （3）炸药密度，概括地说，当炸药分配比和工艺条件控 制一定时，炸药的爆速随着密度的增加而增大；就工业 炸药而言，当药柱直径一定时，存在有使爆速达最大值 的密度值，即最佳密度，再继续增大密度，就会导致爆 速下降，当爆速下降至临界爆速时，爆轰波应不再能够 稳定传播，最终导致熄爆； （4）炸药粒度，一般来说，减少炸药粒度能够提高炸药 的反应速度，减少反应时间和反应区厚度，从而减少临 界直径提高爆速。
• 19.为什么炸药威力通常用铅铸扩孔法和爆破漏斗法表示？ • 答：炸药做功能力是相对衡量炸药威力的重要指标之一，通常以 爆炸产物做绝热膨胀直至其温度降至炸药爆炸前的温度时，对周 围介质所做的功来表示。炸药的威力在理论上虽然可以近似地用 炸药爆炸做功的能力表示，但是实际上炸药在岩石中爆炸后究竟 做了多少功，很难用理论计算法和实测的方法求得。因此在工程 爆破中，为了比较不同炸药的做功能力，通常采用一种规定的实 验方法以所得到的结果，用来衡量不同炸药爆炸做功的相对指标， 但不表示炸药爆炸真正所做的功。 • 炸药的爆力是表示炸药爆炸做功的一个指标，它表示炸药爆炸所 产生的冲击波和爆轰气体作用于介质内部，对介质产生压缩、破 坏和抛移的做功能力。爆力的大小取决于炸药的爆热、爆温和爆 炸生成气体体积。炸药的爆热、爆温愈高，生成气体体积愈多， 则爆力就愈大。通过用铅铸扩孔法、爆破漏斗法测量炸药的爆力。
4.引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机 械能、爆炸能。 5.炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。 6.炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸 过程中的热传导、热辐射、介质的塑性 变形。
7.炸药的热化学参数有：爆热、爆温、爆 压。 8.炸药的爆炸性能有：爆速、炸药威力、 猛度、殉爆、间隙效应、聚能效应。 9.爆炸压力的大小取决于炸药爆热、爆温 和爆轰气体的体积。
• 影响聚能效应的因素 1、炸药种类 2、装药密度 3、聚能穴材质 4、聚能穴的形状 5、炸高
本章考试要点
1.影响炸药殉爆距离的因素有装药密度、药量、 药径、药包外壳和连接方式。 2.炸药爆炸必须具备的三个基本要素是：变化过 程释放大量的热、变化过程必须是高速的、变 化过程能产生大量气体。 3.炸药化学反应的四种基本形式是：热分解、燃 烧、爆炸和爆轰。
16.炸药爆炸三要素是什么？ 答：（1）化学反应过程大量放热。放热是化学 爆炸反应得以自动高速进行的首要条件，也是 炸药爆炸对外做功的动力。 （2）反应过程极快。这是区别于一般化学反应 的显著特点，爆炸可在瞬间完成。 （3）生成大量气体。炸药爆炸瞬间产生大量高 温气体产物，在膨胀过程中将能量迅速转变为 机械功，使周围介质受到破坏。
• 炸药的化学变化基本形式 1、热分解 2、燃烧 3、爆炸 4、爆轰。
2.2炸药的起爆与感度
• 起爆的概念 引起炸药发生爆炸的过程称为起爆。 • 起爆能的形式 1、热能 2、机械能 3、爆炸能
•炸药起爆的基本理论 •炸药的热能起爆理论 爆炸时系统内部增温的结果 •炸药的机械能起爆理论 当炸药受到外部作用冲击、摩擦，被加 热到相同的温度。
• 炸药的殉爆 一个药包（卷）爆炸后，引起与它不相 接触的临近药包（卷）爆炸的现象。 • 影响炸药殉爆距离的因素 1、装药密度；2、药量；3、药径；4、 药包外壳；5、连接方式。
• 沟槽效应的概念 沟槽效应也称管道效应、间隙效应，即 当药卷与炮孔壁间存在有月牙形成空间时， 爆炸产物压缩药卷与孔壁之间的空气会产 生冲击波，它超前于爆轰波并压缩药卷， 使其密度增加而抑制爆轰。 • 沟槽效应的影响因素 一般来说，沟槽效应与炸药配方、物理 结构、炸药包装条件和加工工艺有关。
11.什么是氧平衡？分哪几种不同情况，各有什 么含义？ 答：氧平衡是衡量炸药中所含的氧与将可燃元素 安全氧化所需要的氧两者是否平衡的问题。根 据所含氧的多少，炸药氧平衡有零氧平衡、正 氧平衡和负氧平衡之分。正氧平衡是指炸药中 所含的氧将可燃元素安全氧化后还有剩余。负 氧平衡是指炸药中所含的氧不足以将可燃元素 完全氧化。零氧平衡是指炸药中所含的氧正好 将可燃元素完全氧化。
• 聚能效应
底部具有锥孔（也叫聚能穴）的药包爆炸时 对目标的破坏作用显著增强的现象称为聚能效 应。 • 聚能效应产生的原因 1、爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥 面方向向轴线汇集，使能量集中。 2、爆轰产物的压力本来就很高，汇集时轴线 处形成更高的压力区，高压迫使爆轰产物向周 围低压区膨胀，使能量分散。
• 20.何谓炸药爆速？试分析影响爆速的因素有哪些？ • 答：爆轰波在炸药药柱中的传播速度称为爆轰速度，简称为爆 速，通常以m/s或km/s表示之。必须指出，炸药的爆速与炸药 的爆炸化学反应速度是本质不同的两个概念，即爆速是爆轰波 阵面一层一层地沿炸药柱传播的速度，而爆炸化学反应速度是 指单位时间内反应完成的物质的质量，其度量单位是g/s。 • 影响爆速的因素如下： • （1）药柱直径，随着药柱直径的增大，爆速也增大； • （2）约束条件，实践表明，在药柱直径较小的情况下，增强药 柱的约束条件可以显著提高炸药的爆速，减少其临界直径值； • （3）炸药密度，概括地说，当炸药分配比和工艺条件控制一定 时，炸药的爆速随着密度的增加而增大；就工业炸药而言，当 药柱直径一定时，存在有使爆速达最大值的密度值，即最佳密 度，再继续增大密度，就会导致爆速下降，当爆速下降至临界 爆速时，爆轰波应不再能够稳定传播，最终导致熄爆； • （4）炸药粒度，一般来说，减少炸药粒度能够提高炸药的反应 速度，减少反应时间和反应区厚度，从而减少临界直径提高爆 速。
• 影响炸药感度的因素 1、内在因素 A、键能；B、分子结构和成分；C、生 成热；D、热效应；E、活化能；F、热 能量。 2、外在因素 A、炸药的物理状态与晶体形态；B、装 药密度；C、炸药的结晶；D、温度；E、 惰性杂质的掺入。
2.3炸药的爆轰理论
•爆轰波 在炸药中传播的特种形式的冲击波称为 爆轰波。 •爆轰波稳定传播的机理和条件 1、反应区化学反应机理 2、理想爆轰与稳定爆轰 3、侧向扩散对反应区结构的影响
•炸药的爆炸冲击能基本理论 •均相炸药的爆炸冲击能起爆过程 主发装药爆炸产生冲击波进入均相炸药， 经过一定的延迟后，便开始在表面形成爆轰 波。 •非均相炸药的起爆过程 物理性质不均匀炸药的传播过程。
•炸药的感度
炸药在外界能量作用下，发生爆炸反应 的难易程度称为炸药感度。炸药感度与所 需的起爆能成反比，就是说炸药爆炸所需 的起爆能愈小，该炸药的感度愈高。
• 炸药的猛度 炸药猛度是指炸药爆炸瞬间爆轰波和爆 炸气体产物直接对与之接触的固体介质局 部产生破碎的能力。 • 炸药猛度的测量方法 炸药猛度的实测方法一般采用铅柱压缩 法。 • 影响猛度的因素 猛度的大小主要取决于爆速。爆速愈高， 猛度愈大，岩石被粉碎得愈厉害。
铅柱压缩实验图 1-钢砧；2-铅柱；3-钢片；4-受试炸药；5-雷管
• 炸药的威力（爆力） 1、炸药的爆力是表示炸药爆炸做功的一个指标， 它表示炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体作用 于介质内部，对介质产生压缩、破坏和抛移的做 功能力。 2、爆力的大小取决于炸药的爆热、爆温和爆 炸生成气体体积。炸药的爆热、爆温愈高，生成 气体体积愈多，则爆力就愈大。 3、通过用铅铸扩孔法、爆破漏斗法测量炸药 的爆力。
爆炸与炸药的基本理论
2.1基本概极短时间内，大量能量迅速释放或 急骤转化的物理、化学过程。 • 爆炸的分类：化学爆炸、物理爆炸、核 爆炸。
• 炸药爆炸的基本条件（要素）： 1、变化过程释放大量的热 2、变化过程必须是高速的 3、变化过程能产生大量气体。