钻眼爆破
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河南理工大学 采煤概论 19
2016/11/9
第三节 爆破工作
2．装填方法
►
楔形掏槽两边炮眼的角度对称，装药量也要一致，否则，爆破力量偏向一边，易
打倒支架。周边眼最好多—些，装药量则少些，这样，有利于巷道轮廓面的规整 和围岩的稳定。 起爆药卷在炮眼里的位置应靠近眼口，作为最外面一个(或第二个)药卷，使雷管 有聚能穴的一端朝向眼底，并堵上炮泥 。
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 23
3
VI
相当软的岩石
2
VIa VII VIIa VIII IX 2016/11/9 X
相当软的岩石 软岩 软岩 土质岩石 松散岩石 流沙状岩石
1.5 1.0 0.8 0.6 0.5 0.3 5
第二节 钻眼工作
► 井巷施工首先要破碎岩石，常用的破岩方法有机
械破岩和爆破破岩两种。 ► 进行爆破破岩，就是要在采掘的煤岩中用钻研工 具钻凿炮眼，其深度一般不超过3～4m，直径 35～75mm。然后在炮眼中安放一定数量的炸药， 炮眼口直至炸药间的一段炮眼放置以不燃的惰性 物质（一般为粘土与砂子混合物）做得炮泥，再 用一定的方法是炸药在炮眼内起爆，从而产生巨 大压力使煤和岩石从其整体中分离出来，并破碎 成便于装运的块度。 ► 因此，钻眼爆破可分为两项主要工作：钻眼工作 和爆破工作。
活动钎头
12
第三节 爆破工作
► 一、炮眼的种类和作用 ► 岩石与空气相接触的表面称为自由面。 ► 药包中心到自由面的垂直距离叫最小抵抗线。
不同最小抵抗线时的集中药包爆破现象
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 13
第三节 爆破工作
► 掏槽眼：首先爆炸的炮眼，其作用在于增加
自由面。 ► 辅助眼：在掏槽眼的外围，除崩落岩石外， 还能扩大所掏的槽，提高周边眼的爆破效果。 ► 周边眼：靠近巷道的周边，其作用在于使巷 道获得一定的形状和规格。 ► 炮采工作面常用的炮眼布置图 （演示）
第二节 钻眼工作
► 2、风钻 ► 矿山一般常用的风钻有：
手持式、气腿式、伸缩 式和导轨式几种。 ► 3．全液压钻机 ► 液压凿岩机是以液压为 动力的凿岩机，它和风 动凿岩机一样，也由冲 击机构、转钎机构及排 粉系统等组成。
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论
YT-23型风钻外形
8
2016/11/9
致密的花岗岩及花岗岩类岩石，很坚固的 砂岩及石灰岩，石英质矿脉，坚固的砾岩， 很坚固的铁矿石 坚固的石灰岩，不坚固的花岗岩，坚固的 砂岩，坚固的大理岩，白云岩，黄铁矿 一般的砂岩，铁矿石 砂质页岩，泥质砂岩 坚固的页岩，不坚固的砂岩及石灰岩，软 的砾岩
15
III
坚固的岩石
10
IIIa IV IVa V
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 10
CGJ220.2型掘进凿岩台车
2016/11/9
河南理工大学
采煤概论
11
第二节 钻眼工作
二、钻眼工具 ► 1、凿岩机钎子：钎头 的形状较多，但最常 用的是一字形和十字 形钎头 。 ► 2、电钻钻具
►
组合钎子
煤电钻钻具
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论
►
►
《煤矿安全规程》规定：封泥应用水炮泥，也可用不燃性的、可塑性的松散材料 制成，如砂子、粘土和砂子混合物等。禁止使用块状材料或可燃性材料作封泥。 无封泥的炮眼，严禁放炮。 封泥多用粘塑性好的砂、土混合而成；也有用水炮泥的(塑料套装水)。水炮泥 既起堵孔的作用，又起消尘和减少有害气体的作用。
►
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采煤概论
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第二节 钻眼工作
► 4．掘进凿岩台车 ► 目前最广泛采用的掘进凿岩台车，是在可自
行的车体上，安立钻臂，钻臂上端安设推进 器。凿岩机在推进器的导轨上，因推进机械 的作用而前后移动，完成钻进和退钻的动作。 钻臂可上下、左右摆动，以便将凿岩机安置 在所需钻眼的位置。 ► 台车行走机构有轨轮、履带及轮胎三种形式。 国产台车目前以轨轮式为主 。
►
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第三节 爆破工作
1．硝甘炸药 ► 硝甘炸药的优点是爆炸力强，并具有良好的抗水性，所以特 别适用于爆破含水较多的坚硬岩石或矿石。例如多在开凿水 量较大的井筒时使用。 ► 硝甘炸药的缺点是敏感性很强，受到撞击或摩擦就可能引 起爆炸。而且还易于冻结、失效和出现汗渍。 2．硝铵炸药 ► 硝铵炸药是我国煤矿中广泛采用的炸药。它的主要成分是 硝酸铵(NH4NO3)，此外，还含有三硝基甲苯(T．N．T．)、 锯末及炭粉等。 ► 适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险矿井中的硝铵炸药称为安全 炸药。在爆炸时它产生短而温度较低的火焰，可避免引起瓦 斯或煤尘爆炸。
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采煤概论
20
第三节 爆破工作
3．联线方式
井巷掘进爆破中，可有三种雷管联线方式，即 串联、并联和混联(串并联及并串联)。 采用串联时，联线简单，而且通过每个雷管的电 流相等，故串联法在煤矿的巷道掘进爆破中使用 最广，缺点是只要一个雷管断路则整个串联组拒 爆。 并联方法可靠，但所需起爆电流较大。 在井下大爆破中，一般炮孔的数目都比较多，因 此多采用混联。
采煤概论
18
第三节 爆破工作
► 四、装药
1．炮眼装药量的计算
每爆破一次的炸药总消耗量(Q)，根据下式计算： Q=qV kg 式中： q——每爆破1m岩石所需之炸药消耗量，kg/m3； V——岩石爆破量m3。 每—个炮眼的平均炸药消耗量(r)： r=Q/N, kg/个 式中： N——炮眼数目，个。
坚固的岩石 相当坚固的岩石 相当坚固的岩石 坚固性中等的岩石
8 6 5 4
Va
坚固性中等的岩石
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩，
软的页岩，很软的石灰岩，白垩，岩盐， 石膏，冻土，无烟煤，普通泥灰岩，破碎 的砂岩，胶结的卵石及粗沙砾，多石块的 土 碎石土，破碎的页岩，结块的卵石及碎石， 坚硬的烟煤，硬化的粘土 致密的粘土，软的烟煤，坚固的表土层 微砂质粘土，黄土，细砾石 腐植土，泥煤，微砂质粘土，湿砂 砂，细砾，松土，采下的煤 流砂，沼泽土壤，包含水的黄土既包含水 河南理工大学 的土壤 采煤概论
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 21
第三节 爆破工作
五、毫秒爆破 ► 利用毫秒雷管或其它设备控制放炮的顺序， 使每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做毫秒 爆破或微差爆破。
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采煤概论
22
思考题
1．岩石分级的目的是什么？举出两种常用的岩 石分级方法，并说明其特点？ ► 2．炮眼的种类和作用？ ► 矿用炸药的种类和特点？ ► 简述钻眼爆破常用的起爆器材及其工作原理？ ► 什么是毫秒爆破？其爆破效果有何特点？ ► 分析光面爆破的机理？
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 6
第二节 钻眼工作
一、钻眼机械 ► 钻眼（又称凿岩）机具按能源分，有电动、 风动、液压、内燃四种。 ► 按破岩机理来分，有冲击式、旋转式两种。 1．电钻 ► 用旋转式钻眼法破岩 ，用电力为动力。 ► 煤矿常用的有煤电钻和岩石电钻。
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 7
河南理工大学
《采煤概论》精品课程
第三篇
第 井巷掘进与支护
6章 钻眼爆破
本章主要内容
第
6章
钻眼爆破
第一节 岩石的性质及分级 第二节 钻眼工作 第三节 爆破工作
2016/11/9
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第一节 岩石的性质与分级
► 井巷掘进是煤矿生产一项经常而重要的工
作。不论开掘何种井巷，其主要工作都是 破岩和支护。破岩和支护的主要对象是各 种不同的岩石，其物理力学性质各异。因 而，了解岩石的性质，对于合理的确定破 岩方法和支护方式，选用适当的凿岩机械、 爆破器材和掘进机械，以及正确确定工作 定额，具有重要的意义。
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第三节 爆破工作
三、起爆器材 ► 起爆器材就是供给炸药能量使其爆炸的器材。起爆器材在煤 矿中包括导爆索、雷管及发爆器。 ► 1．导爆索 ► 导爆索(又称导爆线)是用来传递爆炸波，并直接引爆炸药 的。但它本身需要雷管引爆。 ► 2．雷管 ► 雷管是用来起爆炸药和导爆索的。它是最常用的起爆器材。 ► 雷管呈圆柱形，管壳用纸、铜和铝制成，内盛起爆炸药， 直径为6～8mm，长约40～50mm。 ► 国产毫秒延期电雷管各段的微差时间从25ms到300ms，最 大延期可达2000ms。段数可达20段。
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 3
第一节 岩石的性质与分级
► 一般认为：
岩块是从地壳岩层中切取出来的小块体； 岩体是指地下工程周围较大范围内的自然地质体； 岩石则是不分岩块和岩体的泛称。
► “坚固性系数f”：表示岩石破坏的难易程度。
。
►
f
式中：
Rc 10
MPa
Rc 岩石的单轴抗压强度， ——
►
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第三节 爆破工作
► 3．发爆器
发爆器是电雷管起爆的电源，目前我国矿 山中普遍得到推广使用的是电容式发爆器。 ► 根据是否防爆，发爆器可分为防爆型及非防 爆型两种。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井 中，必须使用防爆型发爆器。
►
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采煤概论
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表6-1 岩石强度分级表
级别 I 坚固性程度 最坚固的岩石 岩石 最坚固、最致密的石英岩及玄武岩，其它 最坚固的岩石 坚固性系数f 20
II很坚固的岩石来自很坚固的花岗岩类：石英斑岩，很坚固的 花岗岩，硅质片岩；坚固程度较I级岩石稍 差的石英岩；最坚固的砂岩及石灰岩
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 14
第三节 爆破工作
二、矿用炸药 ► 炸药是一种固体或液体的化合物或混合物。当这种物质 受到一定的外界能量作用时 (遇热、机械冲撞力、其它炸 药爆炸的影响)，就能迅速分解，同时产生大量的气体和 热量。 ► 在炸药迅速分解的过程中，由于气体的膨胀作用对周围 介质产生突然的冲击压力，致使介质破坏，同时发生巨大 的音响和振动，这种现象称为爆炸。 ► 爆炸与燃烧的区别：爆炸与燃烧的共同点均是散发气体和 热量，但燃烧的反应速度很慢，所以热量不能聚积，气体 产生随即溢散。爆炸则反应速度很快，每秒钟达几百乃至 几千米，而且产生很高的温度(1500—4500℃)和大量的气 体。
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第三节 爆破工作
2．装填方法
►
楔形掏槽两边炮眼的角度对称，装药量也要一致，否则，爆破力量偏向一边，易
打倒支架。周边眼最好多—些，装药量则少些，这样，有利于巷道轮廓面的规整 和围岩的稳定。 起爆药卷在炮眼里的位置应靠近眼口，作为最外面一个(或第二个)药卷，使雷管 有聚能穴的一端朝向眼底，并堵上炮泥 。
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相当软的岩石
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VIa VII VIIa VIII IX 2016/11/9 X
相当软的岩石 软岩 软岩 土质岩石 松散岩石 流沙状岩石
1.5 1.0 0.8 0.6 0.5 0.3 5
第二节 钻眼工作
► 井巷施工首先要破碎岩石，常用的破岩方法有机
械破岩和爆破破岩两种。 ► 进行爆破破岩，就是要在采掘的煤岩中用钻研工 具钻凿炮眼，其深度一般不超过3～4m，直径 35～75mm。然后在炮眼中安放一定数量的炸药， 炮眼口直至炸药间的一段炮眼放置以不燃的惰性 物质（一般为粘土与砂子混合物）做得炮泥，再 用一定的方法是炸药在炮眼内起爆，从而产生巨 大压力使煤和岩石从其整体中分离出来，并破碎 成便于装运的块度。 ► 因此，钻眼爆破可分为两项主要工作：钻眼工作 和爆破工作。
活动钎头
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第三节 爆破工作
► 一、炮眼的种类和作用 ► 岩石与空气相接触的表面称为自由面。 ► 药包中心到自由面的垂直距离叫最小抵抗线。
不同最小抵抗线时的集中药包爆破现象
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论 13
第三节 爆破工作
► 掏槽眼：首先爆炸的炮眼，其作用在于增加
自由面。 ► 辅助眼：在掏槽眼的外围，除崩落岩石外， 还能扩大所掏的槽，提高周边眼的爆破效果。 ► 周边眼：靠近巷道的周边，其作用在于使巷 道获得一定的形状和规格。 ► 炮采工作面常用的炮眼布置图 （演示）
第二节 钻眼工作
► 2、风钻 ► 矿山一般常用的风钻有：
手持式、气腿式、伸缩 式和导轨式几种。 ► 3．全液压钻机 ► 液压凿岩机是以液压为 动力的凿岩机，它和风 动凿岩机一样，也由冲 击机构、转钎机构及排 粉系统等组成。
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致密的花岗岩及花岗岩类岩石，很坚固的 砂岩及石灰岩，石英质矿脉，坚固的砾岩， 很坚固的铁矿石 坚固的石灰岩，不坚固的花岗岩，坚固的 砂岩，坚固的大理岩，白云岩，黄铁矿 一般的砂岩，铁矿石 砂质页岩，泥质砂岩 坚固的页岩，不坚固的砂岩及石灰岩，软 的砾岩
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III
坚固的岩石
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IIIa IV IVa V
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CGJ220.2型掘进凿岩台车
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11
第二节 钻眼工作
二、钻眼工具 ► 1、凿岩机钎子：钎头 的形状较多，但最常 用的是一字形和十字 形钎头 。 ► 2、电钻钻具
►
组合钎子
煤电钻钻具
2016/11/9 河南理工大学 采煤概论
►
►
《煤矿安全规程》规定：封泥应用水炮泥，也可用不燃性的、可塑性的松散材料 制成，如砂子、粘土和砂子混合物等。禁止使用块状材料或可燃性材料作封泥。 无封泥的炮眼，严禁放炮。 封泥多用粘塑性好的砂、土混合而成；也有用水炮泥的(塑料套装水)。水炮泥 既起堵孔的作用，又起消尘和减少有害气体的作用。
►
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第二节 钻眼工作
► 4．掘进凿岩台车 ► 目前最广泛采用的掘进凿岩台车，是在可自
行的车体上，安立钻臂，钻臂上端安设推进 器。凿岩机在推进器的导轨上，因推进机械 的作用而前后移动，完成钻进和退钻的动作。 钻臂可上下、左右摆动，以便将凿岩机安置 在所需钻眼的位置。 ► 台车行走机构有轨轮、履带及轮胎三种形式。 国产台车目前以轨轮式为主 。
►
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第三节 爆破工作
1．硝甘炸药 ► 硝甘炸药的优点是爆炸力强，并具有良好的抗水性，所以特 别适用于爆破含水较多的坚硬岩石或矿石。例如多在开凿水 量较大的井筒时使用。 ► 硝甘炸药的缺点是敏感性很强，受到撞击或摩擦就可能引 起爆炸。而且还易于冻结、失效和出现汗渍。 2．硝铵炸药 ► 硝铵炸药是我国煤矿中广泛采用的炸药。它的主要成分是 硝酸铵(NH4NO3)，此外，还含有三硝基甲苯(T．N．T．)、 锯末及炭粉等。 ► 适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险矿井中的硝铵炸药称为安全 炸药。在爆炸时它产生短而温度较低的火焰，可避免引起瓦 斯或煤尘爆炸。
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第三节 爆破工作
3．联线方式
井巷掘进爆破中，可有三种雷管联线方式，即 串联、并联和混联(串并联及并串联)。 采用串联时，联线简单，而且通过每个雷管的电 流相等，故串联法在煤矿的巷道掘进爆破中使用 最广，缺点是只要一个雷管断路则整个串联组拒 爆。 并联方法可靠，但所需起爆电流较大。 在井下大爆破中，一般炮孔的数目都比较多，因 此多采用混联。
采煤概论
18
第三节 爆破工作
► 四、装药
1．炮眼装药量的计算
每爆破一次的炸药总消耗量(Q)，根据下式计算： Q=qV kg 式中： q——每爆破1m岩石所需之炸药消耗量，kg/m3； V——岩石爆破量m3。 每—个炮眼的平均炸药消耗量(r)： r=Q/N, kg/个 式中： N——炮眼数目，个。
坚固的岩石 相当坚固的岩石 相当坚固的岩石 坚固性中等的岩石
8 6 5 4
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坚固性中等的岩石
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩，
软的页岩，很软的石灰岩，白垩，岩盐， 石膏，冻土，无烟煤，普通泥灰岩，破碎 的砂岩，胶结的卵石及粗沙砾，多石块的 土 碎石土，破碎的页岩，结块的卵石及碎石， 坚硬的烟煤，硬化的粘土 致密的粘土，软的烟煤，坚固的表土层 微砂质粘土，黄土，细砾石 腐植土，泥煤，微砂质粘土，湿砂 砂，细砾，松土，采下的煤 流砂，沼泽土壤，包含水的黄土既包含水 河南理工大学 的土壤 采煤概论
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第三节 爆破工作
五、毫秒爆破 ► 利用毫秒雷管或其它设备控制放炮的顺序， 使每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做毫秒 爆破或微差爆破。
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思考题
1．岩石分级的目的是什么？举出两种常用的岩 石分级方法，并说明其特点？ ► 2．炮眼的种类和作用？ ► 矿用炸药的种类和特点？ ► 简述钻眼爆破常用的起爆器材及其工作原理？ ► 什么是毫秒爆破？其爆破效果有何特点？ ► 分析光面爆破的机理？
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第二节 钻眼工作
一、钻眼机械 ► 钻眼（又称凿岩）机具按能源分，有电动、 风动、液压、内燃四种。 ► 按破岩机理来分，有冲击式、旋转式两种。 1．电钻 ► 用旋转式钻眼法破岩 ，用电力为动力。 ► 煤矿常用的有煤电钻和岩石电钻。
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第 井巷掘进与支护
6章 钻眼爆破
本章主要内容
第
6章
钻眼爆破
第一节 岩石的性质及分级 第二节 钻眼工作 第三节 爆破工作
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第一节 岩石的性质与分级
► 井巷掘进是煤矿生产一项经常而重要的工
作。不论开掘何种井巷，其主要工作都是 破岩和支护。破岩和支护的主要对象是各 种不同的岩石，其物理力学性质各异。因 而，了解岩石的性质，对于合理的确定破 岩方法和支护方式，选用适当的凿岩机械、 爆破器材和掘进机械，以及正确确定工作 定额，具有重要的意义。
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第三节 爆破工作
三、起爆器材 ► 起爆器材就是供给炸药能量使其爆炸的器材。起爆器材在煤 矿中包括导爆索、雷管及发爆器。 ► 1．导爆索 ► 导爆索(又称导爆线)是用来传递爆炸波，并直接引爆炸药 的。但它本身需要雷管引爆。 ► 2．雷管 ► 雷管是用来起爆炸药和导爆索的。它是最常用的起爆器材。 ► 雷管呈圆柱形，管壳用纸、铜和铝制成，内盛起爆炸药， 直径为6～8mm，长约40～50mm。 ► 国产毫秒延期电雷管各段的微差时间从25ms到300ms，最 大延期可达2000ms。段数可达20段。
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第一节 岩石的性质与分级
► 一般认为：
岩块是从地壳岩层中切取出来的小块体； 岩体是指地下工程周围较大范围内的自然地质体； 岩石则是不分岩块和岩体的泛称。
► “坚固性系数f”：表示岩石破坏的难易程度。
。
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式中：
Rc 10
MPa
Rc 岩石的单轴抗压强度， ——
►
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第三节 爆破工作
► 3．发爆器
发爆器是电雷管起爆的电源，目前我国矿 山中普遍得到推广使用的是电容式发爆器。 ► 根据是否防爆，发爆器可分为防爆型及非防 爆型两种。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井 中，必须使用防爆型发爆器。
►
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表6-1 岩石强度分级表
级别 I 坚固性程度 最坚固的岩石 岩石 最坚固、最致密的石英岩及玄武岩，其它 最坚固的岩石 坚固性系数f 20
II很坚固的岩石来自很坚固的花岗岩类：石英斑岩，很坚固的 花岗岩，硅质片岩；坚固程度较I级岩石稍 差的石英岩；最坚固的砂岩及石灰岩
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第三节 爆破工作
二、矿用炸药 ► 炸药是一种固体或液体的化合物或混合物。当这种物质 受到一定的外界能量作用时 (遇热、机械冲撞力、其它炸 药爆炸的影响)，就能迅速分解，同时产生大量的气体和 热量。 ► 在炸药迅速分解的过程中，由于气体的膨胀作用对周围 介质产生突然的冲击压力，致使介质破坏，同时发生巨大 的音响和振动，这种现象称为爆炸。 ► 爆炸与燃烧的区别：爆炸与燃烧的共同点均是散发气体和 热量，但燃烧的反应速度很慢，所以热量不能聚积，气体 产生随即溢散。爆炸则反应速度很快，每秒钟达几百乃至 几千米，而且产生很高的温度(1500—4500℃)和大量的气 体。