炸药的爆轰、爆速与间隙效应.docx

炸药的爆轰、爆速与间隙效应爆轰是炸药在瞬间发生分解应应的一种特定形式，其实质是爆轰波有炸药中的传播。爆轰波是炸药爆轰时的前阵面，是带冲击波的化学应区，爆轰波是爆轰作用的激发源。爆轰的特点是：（1）化学反应区很薄，凝聚相炸药的化学反应区厚度在0.5mm2.5mm之间；（2）化学反应区以常速传播，该速度大于炸药中的声速。（3）在波阵面上产生很高的温度梯度和压力梯度。一、爆速炸药中爆轰波传播的速度称为爆速。常用炸药的爆速在2500ms7000m/s之间。影响炸药爆速的因素有：（1）药柱直径。爆速随药柱直径增大而增大，当药柱直径增大到一定值后，爆速即可接近理想爆速成药柱为理想封闭，爆轰产物不发生径向流动时即可达到理想爆速）。反之，减少药柱直径，爆速将相应降低。当药柱直径减小到定值后，爆轰波就不再能稳定传播，最终将导致熄爆，这是因为有效能量已减少到不能再到持爆轰波稳定传播。爆轰波能稳定传播的最小药柱直径称为临界直径，临界直径的爆速成称为临界爆速。（2）炸药密度。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，噌大密度能提高理想爆速；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。（3）炸药粒度。粒度虽不会影响炸药的理想爆速，但减小粒度一般能提高炸药的反应速度，减小反应时间和反应区厚度，从而减小临界直径，提高爆速。（4）药柱外壳。药柱外壳不会影响炸药的理想爆速。但外壳能减小炸药的临界直径，所以当药柱直径较小，爆速距理想爆速相差较大时，增强外壳可提高爆速，其效果与加大药柱直径相同。二、间隙效应混合炸药细长连续药柱，通常在空气中都能正常传爆。但在炮眼内，如果药柱与炮眼孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象。这种现象称为间隙效应(曾叫沟槽效应或管道效应)。它不仅降低了爆破效果，而且在瓦斯矿井中进行爆破时，若炸药发生燃烧，就有引发事故的可能。间隙效应产生的原因是：当药柱爆轰时，在空气间隙内产生超前于爆轰波传播的空气冲击波。在冲击波压力作用下，炸药内产生白药柱表面向内传播的压缩波，使药柱发生变形，压缩药柱表面形成锥形压缩区。压缩区可视为惰性层，从而减小了药柱直径，当药柱直径减小到小于临界直径时，即可导致爆轰中断。另外，当超前爆轰波的空气冲击波过后将产堆反向的稀疏波，反向稀疏波将削弱爆轰波的传播。在爆破工程中，间隙效应不仅影响爆破效果，而且影响安今特别是在有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井中危害更大。因此，在工程实践中应尽可能地消除间隙效应。消除间隙效应的措施有：(1)采用耦合散装炸药消除径向间隙，可以从根本上克服间隙效应；(2)采用硝酸铵类混合炸药，产生间隙效应的可能性较小；(3)在连续药柱上，隔一定距离(或在相临药卷连接端处)套上硬纸板或其他材料做成的隔环，其外径稍小于炮眼直径，将间隙隔断，以阻止间隙内空气冲击波的传播或削弱其强度；(4)采用临界直径小，爆轰性能好，对间隙效应抵抗力大的炸药。