医学专题—第一章炸药爆炸基本理论6343.ppt

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1、 安徽能源安徽能源(nngyun)(nngyun)技术学校技术学校 矿矿 山山 爆爆 破破 二二二二0 0一二年四月一二年四月一二年四月一二年四月第一页，共三十九页。矿山(kungshn)爆破课程总26学时本课程主要学习内容：一、炸药爆炸基本理论 二、常用起爆器材 三、常用起爆方法 四、岩石爆破基本原理 五、露天矿、地下矿爆破 六、爆破安全第二页，共三十九页。2023/3/72第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论主要主要(zhyo)内容内容第一章第一章 炸药爆炸基本炸药爆炸基本(jbn)理论理论1.1 基本概念基本概念 1.2 炸药炸药的氧平衡的氧平衡(pnghng)与与热化学参数热化学参数1

2、.3 炸药炸药的爆炸性能指标的爆炸性能指标：第三页，共三十九页。2023/3/73第三章 炸药爆炸基本理论第一节第一节 基本概念基本概念物理爆炸物理爆炸（轮胎轮胎(lnti)爆炸爆炸）核爆炸核爆炸 （核裂变或核聚变核裂变或核聚变）化学爆炸化学爆炸（有新的物质生成有新的物质生成）（explosive）：爆炸(bozh)是指物质的物理形态或化学性质发生急剧变化，在变化过程中伴随有能量的快速转化，内能转化为机械压缩能，且使原来的物质或其变化产物及周围介质产生运动，进而产生的机械破坏效应。爆炸爆炸(bozh)的分类的分类：爆炸爆炸第四页，共三十九页。2023/3/74第三章 炸药爆炸基本理论 1-1化

3、学化学(huxu)爆炸必须具备三个基本要素爆炸必须具备三个基本要素1反应的放热性反应的放热性 炸药爆炸得以进行的首位必要条件。没有这个条件，反应也就不能自行延续3反应中生成大量气反应中生成大量气体产物体产物 炸药爆炸对外做功的媒介 2反应过程的高速度反应过程的高速度爆炸反应区别一般化学反应的重要标志 第五页，共三十九页。2023/3/75第三章 炸药(zhyo)爆炸基本理论例如例如(lr)铝热剂反应铝热剂反应 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe+828kJ 尽管反应非常迅速，且放出很多的热量，反应放出的热量足以把反应产物加热到3000K，但终究由于没有气体产物生成，没有把热能转变为机械能的媒

4、介，无法对外做功，所以(suy)不具有爆炸性。第六页，共三十九页。2023/3/76第三章 炸药爆炸基本(jbn)理论1-2炸药炸药(zhyo)化学变化的基本形式化学变化的基本形式 爆炸速度增长到稳定爆炸速度增长到稳定(wndng)爆速爆速（stationary detonation velocity）的最的最大值大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。贮存炸药要注意通风(tng fng)，防止炸药因温度过高分解加快引起事故A缓慢分解缓慢分解缓慢分解缓慢分解 炸药以每秒数百米至数千米的高速进行爆炸反应C爆炸与爆轰爆炸与爆轰爆炸与爆轰爆炸与爆轰

5、 燃烧过程自供氧勿用沙土覆盖法灭火。燃烧生成的气体和热量不及时排出会爆炸B燃烧与爆燃燃烧与爆燃燃烧与爆燃燃烧与爆燃爆轰爆轰第七页，共三十九页。2023/3/77第三章 炸药爆炸基本理论1-3炸药(zhyo)的起爆与起爆能 炸药属于不稳定的化学体系，但如果没有任何外界能量的作用，炸药可以保持它的平衡状态。由于炸药分子结构不同，分子结构比较脆弱的炸药就容易起爆，否则就较难。如碘化氮只要用羽毛(ymo)轻轻触及就可以引起爆炸，而NH4NO3，用几十克甚至数百克TNT才能引爆。起爆：在外能作用下，引起炸药爆炸反应的过程，称为起爆。起爆能：足以使炸药产生爆炸的外部能量。(1)热能：利用加热形式作用起爆。

6、如火焰、火星、电热。(2)机械能：通过撞击、摩擦、针刺等机械作用起爆。多用于军事上，但在生产、储存、运输(ynsh)和使用中应注意。(3)爆炸能：利用炸药产生爆炸作用起爆。如利用各种雷管、导爆索、起爆药柱等，是爆破工程中主要的起爆能形式。第八页，共三十九页。2023/3/78第三章 炸药爆炸基本理论1-4热点热点(r din)起爆理论起爆理论 热点学说认为：炸药在受到机械作用时，绝大部分的机械能量首 先转化为热能。由于机械作用不可能是均匀的，因此(ync)，热能不是作用在整个炸药上，而只是集中在炸药的局部范围内，并形成热点。在热点处的炸药首先发生热分解，同时放出热量，放出的热量又促使炸药的分解

7、速度迅速增加。如果炸药中形成热点的数目足够多，且尺寸又足够大，热点的温度升高到爆发点后，炸药便在这些点被激发并发生爆炸，最后引起部分炸药乃至整个炸药的爆炸。热点起爆热点起爆(qbo)理论理论又称又称热点学说热点学说 热点热点形成的原因形成的原因:（1）炸药内部的空气间隙或者微小气泡等在机械作用下受到了绝热 压缩；（2）受磨擦作用后，在炸药的颗粒之间、炸药与杂质之间以及炸药 与容器内壁之间出现的局部加热；（3）炸药由于黏滞性流动而产生的热点。热点起爆理热点起爆理论论第九页，共三十九页。2023/3/79第三章 炸药爆炸基本理论 2-1 炸药主要(zhyo)组成元素：C H O N 爆轰产物：炸药

8、爆轰时，化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物。CO2 CO H2O C O2 NO2 NO N2 等有毒气体：CO NO2 NO 一般所说炮烟中毒即指此。第二节第二节 炸药炸药(zhyo)氧平衡与热化学参数氧平衡与热化学参数第十页，共三十九页。2023/3/710第三章 炸药爆炸基本(jbn)理论影响有毒气体生成量的主要影响有毒气体生成量的主要(zhyo)因素因素 AA炸药的氧平衡炸药的氧平衡 BB化学反应的完全程度化学反应的完全程度 C C炸药炸药(zhyo)外壳为涂蜡纸壳外壳为涂蜡纸壳 DD爆破爆破(bop)岩石内含硫岩石内含硫 生成生成H2S、SO2等等有毒气体有毒气体 第十一页，共三十

9、九页。2023/3/711第三章 炸药爆炸基本理论 炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡。氧平衡用每克炸药中剩余或不足(bz)氧量的克数（g/g）或质量分数来表示。炸药炸药(zhyo)的的氧平衡氧平衡（Oxygen balance）2-2炸药(zhyo)氧平衡及其分类第十二页，共三十九页。2023/3/712第三章 炸药爆炸基本理论氧平衡氧平衡(pnghng)的计算的计算令令炸药的通式：炸药的通式：CaHbNcOd则则氧平衡氧平衡(pnghng)的计算式：的计算式：式中 炸药的氧平衡；炸药的摩尔质量（g/mol）；氧的摩尔质量（g/mol）16第十三页，共三十九页

10、。2023/3/713第三章 炸药爆炸基本(jbn)理论混合炸药氧平衡混合炸药氧平衡(pnghng)的计算的计算计算公式计算公式：式中 、分别为分别为第第 i 组组分分(zfn)的的质质量分数和氧平衡量分数和氧平衡值值 第十四页，共三十九页。2023/3/714第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论氧平衡的三种氧平衡的三种(sn zhn)类型类型正氧平衡正氧平衡正氧平衡正氧平衡零氧平衡零氧平衡零氧平衡零氧平衡负氧平衡负氧平衡负氧平衡负氧平衡OB0OB=0OB0第十五页，共三十九页。2023/3/715第三章 炸药(zhyo)爆炸基本理论混合炸药混合炸药(zhyo)配方计算配方计算含两种成分(ch

11、ng fn)的混合炸药配比：设x、y分别为炸药中氧化剂和可燃剂的配比，Qx、Qy、Qb分别为这两种成分和混合后氧平衡值，则有：第十六页，共三十九页。2023/3/716第三章 炸药(zhyo)爆炸基本理论2-3炸药炸药(zhyo)热化学参数热化学参数 爆炸爆炸(bozh)压力压力爆温爆温爆热爆热爆容爆容 1kg炸药爆炸(bozh)生成气体产物换算为标准状态下的体积称为爆容（specific volume）(单位:L/kg)。爆容越大，炸药做功能力越强。单位质量炸药爆炸时所释放的热量称为爆热（explosion heat）(单位:J/kg 或kJ/kg)。爆炸瞬间固体炸药变成气体产物，这些产物来

12、不及膨胀，爆炸已经结束，因而可以认为爆炸过程是定容过程。(explosion temperature)指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。混合炸药爆温一般在2000-2500（explosion pressure）指炸药爆炸时生成的热气体所产生的压力。也有人将其定义为炮孔中装药爆炸完了瞬间炮孔壁上的压力，故又称为炮孔压力。第十七页，共三十九页。2023/3/717第三章 炸药爆炸基本理论第三节第三节 炸药炸药(zhyo)的爆炸性能指标的爆炸性能指标爆速爆速（detonation velocity）爆轰波沿炸药爆轰波沿炸药(zhyo)装药传播的速度称为装药传播的速度称为爆速爆速 装

13、药直径装药直径装药直径装药直径(zhjng)(zhjng)药包外壳药包外壳药包外壳药包外壳装药密度装药密度装药密度装药密度炸药粒度炸药粒度炸药粒度炸药粒度（影响因素影响因素）起爆冲能起爆冲能第十八页，共三十九页。2023/3/718第三章 炸药爆炸基本理论影响影响(yngxing)爆速的因素（爆速的因素（1）炸药爆速随药包直径炸药爆速随药包直径(zhjng)变化变化 1梯恩梯（）；2梯恩梯/硝酸铵（50/50）（）；3梯恩梯（）；4梯恩梯-硝酸铵（）；5硝酸铵-硝化甘油(xio hu n yu)（）；6硝酸铵（）第十九页，共三十九页。2023/3/719第三章 炸药爆炸基本理论影响影响(yng

14、xing)爆速的因素（爆速的因素（2）粒状铵油炸药爆速随药包直径变化粒状铵油炸药爆速随药包直径变化(binhu)梯恩梯的装药密度对爆速的影响梯恩梯的装药密度对爆速的影响第二十页，共三十九页。2023/3/720第三章 炸药(zhyo)爆炸基本理论影响影响(yngxing)爆速的因素（爆速的因素（3）混合炸药混合炸药(zhyo)装药密度对爆速的影响装药密度对爆速的影响1药包直径20mm；2药包直径40mm第二十一页，共三十九页。2023/3/721第三章 炸药(zhyo)爆炸基本理论3-1炸药炸药(zhyo)爆速的测定爆速的测定测定方法测定方法导爆索法导爆索法 电测法电测法高速摄影法高速摄影法示

15、波器记示波器记时法时法 数字式爆速仪数字式爆速仪测测(y c)爆速爆速法法 第二十二页，共三十九页。2023/3/722第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论示波器测定示波器测定(cdng)爆速爆速示波器测定爆速示波器测定爆速（a）测定装置；（b）荧光屏上波形1，2探针；3药包；4脉冲信号(xnho)发生器电路；5示波器；6雷管；7脉冲信号；8时标第二十三页，共三十九页。2023/3/723第三章 炸药爆炸基本(jbn)理论3-2炸药的威力炸药的威力（炸药在介质内爆炸时对介质产生（炸药在介质内爆炸时对介质产生(chnshng)的整体的整体压缩、破坏和抛移的做功能力）压缩、破坏和抛移的做功能力）炸

16、药炸药(zhyo)爆炸作功示意图爆炸作功示意图 第二十四页，共三十九页。2023/3/724第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论炸药炸药(zhyo)威力的测定方法威力的测定方法铅铅 铸铸 扩扩 孔孔 法法第二十五页，共三十九页。2023/3/725第三章 炸药爆炸基本(jbn)理论3-3炸药炸药(zhyo)的猛度及测定的猛度及测定炸药炸药(zhyo)猛度猛度（brisance）炸药的猛度炸药的猛度是指爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近的局部固体介质的冲击、撞碰、击穿和是指爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近的局部固体介质的冲击、撞碰、击穿和破碎破碎(p su)能力。能力。它表征了炸药的动作用它表征了炸药

17、的动作用。1导火索；导火索；2雷管；雷管；3炸药；炸药；4钢片；钢片；5铅柱；铅柱；6钢板；钢板；7细绳；细绳；8爆炸后的铅柱爆炸后的铅柱炸药猛度的测定方法炸药猛度的测定方法第二十六页，共三十九页。2023/3/726第三章 炸药爆炸基本理论3-4炸药炸药(zhyo)的殉爆的殉爆殉爆殉爆（sympathetic detonation）殉爆是指炸药（主发药包）发生爆炸时引起与它不相接触的邻近殉爆是指炸药（主发药包）发生爆炸时引起与它不相接触的邻近(ln jn)炸药炸药（被发药包）爆炸的现象（被发药包）爆炸的现象殉爆距离殉爆距离(jl)是指主发药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离是指主发

18、药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离(jl)。殉爆距离殉爆距离（transmission distance）炸药的殉爆能力用殉爆距离表示，单位一般为炸药的殉爆能力用殉爆距离表示，单位一般为cm 确定炸药生产房间的安全距离（safety distance），为厂房设计提供基本数据；改进工 业炸药的性质，提高在工程爆破时起爆或传爆的可靠性。在采用炮孔法进行爆破工作时，为保证相邻药卷完全殉爆，对药卷之间的殉爆距离有一定要求。装药时，应尽可能使相邻药卷紧密接触，防止岩粉或碎石等惰性物质将药卷隔开。因有惰性介质时，殉爆距离将明显减小。研究殉爆的目的研究殉爆的目的：第二十七页，共三十九页。202

19、3/3/727第三章 炸药爆炸基本理论3-5炸药炸药(zhyo)感度感度 感度感度（sensitivity）指在外界(wiji)能量的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。起爆起爆(qbo)感度感度感度感度 炸药对不同形式的外界能量作用所表现的感度是不一样的。故不能简单地以炸药对某种起爆能的感度等效地衡量它对另一种起爆能的感度。冲击波感度冲击波感度热感度热感度静电感度静电感度火焰感度火焰感度摩擦感度摩擦感度撞击感度撞击感度其他感度其他感度（sensitivity to initiation）(sensitivity to shock wave）（electrostatic sensitivity）（

20、sensitivity to flame）（sensitivity to friction）（sensitivity to impact）（sensitivity to heat）第二十八页，共三十九页。2023/3/728第三章 炸药爆炸基本理论热感度和机械热感度和机械(jxi)感度感度热感度热感度（sensitivity to heat）是指在热的作用是指在热的作用(zuyng)下下,炸药发生爆炸的难易程度炸药发生爆炸的难易程度。热感度通常用爆发点热感度通常用爆发点（ignition point）来表示来表示.热作用的方式主要有两种：热作用的方式主要有两种：均匀加热均匀加热、火焰点火火焰点

21、火。机械机械(jxi)感感度度（1）撞击感度）撞击感度（2）摩擦感度）摩擦感度（sensitivity to impact）在机械撞击的作用下，炸药发生在机械撞击的作用下，炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的撞击感度爆炸的难易程度称为炸药的撞击感度。（sensitivity to friction）在机械摩擦的作用下，在机械摩擦的作用下，炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的摩擦感度炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的摩擦感度。第二十九页，共三十九页。2023/3/729第三章 炸药爆炸基本理论炸药炸药(zhyo)的起爆感度的起爆感度起爆起爆(qbo)感度感度（sensitivity to initiati

22、on）炸药的起爆感度是指在其他炸药（起爆药、起爆具等）的爆炸作用炸药的起爆感度是指在其他炸药（起爆药、起爆具等）的爆炸作用(zuyng)下，猛炸药发生爆轰的难易程度。下，猛炸药发生爆轰的难易程度。凡能用凡能用1发发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有雷管感度具有雷管感度；凡不能用凡不能用1发发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其号工业雷管可靠起爆的炸药称其不具有雷管感度不具有雷管感度。第三十页，共三十九页。2023/3/730第三章 炸药爆炸基本理论影响炸药影响炸药(zhyo)感度因素感度因素 影响影响影响影响(yngxing(yngxing)炸药感炸药感炸药感炸药感度的因

23、度的因度的因度的因素素素素 1炸药炸药炸药炸药(zhyo)(zhyo)温度的影响温度的影响温度的影响温度的影响 2炸药物理状态与晶体形态的影响炸药物理状态与晶体形态的影响 3炸药颗粒度的影响炸药颗粒度的影响 5附加物的影响附加物的影响 4装药密度的影响装药密度的影响 第三十一页，共三十九页。2023/3/731第三章 炸药爆炸基本理论3-6聚能效应聚能效应(xioyng)现象现象聚能现象聚能现象 聚能装药聚能装药 聚能效应应用聚能效应应用水面水面(shu min)聚能流的形成聚能流的形成 第三十二页，共三十九页。2023/3/732第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论聚能效应聚能效应(xioy

24、ng)装药装药聚能现象聚能现象 聚能装药聚能装药 聚能效应应用聚能效应应用装药前端有空穴装药前端有空穴(kn xu)时聚能流的形成时聚能流的形成 衬有金属药形罩的聚能装药及金属射流衬有金属药形罩的聚能装药及金属射流(shli)的形式的形式 1药形罩（能聚罩）2爆轰波阵面 3杵体 4射流第三十三页，共三十九页。2023/3/733第三章 炸药爆炸基本理论聚能效应聚能效应(xioyng)应用应用聚能现象聚能现象 聚能装药聚能装药 聚能效应应用聚能效应应用不同装药结构的钢板不同装药结构的钢板(gngbn)穿孔能力穿孔能力（a）平底药柱 （b）带有聚能穴的药柱（c）带有药形罩的聚能药柱（d）聚能药柱与

25、钢板(gngbn)间有炸高距离 第三十四页，共三十九页。2023/3/734第三章 炸药爆炸基本理论本章本章(bn zhn)思考题思考题1、名词解释：名词解释：缓慢分解、氧平衡、炸药感度、殉爆距离、爆速、爆轰波、爆力、猛度、临界缓慢分解、氧平衡、炸药感度、殉爆距离、爆速、爆轰波、爆力、猛度、临界直径、极限直径。直径、极限直径。2、什么是爆炸什么是爆炸(bozh)，产生化学爆炸，产生化学爆炸(bozh)的基本条件是什么？的基本条件是什么？3、试述氧平衡的分类、意义和在爆破工程中的应用。试述氧平衡的分类、意义和在爆破工程中的应用。4、试述殉爆距离的测定方法、影响因素及研究意义。试述殉爆距离的测定方

26、法、影响因素及研究意义。5、简述炸药感度的影响因素。简述炸药感度的影响因素。6、试述机械作用下热点形成机理。试述机械作用下热点形成机理。7、简述影响爆速的因素。简述影响爆速的因素。第三十五页，共三十九页。2023/3/735第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论（1）什么叫殉爆？什么是殉爆距离(jl)？它在工程中有何作用？一个药包（卷）爆炸后，引起与它不相接触的邻近药包（卷）爆炸的现象，称为殉爆。殉爆在一定程度上反映了炸药对冲击波的感度。通常将先爆炸的药包称为主发药包，被引爆的药包称为被发药包。前者引爆后者的最大距离叫做殉爆距离，一般以cm计，它表示一种炸药的殉爆能力。在工程爆破中，殉爆距离对于

27、确定分段装药、盲炮处理和合理的孔网参数等都具有指导意义。在炸药厂和危险品库房的设计中，它是确定安全距离的重要依据。试题(sht)第三十六页，共三十九页。2023/3/736第三章 炸药爆炸(bozh)基本理论（2）炸药爆炸产生哪些有害气体？怎样防止有害气体的危害作用？炸药爆炸产生的有害气体有CO、NOX、SO2、H2S等，预防有害气体的危害作用可采取(ciq)以下措施：（1）使用合格炸药，地下爆破时应使用零氧平衡、专用炸药，控制有害气体源头；（2）做好爆破器材防水处理。确保装药装填质量；（3）适当增大起爆能，确保炸药达到完全爆轰；（4）加强通风洒水，地下爆破时特别要向巷道孔角、盲区处引入风流；

28、（5）爆破炮响后，经通风吹散炮烟后不少于15min，才准许爆破作业人员进入工作面。露天硐室爆破后24h 内应多次检查与爆区相邻的井巷、硐内有害气体的浓度。第三十七页，共三十九页。2023/3/737第三章 炸药(zhyo)爆炸基本理论第三十八页，共三十九页。内容(nirng)总结安徽能源技术学校。爆炸是指物质的物理形态或化学性质发生急剧(jj)变化，在变化。热点学说认为：炸药在受到机械作用时，绝大部分的机械能量首 先转化为热能。热点起爆理论又称热点学说。炸药爆轰时，化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物。炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡。氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数（g/g）或质量分数来表示。2-2炸药氧平衡及其分类。Thank You第三十九页，共三十九页。