2爆炸与炸药的基本理论Word下载.docx

2爆炸与炸药的基本理论Word下载.docx

《2爆炸与炸药的基本理论Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2爆炸与炸药的基本理论Word下载.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

亦为爆破作业证件升级打基础。

六、教学要求

1、珍惜这次爆破技术人员复训学习机会

95年全国第一次举办爆破技术人员作业证：

2、严格遵守培训班各项规章制度；

3、严格遵守课堂教学纪律，按时到课；

4、认真听课，做好笔记。

编制：

尹成祥

2016-12-1

第二章爆炸与炸药的基本理论

（教材10p）

第一节基本概念

一、爆炸及其分类

（一）爆炸

物质或物体在外界作用下，瞬间发生物理或化学变化，并在极短时间内放出大量能量的的现象。

如：

锅炉爆炸、热水瓶爆炸、轮胎爆炸、炸药爆炸、鞭炮爆炸等。

（二）爆炸的分类

1、物理爆炸

爆炸后物质的物理状态发生变化，其内部分子结构不发生变化。

如车胎、水瓶、压力罐、雷电等

2、化学爆炸

爆炸后不但物质的物理形状发生变化，其内部分子结构也发生变化，并生成其它物质。

炸药爆炸属于化学爆炸。

3、核爆炸

由核炸药的原子核发生烈变或聚变的连锁反应，并在瞬间放出巨大能量的现象称为核爆炸。

如u235，u238、氚、氘的爆炸等。

二、炸药及其爆炸特征（3个基本条件）

（一）炸药

凡在外界作用下，能产生快速变化，生成高热和大量气体的物质，叫炸药。

按用途分类：

起爆药、破坏药、火药、核炸药

按物理状态分类：

固体、液体和气体

（二）炸药爆炸的三大特征（3个基本条件）

实践表明：

炸药爆炸时瞬间产生火光、出现烟雾、发生巨响，并产生冲击波。

火光说明：

烟雾说明：

巨响说明：

炸药爆炸反应过程中释放出大量的热量、生成大量气体以及化学反应的快速性是炸药爆炸所具备的特殊因素和必要条件。

炸药爆速快、温度高和气体多称为炸药的三大要素，简称炸药三要素。

（1）变化速度快

炸药爆炸产物传爆的速度，称为爆速。

常用炸药的爆速约为2000～8000m/S。

一公斤炸药（集中药包）开始爆炸到完成爆炸反应，约为十万分之一秒。

如梯恩梯炸药的爆速为6800m/s。

硝铵类炸药的爆速约为3500m/s。

（2）释放大量的热

炸药爆炸变化过程放出大量的热能，使炸药瞬间产生变化。

常用炸药爆炸时产生1000～3500kJ/kg的热量。

在极短的

时间内将爆炸产物加热到数千摄氏度。

爆炸时的温度最高可达2000～50000C。

（3）生产大量的气体

常用炸药爆炸可产生600～1000L/kg的气体。

炸药爆炸放的气体约相当于原体积的1000倍。

以上炸药爆破快、温度高、气体多就是炸药三大的特征（三大要素）：

（1）反应过程大量放热；

（2）反应过程极快；

（3）生产大量气体。

总之，炸药爆炸在瞬间形成高温、高压的爆炸产物，急剧向

外膨涨，形成超压冲击波对介质做功。

其超压最高可达数十万（10-40万兆帕）个大气压。

因此，炸药爆炸时具有巨大的破坏威力。

炸药爆炸时产生的气体越多、温度越高、爆速越快，炸药爆炸威力就越大，破坏能力越强。

三、炸药化学变化的基本形式

炸药在外界作用下发生三种基本的化学反应。

即：

热分解、燃烧、爆炸和爆轰。

（一）热分解

炸药在常温下或受热作用时，会发生缓慢的分解，并放出热量，产生热分解。

炸药的分解速度主要取决于环境温度。

温度越高分解越快。

当温度达到一定限度时，炸药缓慢的热分解会自动转变为快速的化学变化，发生燃烧或爆炸。

因此，炸药在存储、保管和使用时，要特别注意炸药的环境温度变化，如炸药堆放不易过高，要注意通风保持常温，防止炸药因温度过高导致热分解加快，而引起燃烧或爆炸。

（二）燃烧

炸药在火焰或加热的作用下，可能引起燃烧。

燃烧的速度一般比较缓慢。

当燃烧生成的气体或热量不能及时排除时，压力增大，温度升高，可能由燃烧转为炸药爆炸。

一般情况下少量炸药能够稳定的燃烧而不爆炸。

炸药的燃烧与一般燃料燃烧有着本质的区别，一般燃料的燃烧需要外界供氧，而炸药的燃烧是依靠自身所含的氧进行反应的。

（三）爆炸与爆轰

，1、爆炸

当炸药受到足够大的外力作用时，炸药会发生最猛烈的化学反应，这种反应以冲击波的形式高速传播。

传播的速度通常每秒数千米。

这就是炸药的爆炸。

爆炸过程不稳定，是开始的过程。

2、爆轰

炸药以最大而稳定的爆速进行传播的过程叫爆轰。

区别：

（1）爆轰的传爆速度恒定，爆炸传爆速度不稳定。

（2）爆轰是炸药变化的最高形式。

爆轰是一种比燃烧更剧烈的化学变化形式。

它是冲击波在炸药中自行高速传播的现象，并且与外界的压力、温度等条件无关。

炸药爆轰是炸药特有的一种化学变化形式。

对一定的炸药来说，爆轰波的速度是稳定的。

在爆轰条件下，爆炸具有最大的破坏作用。

（四）三种变化形式的转化

上述炸药的三种反应形式在性质上虽有不同之处，但它们之间却有着非常密切的关系。

1、在一定条件下可以相互转化。

2、炸药的热分解在一定条件下可以转变为燃烧。

3、炸药的燃烧随温度和压力的增加又可以转变为爆炸。

因此，在使用保管中,控制外界的温度变化，就可以控制炸药向要求的方面的转化，以达到对炸药使用、保管的安全性，确保炸药爆炸的效果。

（五）炸药变化的启示

1、炸药着火时降温、控制温度。

2、用水灭火，不易使用沙土和泡沫灭火器等。

3、起爆炸药要给予足够的起爆能，确保炸药稳定爆轰。

第二节炸药的起爆和感度

一、炸药的起爆和起爆能

1、炸药的起爆

炸药是一种相对稳定平衡的物质。

使之爆炸必须施加一定的能量，才能爆炸。

因此，引起炸药爆炸的过程（现象）叫起爆。

2、炸药的起爆能

使炸药爆炸的能量，叫起爆能。

（1）热能：

火源加热、电加热等（最基本的起爆能源）；

（2）机械能：

机械功作用；

撞击、摩擦、针刺、摔砸等；

（3）爆炸能：

利用炸药爆炸能量引起另一种炸药爆炸。

另外：

激光能、化学能等，均可以使炸药爆炸。

起爆能和感度的关系：

通常炸药的感度越大，所需的起爆能越小。

相反炸药的感度越小，所需的起爆能就越大。

二、炸药感度

1、什么是炸药感度？

在外界作用下炸药发生爆炸的难易程度。

2、炸药的热感度（爆发点）

3、爆发点

什么是炸药爆发点？

加热使炸药爆炸的最低温度。

乳化炸药3300C;

黑火药3000C；

TNT2950C；

黑索金2300C；

雷汞1750C；

（2）火焰感度：

（3）撞击感度：

利用撞击（）

（4）爆轰感度：

炸药感度与起爆能成反比关系。

4、影响炸药感度的因素

外界影响：

（1）炸药的物理状态

（2）装药密度

（3）炸药结晶的大小：

可能增大。

可能减小。

一般颗粒减小，感度增大。

（4）温度

（4）添加物的加入：

根据添加物楞角、硬度、含量等决定。

坚硬。

棱角大，感度大；

如加入石英砂、玻璃粉等，感度增大。

加入松软物质感度降低。

如加入油、石蜡等。

5、爆炸和爆轰理论和方程（略）

（1）爆轰波基本方程

（2）爆轰参数计算

第四节炸药的氧平衡与热化参数

（一）炸药的基本概念

1、炸药组成（成份）

C、H、O、N

因为，炸药本身含可燃元素和助燃元素，爆炸反应不需要外界供氧。

只要外界条件达到及限，即可爆炸。

3、爆炸后生成的主要物质

CO、CO2、H2O、NO、C、N。

放出大量的热、和气体

（二）炸药的氧平衡

1、什么是炸药的氧平衡？

炸药爆炸时，炸药中所含的氧与可燃元素C、H原子完全氧化时所需的氧量问题。

2、炸药的氧平衡的三种情况：

（1）零氧平衡：

含的氧刚好完全氧化。

完全氧化：

主要生成产CO2H2O、放热量最大。

硝铵类炸药基本为零氧平衡。

（2）正氧平衡：

含的氧刚好完全氧化，还有剩余。

氧有多余：

主要生成产ON、O2N。

（3）负氧平衡：

含的氧不足以将可燃元素完全氧化。

缺氧，主要生成产CO、H2、C、

正氧平衡和负氧平衡均不利于炸药发挥最大威力，同时会产生有害气体。

特别在煤矿地下实施爆破施工，和瓦斯混合易产生有毒气体，另外，还可以起催化作用。

（三）炸药的氧平衡计算（略）

（四）炸药的热化参数

1、爆热

（1）什么是炸药爆热？

单位质量的炸药爆炸时产生的热量，称为炸药爆热。

单位:

千卡/公斤（kJ/kg）。

工业炸药的爆热一般为3300-5900kJ/kg。

1kJ（焦耳）=0.239千卡

1卡：

使1kg的水升高1度使用的热量（标准大气压）。

（2）爆热的测定

（2）爆热的计算

2、爆温

（1）什么是炸药爆温？

炸药爆炸时将爆炸产物加热的最高温度。

摄氏度（0C）。

单质炸药：

3000-50000C

矿用炸药的爆热一般为2000-25000C

3、爆压

（1）什么是炸药爆压？

炸药爆炸时爆炸产物高温、高压气体产生的压力。

对介质产生的超压。

Pa（帕斯卡）。

常用工业炸药的爆压为：

3000-3500Mpa

1Mpa=106/m2=105kg/m2

1kg=9.8N=10kgF

1N=0.1kgF

常用炸药产生的超压（最大）：

30万kg/cm2。

第五节炸药的爆炸性能

一、爆速

1、什么是炸药的爆速？

爆轰波在炸药柱中传播的速度。

单位：

（Km/S）

2、影响炸药爆速的因素

（1）装药直径

（2）炸药密度

（3）炸药的颗粒度

（4）炸药爆速测量方法

二、炸药的做功能力（威力）

炸药爆炸时高温、高压爆炸产物瞬间对介质产生的作用，或总的做功能力，称为炸药威力，亦称爆力。

威力的大小取决于：

爆速、爆热和爆炸气体。

炸药威力是衡量炸药作功能力大小的重要指标之一。

炸药威力测定方法，通常是用铅柱扩孔法，测量炸药爆炸后的容积差值。

铅柱试验：

直径20cm，高20cm，10g炸药。

炸药威力单位：

（mL/10g）。

一般工业炸药的爆力为280-460mL。

炸药的威力有多大（概算）？

可以说，炸药是目前所有物质瞬间释放能量最大的物质。

如200克TNT炸药，可以将标准钢轨断。

若计算炸药的爆炸功：

按热功当量理论计算，炸药爆炸的瞬时功：

一公斤TNT炸药爆炸，相当于50万台75马力拖拉机发出的舜时功。

一公斤的核炸药爆炸威力是多大？

一公斤核炸药爆炸相当于2万吨TNT炸药：

一公斤核炸药爆炸功相当于100亿台75马力拖拉机发出的舜时功（当然，这只是按理论计算，未考虑爆炸能量的利用率等）。

如1945年8月二战时为迫使日本投降，美国总统杜鲁门、英国首相丘吉尔认为使用一两次核袭击就可以结束战争。

（45年7月26日试爆成功）当时决定袭击5个城市（包括东京），最后选择两个。

8月5日在日本的广岛、长奇投下两颗小型原子弹（当量两万吨），长3.