炸药的爆轰、爆速与间隙效应
炸药的爆轰爆速与间隙效应
炸药的爆轰爆速与间隙效应集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-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0.5mm~2.5mm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2500m\s~7000m/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)。
炸药的爆炸性能
炸药的爆炸性能炸药的爆炸性能是炸药与工程爆破效果相关的基本性能和指标，包括炸药的敏感度、爆力、爆速、猛度、殉爆距离、管道效应、聚能效应等性能指标。
一、敏感度在外能的作用下，使炸药发生爆炸的难易程度称为敏感度。
当炸药起爆所需要的外能小，则该炸药的敏感度高；反之，当炸药起爆所需要的外能大，则该炸药的敏感度低。
能够激发炸药发生爆炸反应的能量有热能、电能、光能、机械能、冲击波能等。
炸药对于不同形式的外能作用所表现的敏感度是不同的。
（1）炸药的热感度。
炸药的热感度是指在热能作用下，炸药发生爆炸的难易程度，通常用爆发点表示。
爆发点是在标准容器中放入0.05g炸药，在5min 内受热而发生燃烧或爆炸反应时的最低温度。
当炸药爆发点越高，表示炸药的热感度越低。
不同炸药有各自的爆发点，硝铵炸药为280～320℃，黑火药为290～310℃，雷管为175～180℃。
（2）炸药的机械感度。
炸药的机械感度是指炸药在外力撞击下，生产与运输时产生摩擦等机械作用下发生爆炸的难易程度。
一般采用爆炸概率法来测定。
几种炸药的撞击感度与摩擦感度见表2-1。
表2-1 几种炸药的撞击感度与摩擦感度表注梯恩梯（TNT）；黑索金（RDX）。
（3）炸药的起爆感度。
炸药的起爆感度是指在该炸药引爆时，使猛炸药发生爆轰的难易程度。
猛炸药对起爆药爆轰的感度，一般用最小起爆药量来表示。
在一定试验条件下，使1g猛炸药完全爆轰所需的最小起爆药量称为极限起爆药量。
在工程爆破中，习惯用雷管感度来区分工业炸药的起爆感度。
能用一发8号工业雷管可靠起爆的炸药称之为具有雷管感度；凡不能用一发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其不具有雷管感度。
（4）影响炸药敏感度的几个主要因素。
①温度的影响：炸药随着外界温度的增高，各项感度也随之增加，在高温环境下实施爆破作业应引起高度重视；②炸药密度的影响：一般情况下，随着装药密度的增加，炸药起爆感度会下降；当粉状铵梯炸药的装药密度大于 1.2g/cm3时，容易出现拒爆；③炸药颗粒度的影响：炸药的颗粒度主要影响炸药的爆轰感度，炸药颗粒越小，其爆轰感度越大；④炸药物理状态和晶体形态的影响：铵梯炸药受潮结块时，感度明显下降；因此，在雨季和潮湿环境下保管和使用铵梯炸药时，应采取有效的防潮措施；硝化甘油炸药在冬季冻结时，晶体形态发生变化，其感度明显提高。
产生间隙效应原因的分析
产生 间 隙效 应 原 因 的分析
西 安 矿业 学 院 王廷武
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DOI：10.13199/j.cst.1979.04.42.wangtw.007
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爆破工程名词解释
名词解释1. 岩石坚固性及坚固性系数岩石坚固性：岩石抵抗任何外力造成其破坏的能力，或岩石破碎的难易程度。
坚固性系数：岩石坚固性在量的方面用坚固性系数f（无量纲量）表示，其值计算方法f=Rc/10，Rc 为岩石的单轴抗压强度（MPa）。
2. 装药最小抵抗线和临界抵抗线装药最小抵抗线：装药中心到自由面的垂直距离。
装药临界抵抗线：当装药处在此抵抗线时，自由面上刚好显现爆破迹象，大于此值，则看不到，小于此值，爆破现象显现。
3. 炸药的爆力和猛度炸药爆力：炸药爆炸后爆生气体膨胀做功的能力，体现了炸药的静作用。
炸药猛度：炸药爆炸后冲击波和应力波作用强度，体现了炸药的动作用。
4. 毫秒延期电雷管毫秒延期电雷管：通电后以毫秒量级间隔时间延迟爆炸的电雷管。
5. 爆轰波和爆速爆轰波：炸药体内传播的伴随有化学反应的冲击波。
爆速：爆轰波在炸药体内传播的速度。
6. 爆破作用指数爆破作用指数：爆破漏斗半径与装药最小抵抗线的比值。
7. 不耦合装药系数不耦合装药系数：炮孔直径与装药直径的比值，此系数值大于等于1，等于1 时为耦合装药。
8. 水压爆破水压爆破：在容器状构筑物中注满水，将药包悬挂于水中适当位置，起爆后，利用水的不可压缩性将炸药爆炸时产生的压力传递给构筑物壁面，使之均匀受压而破碎。
9. 定向倒塌爆破定向倒塌爆破：使爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积的爆破方法。
10. 煤矿许用炸药煤矿许用炸药：允许使用在有沼气的工作面或矿井的炸药，这种炸药中加有消焰剂（食盐），用以吸收炸药爆炸释放的热量，降低爆温和抑制沼气的爆炸反应。
11. 预裂爆破预裂爆破：在主爆区爆破之前，沿开挖边界钻一排密集炮孔，少量装药，不耦合装药结构，齐发起爆，爆破后形成一条贯穿裂缝。
在此预裂缝的屏蔽和保护下（预裂缝能反射应力波和地震波，减少对保护区岩体的破坏）进行主爆区爆破。
使之获得较为平整的开挖面。
12. 聚能爆破效应聚能爆破效应：利用爆轰产物运动方向与装药表面垂直或大体垂直的规律，做成特殊形状的装药，就能使爆轰产物聚集起来朝着一定方向运动，提高能流密度，增强爆破效应，此种现象称为聚能爆破效应。
炸药与爆炸的基本理论
第一章本章小结本章集中介绍了与炸药爆炸相关的一些基本概念、基本理论和基本实验，这些内容是后续章节的基础。
现将其中的要点归纳如下：1.炸药发生化学变化的三种基本形式，炸药爆炸的三要素，炸药的分类。
炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药和炸药爆炸的概念。
2.炸药氧平衡的概念极其计算方法。
爆热、爆温、爆容、爆炸压力的概念。
3.波、横波、纵波、音波、压缩波、稀疏波、冲击波的概念。
冲击波的基本特性。
4.爆轰波、爆轰压力、爆轰温度的概念和爆轰波的结构。
凝聚炸药的爆轰反应机理。
5.炸药的使用感度、危险感度、热感度、爆发点、机械感度、撞击感度、摩擦感度、起爆感度和雷管感度的概念。
炸药的物理状态和装药条件对炸药感度的影响。
6.炸药的热点起爆理论，爆炸物直接作用于炸药的起爆机理。
7.炸药的爆速、影响爆速的主要因素、爆速的测定方法。
作功能力、猛度、殉爆距离的概念及其试验测定方法。
炸药的理想爆速、临界爆速、极限直径、临界直径、最佳密度、临界密度的概念。
8.沟槽效应，产生沟槽效应的机理，消除沟槽效应的措施。
9.聚能效应及其应用。
复习题1.计算硝化甘油和梯恩梯的氧平衡。
2.在铵油炸药中（硝酸铵与柴油的混合炸药），假如 4%木粉作疏松剂，试按零氧平衡设计炸药配方。
3•已知凝聚炸药的绝热指数 K值一般取为3,试推导计算凝聚炸药爆轰波参数的方程式。
4•已测得某种岩石铵梯炸药的密度0 1.0g/cm，爆速D=3750m/s。
经计算得到其爆温 Tb 2592 C。
试求这种炸药的其余各项爆轰波参数uH、PH、H、cH和TH。
5•如果采用理想气体状态方程来计算爆炸压力P，则存在关系P 0(K 1)Qv。
试证明：爆轰压力近似等于爆炸压力的2倍。
6•试推导实验测定炸药爆速的导爆索法中计算爆速的公式。
3。
爆破工程名词解释
名解：爆炸：爆炸是指物质的物理或者化学急剧变化，在变化的过程中伴随着能量的急剧转化，内能转化为机械压缩能，是原来的物质或其变化产物及周围介质产生活动，进而产生巨大的机械破坏效应。
爆容：1kg炸药爆炸生成的气体在标准状况下的气体的体积称为爆容。
爆热：单位质量爆炸时所释放的热量称为爆热。
爆温：爆温是指爆炸物在爆炸时放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。
爆压：当爆炸结束，爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的流体静压值称为爆压。
声波：是指介质中的若扰动纵波，其速度称为声速。
间隙效应:混合炸药细长连续装药时，如果药柱与炮孔孔壁存在间隙，常常会发生炮轰中断或炮轰转变为燃烧的现象，称为间隙效应。
三;最小抵抗线：炸药中心到自由面的垂直距离，即炸药的埋置深度。
耦合装药：炸药直径与炮孔直径相同，炸药与炮孔壁之间不留间隙。
连续装药：炸药在炮孔内连续装填，不留间隙。
正向起爆：若起爆点置于装药顶部，爆轰传向孔底，这种起爆称为正向起爆。
反向起爆优于正向起爆。
四;光面爆破的优点:1，能减少超挖。
2，爆破后成形规则，提高了岩石轮廓质量。
3，爆破后岩体轮廓岩体不产生或者少产生裂缝，保持了围岩的稳定性和减小了其承载能力的降低程度，不需要或者很少需要加强支护，减少了支付工作和材料消耗。
4，能加快隧道掘进速度，降低成本，保证施工安全。
总之就是快速，优质，安全，高效，低耗。
光面爆破的参数有;1，炮孔装药量，炮孔装药不耦合系数或装药系数确定。
2，炮孔间距3，最小抵抗线w，在知道炮孔间距后，可利用装药的密集系数确定。
光面爆破的设计步骤：1收集资料，包括隧道或巷道开挖断面的大小，进尺，岩石类型等。
2:确定光面爆破的施工顺序，3，选择合理的光面参数，，，，，4，确定炮孔的装药结构。
5，确定起爆方式及网络的连接方式，简答：爆炸三要素：快，放出大量气体，放出大量热量。
什么是炸药的养平衡：炸药内的本身氧含量与本身可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称之为炸药的氧平衡关系。
爆破基础知识
第二部分安全技术基础知识第六章爆破基础知识第一节爆破原理一、炸药及爆炸的一般特征1、炸药及其主要特征炸药是在外界能量作用下，自身进行高速的化学反应，同时产生大量的高温高压气体和热量。
2、炸药爆炸及其三要素（1）反应过程中能放出大量的热。
放出大量的热是化学爆炸进行所必须具备的首要条件。
（2）炸药反应速度快。
反应速度快是是形成爆炸的必须条件。
（3）能生成大量的气体立物。
总之，炸药爆炸必须同时具备三个要素，三者又是相互相系的。
所以，高温、高压高速是炸药爆炸的重要特点。
二、炸药爆轰理论基础知识（一）炸药的起爆和感度1、炸药的起爆炸药在未受外界能量作用时，处于相对稳定状态。
2、炸药的感度炸药材料在在外界能量作用下，引起炸药爆炸的难易程度称为感应度。
（二）炸药的殉爆炸药（主爆药）爆轰时引起与相隔一定距离的另一炸药（受爆药）爆轰的现象称为殉爆。
（三）炸药爆炸的稳定性传播（四）炸药的氧平衡三、炸药爆炸的主要性能参数主要有以下5种参数1、爆力2、猛度3、含水率4、密度5、炸药爆炸的热力学参数四、爆破的内部作用和外部作用（一）自由面和最小抵抗线（1）自由面的概念。
自由面是指某种介质与空气接触的界面。
爆破时，位于药包附近被爆破的岩（煤）体与空气接触的界面叫爆破自由面。
（2）最小抵抗线的概念（3）自由面的作用。
（4）《煤矿安全规程》对最小抵抗线的规定（二）爆破的内部作用和外部作用1、爆破的内部作用和外部作用表现形式装药爆破时，其爆破作用的表现形式与埋置药量和深度有关。
2、爆破内部作用的形成3、爆破漏斗的要素及形式第二节矿用炸药一、矿用炸药的种类1、按不主要组成成分分类按主要组成成分将矿用炸药分为硝酸铵类炸药、含水类炸药和硝化甘油类炸药三大类。
2、按应用范围和使用条件分类按炸药是否允许在井下的瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面使用，可分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药两类。
二、煤矿许用炸药的分级、品种及其选用（一）煤矿许用炸药的分级、检验方法与适用条件主要分五个级的煤矿许用炸药。
炸药的爆轰、爆速与间隙效应
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0.5mm~2.5mm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2500m\s~7000m/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。
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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0.5mm~2.5mm 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2500m\s~7000m/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。