第一章 炸药爆炸基本理论
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爆炸与炸药的基本理论解读
4.引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机 械能、爆炸能。 5.炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。 6.炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸 过程中的热传导、热辐射、介质的塑性 变形。
• 炸药感度的种类 1、热感度 五分钟、五秒钟爆发点
爆发点测定器 1－合金浴；2－电热丝；3－隔热层； 4－铜试管；5－温度计
2、机械感度 3、爆轰感度 4、静电火花感度
立式落锤仪 1－落锤；2－撞击器；3－钢爪；4－基础；5－上击柱； 6－炸药；7－导向套；8－下击柱；9－底座
摆式摩擦仪 1-摆锤；2-击杆；3-导向套；4-击柱；5-活塞；6-炸药试样；7顶板
爆炸与炸药的基本理论
2.1基本概念
• 爆炸及其分类
• 爆炸的概念：是某一物质系统在有限空 间和极短时间内，大量能量迅速释放或 急骤转化的物理、化学过程。 • 爆炸的分类：化学爆炸、物理爆炸、核 爆炸。
• 炸药爆炸的基本条件（要素）： 1、变化过程释放大量的热 2、变化过程必须是高速的 3、变化过程能产生大量气体。
爆速与药柱直径的关系
•影响爆速的因素如下： （1）药柱直径，随着药柱直径的增大，爆速也增大； （2）约束条件，实践表明，在药柱直径较小的情况下， 增强药柱的约束条件可以显著提高炸药的爆速，减少其 临界直径值； （3）炸药密度，概括地说，当炸药分配比和工艺条件控 制一定时，炸药的爆速随着密度的增加而增大；就工业 炸药而言，当药柱直径一定时，存在有使爆速达最大值 的密度值，即最佳密度，再继续增大密度，就会导致爆 速下降，当爆速下降至临界爆速时，爆轰波应不再能够 稳定传播，最终导致熄爆； （4）炸药粒度，一般来说，减少炸药粒度能够提高炸药 的反应速度，减少反应时间和反应区厚度，从而减少临 界直径提高爆速。
爆破基本理论及安全爆破技术
爆破基本理论及安全爆破技术第一讲爆破的基本理论一、炸药爆炸的基本知识（一）炸药的化学变化形式所谓炸药是指在受到一定外界能量作用后，能够发生极为迅速的化学反应，并生成大量热量和气体的物质。
炸药的能量非常集中，释放能量时间很短，其能量瞬间释放对周围介质做功过程即为爆炸。
当炸药的性质、反应速度、激发条件和其他因素发生变化，炸药表现出的化学变化形式也不同，一般可分以下3种：（1）热分解。
是炸药在一定温度下缓慢发生的化学变化。
温度越高，分解越迅速，这种反应变化发生在整个炸药内，但反应变化过程中不产生火、光和声响，一般难以察觉。
（2）燃烧。
某些炸药在热源或火焰作用下可发生燃烧，炸药燃烧时的反应速度要比热分解时快，其速度可由每秒数厘米或数米，直至数百米；而且反应过程不需要外部供氧，在这种情况下，极易转变为爆炸，尤其在密闭空间内更是如此。
因此一旦炸药着火，切不可用砂土掩埋，因为炸药本身含有氧化剂，不需要外界供氧，密闭反会导致压力升高，使燃烧加速，甚至引起爆炸。
（3）爆炸。
在足够能量作用下，炸药进行高速的化学反应，形成高温高压，生成大量的热量。
根据爆炸的特性不同，可分为稳定爆炸（又称爆轰）和不稳定爆炸两种形式。
反应速度保持恒定的，以每秒数千米的最大爆速进行的称为稳定爆炸，又称爆轰。
而反应速度变化不定的，且爆速较低的爆炸称为不稳定爆炸。
不稳定爆炸容易产生残爆、爆燃或拒爆等爆炸事故。
炸药的几种化学反应形式在一定条件下可以相互转化，如热分解、燃烧可以转化为爆炸，而爆炸也可以转化为燃烧。
（二）炸药爆炸的稳定性传播及其影响因素1.传爆传爆是指炸药药包由起爆到爆炸结束的过程中，爆炸反应在药包中自行传递的过程。
2.冲击波的爆轰波（1）冲击波是指炸药起爆后，产生大量的热能和气体，形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速行进的气浪，这种气浪具有极大的冲击作用，即~。
（2）爆轰波是指爆炸产生的能量高速地在炸药中传递，并形成具有能量补充的特殊形式压缩冲击波。
王海亮爆破安全第01章sim
6.采用临界直径小，对沟槽效应抵抗能力大的炸 药。与混合炸药不同，多数单质炸药在增大炸药密度 后，能够提高爆速并减小临界直径，所以沟槽效应对 多数单质炸药起着有利于爆轰传播的作用。实践证明， 水胶炸药和乳化炸药对沟槽效应有较强的抵抗能力。
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第九节 聚能效应
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第三节 冲击波的基本知识
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冲击波的特性
1.冲击波的波速对未扰动介质而言是超音速的； 2.冲击波的波速与波的强度有关。 由于稀疏波的侵蚀和不可逆能量损耗，其强度 和对应的波速将随传播距离增加而衰减。传播一定 距离后，冲击波就会蜕变为压缩波，最终衰减为音 波。
王海亮爆破安全第01章sim
表1-4几种炸药的撞击感度和摩擦感度
炸药 名称
撞击 感度 /%
摩擦 感度 /%
乳化 2号岩石 硝化甘 黑索今 特屈儿 黑火药 梯恩
炸药 铵梯炸药 油炸药
梯
≤8
20
100 70～75 50～60 50 4～8
0 16～20 —
90
24
—
0
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王海亮爆破安全第01章sim
例3 已知梯恩梯的爆炸反应方程式为： C7H5O6N3 = 2.5H2O＋3.5CO＋1.5N2＋3.5C 求梯恩梯的爆容。
解：因为 n＝2.5＋3.5＋1.5＝7.5, M = 227
所以 V0 =
=740(L/kg)
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几个概念
1. 压缩波 2. 稀疏波 3. 冲击波
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第九节 聚能效应
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冲击波的特性
1.冲击波的波速对未扰动介质而言是超音速的； 2.冲击波的波速与波的强度有关。 由于稀疏波的侵蚀和不可逆能量损耗，其强度 和对应的波速将随传播距离增加而衰减。传播一定 距离后，冲击波就会蜕变为压缩波，最终衰减为音 波。
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表1-4几种炸药的撞击感度和摩擦感度
炸药 名称
撞击 感度 /%
摩擦 感度 /%
乳化 2号岩石 硝化甘 黑索今 特屈儿 黑火药 梯恩
炸药 铵梯炸药 油炸药
梯
≤8
20
100 70～75 50～60 50 4～8
0 16～20 —
90
24
—
0
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例3 已知梯恩梯的爆炸反应方程式为： C7H5O6N3 = 2.5H2O＋3.5CO＋1.5N2＋3.5C 求梯恩梯的爆容。
解：因为 n＝2.5＋3.5＋1.5＝7.5, M = 227
所以 V0 =
=740(L/kg)
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几个概念
1. 压缩波 2. 稀疏波 3. 冲击波
爆炸与炸药的基本理论之一
加热至200℃左右： NH4NO3 →0.5 N2 + NO + 2 H2O + 36.1kJ 或 NH4NO3 →N2O + 2 H2O + 52.4kJ 用起爆药柱引爆： NH4NO3 →N2 + 2H2O + 0.5O2 + 126.4kJ
反应的高速度
1kg煤完全燃烧时放出的热量为8912kJ。
2.炸药的起爆和感度
炸药在受到足够大的外界能量作用下发生爆炸反 应，称为炸药的起爆。而使炸药起爆的外界作用能量， 称为起爆能。常见的起爆能有以下几种： （1）热能：用火焰或其他热作用，使炸药局部温 度达到爆发点而发生爆炸。 （2）机械能：炸药在受到摩擦或撞击作用时，由 机械能转化为热能，当达到炸药爆发点时，就可引起 爆炸。 （3）爆炸能：由一种炸药爆炸产生的爆炸冲击波 能量，使另一种炸药达到其爆发点而发生爆炸。
炸药反应的激发条件、炸药的性质及周围的 环境的不同，炸药反应发生的形式也不相同。根 据炸药反应传播速度和性质的不同，可将炸药反 应分为四种基本形式：热分解、燃烧、爆燃和爆 轰。依据外界条件的不同，炸药化学反应的形式 可以按以下方式相互转化。 放热量>散热量 速度加快 速度最大 热分解 燃烧 爆炸 爆轰 放热量<散热量 速度减慢 速度衰减
P0 ----- 初始压力 PH ----- 爆轰压力 (波头压力) E0 ----- 爆轰前能量 EH ----- 爆轰时能量 VH ----- 爆轰波阵面上爆轰气体质量体积
爆轰波参数计算
(自学内容)
爆轰波稳定传播的条件 1．灼热化学反应 2．理想爆轰与稳定爆轰 药包临界直径 d临 3．侧向扩展对反应结构的影响 取决于药包直径 d 满足以下条件 药包极限直径 dt; d临
反应的高速度
1kg煤完全燃烧时放出的热量为8912kJ。
2.炸药的起爆和感度
炸药在受到足够大的外界能量作用下发生爆炸反 应，称为炸药的起爆。而使炸药起爆的外界作用能量， 称为起爆能。常见的起爆能有以下几种： （1）热能：用火焰或其他热作用，使炸药局部温 度达到爆发点而发生爆炸。 （2）机械能：炸药在受到摩擦或撞击作用时，由 机械能转化为热能，当达到炸药爆发点时，就可引起 爆炸。 （3）爆炸能：由一种炸药爆炸产生的爆炸冲击波 能量，使另一种炸药达到其爆发点而发生爆炸。
炸药反应的激发条件、炸药的性质及周围的 环境的不同，炸药反应发生的形式也不相同。根 据炸药反应传播速度和性质的不同，可将炸药反 应分为四种基本形式：热分解、燃烧、爆燃和爆 轰。依据外界条件的不同，炸药化学反应的形式 可以按以下方式相互转化。 放热量>散热量 速度加快 速度最大 热分解 燃烧 爆炸 爆轰 放热量<散热量 速度减慢 速度衰减
P0 ----- 初始压力 PH ----- 爆轰压力 (波头压力) E0 ----- 爆轰前能量 EH ----- 爆轰时能量 VH ----- 爆轰波阵面上爆轰气体质量体积
爆轰波参数计算
(自学内容)
爆轰波稳定传播的条件 1．灼热化学反应 2．理想爆轰与稳定爆轰 药包临界直径 d临 3．侧向扩展对反应结构的影响 取决于药包直径 d 满足以下条件 药包极限直径 dt; d临
1炸药爆炸(1)
二、炸药的化学反应形式（续）
2 燃烧：炸药中含有C、H 等可燃元素，还含有燃烧需要 的氧，在热源的作用下也可以燃烧。 炸药的快速燃烧也称爆燃。 炸药的燃烧特点：不同于一般燃料的燃烧，它不需要 外界提供氧就可以燃烧。 应用：发射药和烟火剂就是靠燃烧发挥其特定的效应。 爆破工程中所用锰炸药如果发生燃烧则是一种严重的事故。 影响：燃烧受外界条件影响较大，如果外界条件有利 （如压力高，温度高、密闭），炸药的燃烧可能转化为爆 炸，若外界条件不利，燃烧也可能转化为分解反应（燃烧 中断）。
第一节炸药的分类及化学反应形式
3 ）发射药：遇火能迅速燃烧，产生高温高压气体对物 体产生抛射作用，在密闭条件下可转为 爆炸。用于军事上的炮弹、火箭的装填 药，如硝化棉火药和硝化甘油火药， 爆破工程中常用的发射药为黑火药，用 来制造导火索、矿用火箭弹等。 4）烟火剂：用以装填特种弹药，产生特定的烟火效 应。主要有照明剂、信号剂、曳光剂、燃烧剂 和烟幕剂。
三、炸药爆炸的三要并非都能引起爆炸，必须具备一定的条件， 即爆炸条件，才会发生爆炸，这些条件也称作爆炸的要素(三 要素)。 1） 放热：炸药爆炸化学反应放出大量热量是维持爆炸反应 继续进行并加速反应速度的能源，也是对周围介质做功的物 质基础。只有这样，爆炸反应才能独立地加速进行。这是炸 药爆炸的最基本特征之一。 例如：硝酸铵的化学反应有两种形式： 第一种 吸热反应（低于150度时）——反应过程是分解 反应，不是爆炸反应：
三、炸药爆炸的三要素（续）
3反应高速度： 由于反应速度快，反应产物尚未来得及膨胀就被 反应生成的热量加热到2000~3000度，并且这种高温气 体几乎聚集在炸药爆炸前所占据的体积内，压力可达 几万MPa，这种高温高压气体正是炸药爆炸做功的威力 所在。 反应速度高意味着反应时间短，如果反应释放出 的能量一定，那么反应速度越高，功率就越大。 例如： 一公斤煤在空气中燃烧能生产2140 千卡热量，换算成 功约为9百万焦尔，假设燃烧时间为1小时，功率为 2500J/s； 一公斤TNT 炸药的爆热值为1010 千卡，折合约4百万 焦尔，爆炸时间为万分之一秒功率为4*1010 ，是煤燃 烧功率的1.7 万倍，所以炸药爆炸的做功能力比煤燃 烧的做功能力要大得多。
2爆炸与炸药的基本理论
5
（1）放热反应
炸药爆炸实质上是炸药中的化学能在瞬间转化为 对外界做功的过程，反应释放出的热是做功的能源， 也是化学反应进一步加速进行的必要条件。 炸药爆炸时放出的热量大小常用爆热来衡量，爆 热指单位质量炸药爆炸时放出的热量（反应热）。炸 药爆炸瞬间放出的热量主要用于对爆炸产物加热，使 爆炸产物达到很高的温度，爆炸产物在原有体积内达 到热平衡时的温度称爆温。
2 爆炸与炸药的基本理论
1
主要内容
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 基本概念 炸药的起爆与感度 炸药的爆轰理论 炸药的氧平衡与热化学参数 炸药的爆炸性能
2
2.1 基本概念
2.1.1 爆炸及其分类 2.1.2 炸药的爆炸的三个条件 2.1.3 炸药化学变化的基本形式
3
2.1.1 爆炸及其分类
17
2.2.2.1 炸药的热能起爆理论
谢苗诺夫研究了爆炸性混合气体的热能起 爆理论，富兰卡－卡曼尼兹进一步研究发展了 该理论，并将其成功地应用于凝聚体炸药。 基本要点：在一定的温度、压力和其他条 件下，如果一个体系反应放出的热量大于热传 导所散失的热量，就能使该体系－－混合气体 发生热积聚，从而使反应自动加速而导致爆炸。 即：爆炸是系统内部温度渐增的结果。 炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸过 程中的热传导、热辐射、介质的塑性变形。
22
爆发点测定器
爆发点指炸药在规定时间内起 爆所需加热的最低温度。爆发点越 低的炸药，热感度越高。爆发点测 定原理是：将定量炸药0.05g，起 爆药0.01g放在恒温的环境中5min， 如果炸药没有爆炸，说明此环境温 度太低，升高环境温度后再试，如 果不到5min就爆炸，说明环境温度 太高，降低环境温度再试，直到调 整到某一环境温度时，炸药正好在 5min爆炸，此环境温度就是炸药的 爆发点。
火工品设计原理(安徽理工-第一章热爆炸理论与爆轰点火
(T T0 )(
（将第一式在临界条件下炸药温度T 按谢苗诺夫三条假设用 环境温度T 代，因而近似等于1）令 ：
=1 临界 1 爆 值可用与预测临界温升 （ T-T0 谢苗诺夫数 ： E / RT
0
RT0 E——J/mol T——℃
(T T0 )(
E
2
)
（无量纲对比温度）
1 起化学作用的杂质：晶格变化易激发，爆发点降低，爆速增高；
2
不起化学作用的杂质：吸热，热感度降低（有相变更显著）
例：摔炮制造，引入氨，制后氨挥发，感度提高，使用效果好。 （炸药本身性质影响可 另外，组成炸药成分状态等 从各参数公式分析中讨论）。
E.z..c.q都对热起爆有影响
小结 ：
热爆炸基本方程
E d dT 2 RT0
2 0
d QZE E / RT0 CRT 得： e 积分得 te e 2 dt CRT0 QZE
0
e
0 e 临界温度T与环境温度T近似，
上式取对数： 与实验经验公式
CRT02 E ln t e ln RT0 QZE B ln t c A 基本相等 T
、 a给出后，如何判断热爆炸是否能发生。 掌握：T 、Z 、 Q 、
第三节 爆炸延滞期的计算（也叫感应期，诱导期） 在一定条件下经过多少时间发生爆炸（主要决定与环境温度）
1．绝热条件 （炸药与外界无热交换） 热爆炸基本方程 消耗）将上式无量纲化： 则简化为 （假定爆药量没有
E RT0
2
(T T0 )
1
﹣
1
＝
1
-E/RT=- E/RT 0 + 1
爆炸与炸药基本理论课件
灼热核形成机理：
1) 绝热压缩炸药内含的微小气泡，机械能转化为热能，形成灼热核；
2) 炸药受机械作用，分子间发生相对运动而相互摩擦，形成绝热核。
3) 灼热核形成后，炸药爆炸还必须具备一定条件才能爆炸：
4) 灼热核尺寸--尽可能小
5) 灼热核温度--300~600oC
6)灼热核作用时间—10-7s以上 乳化炸药中的敏化气泡就是较好利用
爆炸与炸药基本理论
18
江西省爆破工程技术培训
2. 爆炸与炸药的基本理论
2.2 炸药的起爆和感度 2.2.2 炸药起爆的基本理论
2.2.2.3 炸药的爆炸冲击起爆理论
1) 均相炸药的爆炸冲击能起爆过程
强冲击波后方炸药爆炸形成高于正常爆轰波传播速度的爆轰波， 向前追赶冲击波，在一段时间后，追上冲击波，稳定爆轰。
核爆炸：由核裂变、核聚变或发生物质湮灭等释放出巨大能量 而引起的爆炸称为核爆炸，核爆炸在瞬间施放出极大的能量。
爆破是利用炸药的爆炸能量对介质做功达到预定工程目标的作业。爆 破和爆炸是两个不同的概念。
爆炸与炸药基本理论
5
江西省爆破工程技术培训
2.1.2 炸药爆炸的条件
2. 爆炸与炸药的基本理论
2.1 基本概念
爆炸与炸药基本理论
21
江西省爆破工程技术培训
2.2.3.1 炸药热感度
2. 爆炸与炸药的基本理论
加热到数千度，压力增加达到几万MPa，高温高压的气体膨胀做
功，就产生了爆炸现象。反应速度高意味着功率高，然而相对于
一般燃料，炸药不是高能物质。
1公斤煤在空气中燃烧能生成2140千卡热量。约合900万焦耳，假 设燃烧时间为1小时，功率为2500J/s；
1公斤TNT炸药的爆热值为1010千卡，折合约400万焦耳，爆炸 时间为十万分之一秒，功率为4E6 J/s，是煤功的1.7万倍。
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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 ：
x y 100%
xQx
yQy
Qb
2020/9/21
第一章 炸药爆炸基本理
11
论
例：
用硝酸铵、TNT和木粉配制零氧平衡的岩石炸药，试求出 其取值范围并选定一组配方。
解：
设1单位质量炸药中含硝酸铵为x，TNT为y，木粉为z。
凡能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有 管感度；
凡不能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其不
有雷管感度。
2020/9/21
第一章 炸药爆炸基本理
18
论
炸药的殉爆
殉爆（sympathetic detonation） 殉爆是指炸药（主发药包）发生爆炸时引起与它
不相接触的邻近炸药（被发药包）爆炸的现象
殉距爆离（t殉间炸ra爆的药ns距最的m离大殉iss是距爆io指离能n 主 力d。is用发ta殉药nc爆包e距爆）离炸表时示一，定引单爆位被一发般药为包cm的两药包
研究殉爆的目的：
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，20殉20爆/9/距21离将明显减小。 第一章 炸药爆炸基本理
19
论
殉爆距离的测定
2020/9/21
第一章 炸药爆炸基本理
20
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
热点作点 并 炸形（用的发。成下1温生）的受度爆炸原到压升炸药因了缩高，内:绝；到最部热爆后的引发空起点气部后间分，隙炸炸或药药者便乃微在至小这整气些个泡点炸等被药在激的机发爆械
度
起爆感度
火焰感度
（sensitivity to initiation）
（sensitivity to flame）
冲击波感度
(sensitivity to shock wave）
感度
摩擦感 度（sensitivity to friction）
静电感度
（electrostatic sensitivity ）
13
论
影响有毒气体生成量的主要因素
A 炸药的氧平衡
B 化学反应的完全程度
生成H2S、SO2 等有毒气体
炸药外壳为涂蜡纸壳 C
D 爆破岩石内含硫
2020/9/21
第一章 炸药爆炸基本理
14
论
第四节 炸药热化学参数
1kg炸药爆炸生成气体产物换算为标准状态下的体积称为爆容（specifi
爆容
c volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
第一章 炸药爆炸基本理
7
论
氧平衡的计算
令炸药的通式：
CaHbNcOd
则氧平衡的计算式：
Qb
1 M
d
(2a
b
/
2) 16 100%
式中
Qb 炸药的氧平衡；
M 炸药的摩尔质量（g/mol）；
16 202氧0/9/的21 摩尔质量（第g/一m章o炸l）药爆炸基本理
8
论
混合炸药氧平衡的计算
计算公式：
Qb
热感 度
（sensitivity to heat）是指在热的作用下,炸药发生 爆炸的难易程度。
机械感 度
2020/9/21
热感度通常用爆发点（ignition point）来表示.
热作用的方式主要有两种：均匀加热、火焰点火 。
（1）撞击感度
（sensitivity to impact）在机械撞 击的作用下，炸药发生爆炸的难易
论
影响殉爆距离的因素
A
B
C
装药密度
药量和药径
药包外壳和 连接方式
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第一章 炸药爆炸基本理
21
论
影响炸药感度因素
1 炸药温度的影响
影响炸 药感度 的因素
2 炸药物理状态与晶体形态的影响 3 炸药颗粒度的影响 4 装药密度的影响
5 附加物的影响
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第一章 炸药爆炸基本理
1
2
3
反应的放热性 反应过程的高 反应中生成大
速度
量气体产物
炸药爆炸必须
炸药爆炸对外
的能源
爆炸反应区别 做功的媒介
一般化学反应
的重要标志
2020/9/21
第一章 炸药爆炸基本理
4
论
铝热剂反应
★
★
• 2Al+Fe2O3→Al2O3+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介，无法对外做功， 所以不具有爆炸性。
波
受扰动后波阵面上介质的压力、密度均增大的波称为压
稀疏 （expansion wave）
波
受2扰020动/9/2后1 波阵面上介第质一章的炸压药爆力炸、基本密理 度均减小的波2称5 为稀
论
冲击波的形成
冲击波 （shock wave） 冲击波是一种在介质中以超声速传播的并具有压力
突然跃升然后慢慢下降特征的一种高强度压缩波。
22
论
第六节 炸药起爆
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炸药爆第炸一章的炸能药爆栅炸图基本理
23
论
热点起爆理论
热爆点理热起论点部 可起分能爆的是理热机均论点械匀又学能的称说量，热认首因点为此先学：，转说炸热化药能为在不热受是能到作。机用由械在于作整机用个械时炸作，药用绝上不大，
而只是集中在炸药的局部范围内，并形成热点。在
冲击波形成原理示意图
R—活塞与20气20/9体/21的界面 A—各第一个章瞬炸药时爆的炸基波本理阵面；P—管 26
中空气压力
论
冲击波基本方程
c V0
P1 P0 V0 V1
u1 (P1 P0 )(V0 V1)
1 P1(K 1) P0 (K 1) 0 P0 (K 1) P1(K 1)
cn KP1V1
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第一章 炸药爆炸基本理
5
论
第二节 炸药化学反应基本形式
A
B
燃烧与爆燃
C
爆炸与爆轰
缓慢分
解
反映炸药 的化学安 定性
对爆破材料的安 全生产,加工,运 输保管以及过期 变质炸药的销毁
炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
都很有必要
爆
爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的
（2）摩擦感度（擦程s的度e作n称s用为itiv下炸it，y药t炸的o 药撞fri发c击ti生感on爆度）炸。在的机难械易摩
程度称为炸药的摩擦感度。
第一章 炸药爆炸基本理论
17
炸药的起爆感度
起爆感（sensitivity to initiation） 度
炸药的起爆感度是指在其他炸药（起爆药、起爆 具等）的爆炸作用下，猛炸药发生爆轰的难易程度。
已知各组中的氧平衡（查表）：硝酸铵20%，TNT-74%， 木粉-138%，按零氧平衡配制时应有：
x y z 100% 0.2x 0.74y 1.38z 0
设y 0
得
x 87.34%
z
12.66%
再设z 0 得
三种成分的取值范围为: 硝酸铵x 78.72 ~ 87.34%
木z 粉0 ~ 12.66%
（ 2）受磨擦作用后，在炸药的颗粒之间、炸药与
杂质之202间0/9/以21 及炸药
第一章 炸药爆炸基本理
24
与容器内壁之间出现论的局部加热；
（3） 炸药由于黏滞性流动而产生的热点。
第七节 炸药爆轰理论
波
扰动在介质中的传播称为波。
物质在外界的作用下状态参数会发生一定的变化，物质局部状
压缩 （pressure wave）
基本保证。习惯上把
0-2区间称为爆轰波波阵面的宽度，其数值约0.1~1.0cm，
撞击感 度（sensitivity to impact）
（sensitivity to hea热t）感度
其他感度
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202简0/9单/21 地以炸药对某第一种章 起炸药论爆爆炸能基的本理感度等效地衡量16
它对另一种起爆能的感度。
热感度和机械感度
炸药 （explosive） ：
在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量， 显示爆炸效应（explosive effect）的化合物或混合物。
爆炸的分类：
• 物理爆炸（不发生化学变化 ）
• 核爆炸 （核裂变或核聚变 ）
• 化学爆炸（有新的物质生成 ）
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第一章 炸药爆炸基本理
3
论
化学爆炸三要素
T1
P1V1 P0V0
T0
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第一章 炸药爆炸基本理
27
论
冲击波特征 1） 冲击波的波速对未扰动介质而言是超音速的。
2） 冲击波的波速对波后介质而言是亚音速的。 3） 冲击波的波速与波的强度有关。由于稀疏波的侵蚀和 不可逆的能量损耗，其强度和对应的波速将随传播距离增加而 衰减。传播一定距离后，冲击波就会蜕变为压缩波，最终衰减 为音波。 4） 冲击波波阵面上的介质状态参数（速度、压力、密度、 温度）的变化是突跃 的，波阵面可以看做是介质中状态参数 不连续的间断面。冲击波后面通常跟有稀疏波。 5） 冲击波通过时，静止介质将获得流速，其方向与波传 播方向相同，但流速值小于波速。 6） 冲击波对介质的压缩不同于等熵压缩。冲击波形成时， 介质的熵将增加。 7） 冲击波以脉冲形式传播，不具有周期性。 8） 当很强的入射冲击波在刚性障碍物表面发生反射时,其 反射冲击波2波020阵/9/面21 上 的压力第是一入章 炸射药论冲爆炸击基本波理波阵面上压力2的8 8 倍,由于反射冲击波对目标的破坏性更大，因此在进行火工品
x y 100%
xQx
yQy
Qb
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第一章 炸药爆炸基本理
11
论
例：
用硝酸铵、TNT和木粉配制零氧平衡的岩石炸药，试求出 其取值范围并选定一组配方。
解：
设1单位质量炸药中含硝酸铵为x，TNT为y，木粉为z。
凡能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有 管感度；
凡不能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其不
有雷管感度。
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第一章 炸药爆炸基本理
18
论
炸药的殉爆
殉爆（sympathetic detonation） 殉爆是指炸药（主发药包）发生爆炸时引起与它
不相接触的邻近炸药（被发药包）爆炸的现象
殉距爆离（t殉间炸ra爆的药ns距最的m离大殉iss是距爆io指离能n 主 力d。is用发ta殉药nc爆包e距爆）离炸表时示一，定引单爆位被一发般药为包cm的两药包
研究殉爆的目的：
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，20殉20爆/9/距21离将明显减小。 第一章 炸药爆炸基本理
19
论
殉爆距离的测定
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第一章 炸药爆炸基本理
20
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
热点作点 并 炸形（用的发。成下1温生）的受度爆炸原到压升炸药因了缩高，内:绝；到最部热爆后的引发空起点气部后间分，隙炸炸或药药者便乃微在至小这整气些个泡点炸等被药在激的机发爆械
度
起爆感度
火焰感度
（sensitivity to initiation）
（sensitivity to flame）
冲击波感度
(sensitivity to shock wave）
感度
摩擦感 度（sensitivity to friction）
静电感度
（electrostatic sensitivity ）
13
论
影响有毒气体生成量的主要因素
A 炸药的氧平衡
B 化学反应的完全程度
生成H2S、SO2 等有毒气体
炸药外壳为涂蜡纸壳 C
D 爆破岩石内含硫
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第一章 炸药爆炸基本理
14
论
第四节 炸药热化学参数
1kg炸药爆炸生成气体产物换算为标准状态下的体积称为爆容（specifi
爆容
c volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
第一章 炸药爆炸基本理
7
论
氧平衡的计算
令炸药的通式：
CaHbNcOd
则氧平衡的计算式：
Qb
1 M
d
(2a
b
/
2) 16 100%
式中
Qb 炸药的氧平衡；
M 炸药的摩尔质量（g/mol）；
16 202氧0/9/的21 摩尔质量（第g/一m章o炸l）药爆炸基本理
8
论
混合炸药氧平衡的计算
计算公式：
Qb
热感 度
（sensitivity to heat）是指在热的作用下,炸药发生 爆炸的难易程度。
机械感 度
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热感度通常用爆发点（ignition point）来表示.
热作用的方式主要有两种：均匀加热、火焰点火 。
（1）撞击感度
（sensitivity to impact）在机械撞 击的作用下，炸药发生爆炸的难易
论
影响殉爆距离的因素
A
B
C
装药密度
药量和药径
药包外壳和 连接方式
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第一章 炸药爆炸基本理
21
论
影响炸药感度因素
1 炸药温度的影响
影响炸 药感度 的因素
2 炸药物理状态与晶体形态的影响 3 炸药颗粒度的影响 4 装药密度的影响
5 附加物的影响
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第一章 炸药爆炸基本理
1
2
3
反应的放热性 反应过程的高 反应中生成大
速度
量气体产物
炸药爆炸必须
炸药爆炸对外
的能源
爆炸反应区别 做功的媒介
一般化学反应
的重要标志
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第一章 炸药爆炸基本理
4
论
铝热剂反应
★
★
• 2Al+Fe2O3→Al2O3+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介，无法对外做功， 所以不具有爆炸性。
波
受扰动后波阵面上介质的压力、密度均增大的波称为压
稀疏 （expansion wave）
波
受2扰020动/9/2后1 波阵面上介第质一章的炸压药爆力炸、基本密理 度均减小的波2称5 为稀
论
冲击波的形成
冲击波 （shock wave） 冲击波是一种在介质中以超声速传播的并具有压力
突然跃升然后慢慢下降特征的一种高强度压缩波。
22
论
第六节 炸药起爆
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炸药爆第炸一章的炸能药爆栅炸图基本理
23
论
热点起爆理论
热爆点理热起论点部 可起分能爆的是理热机均论点械匀又学能的称说量，热认首因点为此先学：，转说炸热化药能为在不热受是能到作。机用由械在于作整机用个械时炸作，药用绝上不大，
而只是集中在炸药的局部范围内，并形成热点。在
冲击波形成原理示意图
R—活塞与20气20/9体/21的界面 A—各第一个章瞬炸药时爆的炸基波本理阵面；P—管 26
中空气压力
论
冲击波基本方程
c V0
P1 P0 V0 V1
u1 (P1 P0 )(V0 V1)
1 P1(K 1) P0 (K 1) 0 P0 (K 1) P1(K 1)
cn KP1V1
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第一章 炸药爆炸基本理
5
论
第二节 炸药化学反应基本形式
A
B
燃烧与爆燃
C
爆炸与爆轰
缓慢分
解
反映炸药 的化学安 定性
对爆破材料的安 全生产,加工,运 输保管以及过期 变质炸药的销毁
炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
都很有必要
爆
爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的
（2）摩擦感度（擦程s的度e作n称s用为itiv下炸it，y药t炸的o 药撞fri发c击ti生感on爆度）炸。在的机难械易摩
程度称为炸药的摩擦感度。
第一章 炸药爆炸基本理论
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炸药的起爆感度
起爆感（sensitivity to initiation） 度
炸药的起爆感度是指在其他炸药（起爆药、起爆 具等）的爆炸作用下，猛炸药发生爆轰的难易程度。
已知各组中的氧平衡（查表）：硝酸铵20%，TNT-74%， 木粉-138%，按零氧平衡配制时应有：
x y z 100% 0.2x 0.74y 1.38z 0
设y 0
得
x 87.34%
z
12.66%
再设z 0 得
三种成分的取值范围为: 硝酸铵x 78.72 ~ 87.34%
木z 粉0 ~ 12.66%
（ 2）受磨擦作用后，在炸药的颗粒之间、炸药与
杂质之202间0/9/以21 及炸药
第一章 炸药爆炸基本理
24
与容器内壁之间出现论的局部加热；
（3） 炸药由于黏滞性流动而产生的热点。
第七节 炸药爆轰理论
波
扰动在介质中的传播称为波。
物质在外界的作用下状态参数会发生一定的变化，物质局部状
压缩 （pressure wave）
基本保证。习惯上把
0-2区间称为爆轰波波阵面的宽度，其数值约0.1~1.0cm，
撞击感 度（sensitivity to impact）
（sensitivity to hea热t）感度
其他感度
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202简0/9单/21 地以炸药对某第一种章 起炸药论爆爆炸能基的本理感度等效地衡量16
它对另一种起爆能的感度。
热感度和机械感度
炸药 （explosive） ：
在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量， 显示爆炸效应（explosive effect）的化合物或混合物。
爆炸的分类：
• 物理爆炸（不发生化学变化 ）
• 核爆炸 （核裂变或核聚变 ）
• 化学爆炸（有新的物质生成 ）
2020/9/21
第一章 炸药爆炸基本理
3
论
化学爆炸三要素
T1
P1V1 P0V0
T0
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第一章 炸药爆炸基本理
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论
冲击波特征 1） 冲击波的波速对未扰动介质而言是超音速的。
2） 冲击波的波速对波后介质而言是亚音速的。 3） 冲击波的波速与波的强度有关。由于稀疏波的侵蚀和 不可逆的能量损耗，其强度和对应的波速将随传播距离增加而 衰减。传播一定距离后，冲击波就会蜕变为压缩波，最终衰减 为音波。 4） 冲击波波阵面上的介质状态参数（速度、压力、密度、 温度）的变化是突跃 的，波阵面可以看做是介质中状态参数 不连续的间断面。冲击波后面通常跟有稀疏波。 5） 冲击波通过时，静止介质将获得流速，其方向与波传 播方向相同，但流速值小于波速。 6） 冲击波对介质的压缩不同于等熵压缩。冲击波形成时， 介质的熵将增加。 7） 冲击波以脉冲形式传播，不具有周期性。 8） 当很强的入射冲击波在刚性障碍物表面发生反射时,其 反射冲击波2波020阵/9/面21 上 的压力第是一入章 炸射药论冲爆炸击基本波理波阵面上压力2的8 8 倍,由于反射冲击波对目标的破坏性更大，因此在进行火工品