第一章 炸药基础知识
第一部分爆破作用基本原理
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
条形药包；根据施工条件将药包做成长条形，可以是 圆柱状也可以方柱状。通常人们把药包长度大于最短 边或其换算直径4倍时的药包，称为条形药包。在实 际应用中，炮孔法、中深孔法和硐室爆破中的条形药 包都属条形（延长）药包。
平面药包：理想的平面药包一般理解为药包的长度和 宽度比厚度要大得多，利用药包爆炸产生的的平面压 缩波对介质作功，能显著地提高爆炸作用能量的定向 性和密集性。爆炸复合、硬化、压实以及水下大面积 炸礁等，可以看做是平面药包在实际中的应用。
• 燃烧：炸药在火焰或热作用下可能引起燃烧。燃
烧的速度一般比较慢，但当燃烧生成的气体或热 量不能及时排出时，可能导致爆炸。因此，当遇 到炸药燃烧时，切不可采用砂土覆盖去灭火。
1.1 炸药爆炸的基本要素
• 爆炸：当炸药受到足够大的外能作用时，会发生
猛烈的化学反应，引起炸药爆炸。爆炸反应传播 速度保持在稳定值时的化学反应称为爆轰。这时 炸药的能量释放最充分、最集中。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
特定形状药包：将炸药做成特定的药包，用以 达到特定的爆破作用。应用最广泛的是聚能爆 破法，把药包外壳的一端加工成圆锥形或抛物 面形的凹穴，使爆轰波按圆锥或抛物线形凹穴 的表面聚集在它的焦点或轴线上，形成高速射 流，击穿与它接触的介质的某一特定部位。这 种药包在军事上用做破甲弹以穿透坦克的外壳 或其他军事目标，在工程上用来切割金属板材、 大块的二次破碎以及在冻土中穿孔等。
1.1 炸药爆炸的基本要素
• 炸药爆炸具有以下３个基本要素：１）化学反应
过程大量放热。放热是炸药爆炸得以自动高速进 行的必要条件，也是炸药爆炸对外力作功的动力。 一般常用工业炸药爆炸时，每１ｋｇ放出的热量大 于３０００ｋＪ。２）化学反应速度极快。这是区别 于一般化学反应的显著特点。一般工业炸药爆炸 的反应速度大于３０００ｍ／ｓ。３）化学反应过程 生成大量气体。炸药爆炸所产生的气体产物，是 爆炸作功的媒介。工业炸药爆炸时生成气体量在 １ｍ３／ｋｇ左右。
第一章 炸药爆炸基本理论
CaHbNcOd
则氧平衡的计算式：
Q bM 1d(2 ab/2 ) 1 6 1 0 0 %
式中
Qb
炸药的氧平衡；
Mห้องสมุดไป่ตู้
炸药的摩尔质量（g/mol）；
16 氧的摩尔质量（g/mol）
19.06.2021
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混合炸药氧平衡的计算
计算公式：
Q b 1 0 1 0 0 d 、 (2 a b /2 ) 1 6 1 0 0 %
物质在外界的作用下状态参数会发生一定的变化，物质局部状态的变化称为扰动
压缩波
（pressure wave） 受扰动后波阵面上介质的压力、密度均增大的波称为压缩波。
稀疏波
（expansion wave）
19.06.2021
受扰动后波阵面上介质的压力、密度均减小的波称为稀疏波或膨胀波。
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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。
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殉爆距离的测定
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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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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
爆炸品基础知识
爆炸品基础知识第一章爆炸品基础知识1.1 氧化还原反应煤炭燃烧产生热量，供人们做饭、取暖，这是件家常便饭的事，这个过程，在化学上称作氧化还原反应。
C + O2 = CO2↑+ 热量在本式中，C（碳）是被燃烧的物质，称作可燃物，可燃物中的“佼佼者”称为易燃物。
这里的O2（氧气）叫作氧化剂；使可燃物点火燃烧的物质叫作点火源。
可燃物、氧化剂、点火源称作燃烧的三要素。
一般来说，有机化合物都是可燃的，氧化剂一般为氧气和一些分子结构中含有氧的物质，以及一些处于高氧化态的物质。
摩擦、撞击、高温、静电都有可能成为点火源。
通常，氧化反应都为放热反应，放热致使体系温度升高，而根据化学反应动力学原理，温度每升高10℃，化学反应速度就会加快2~4倍，所以氧化反应如果控制不好，就会无限地加速反应，致使反应热不能迅速散发，反应产物无法及时排除，最终产生爆炸。
炸药是具有高能量密度的物质，如果单位重量的炸药与一般燃料相比，炸药爆炸后所散出的热不比一般燃料燃烧放出的热多，如：煤（炭）：8954千焦∕千克；TNT：4184千焦∕千克。
而1千克的煤要燃烧几小时甚至更长的时间，而1千克的TNT只需10万分之一秒就能放出所有热量。
爆炸性物质是其本身含有氧化剂，又含有可燃剂的物质或混合物，是一种不稳定的含能材料；当其受到外界刺激性时，达到一定的激发，它就能快速完成氧化还原反应；最终发生爆炸。
1.2 化学爆炸的特征我们在日常生活中有时会遇到热水瓶爆炸、自行车轮胎爆炸、鞭炮爆炸，甚至压缩气瓶爆炸和锅炉爆炸等；爆破工程中经常会看到炸药爆炸、雷管爆炸；战士在实弹演习或在战场上会看到手榴弹爆炸、炮弹爆炸等等，这些都属于爆炸现象。
在炸药爆炸时，可以看到火光（夜间或天黑较明显）、烟雾和听到响声，在附近能闻到一股强烈的火药味。
爆炸点附近地方的压力急剧升高，临近的物质遭到破坏。
当距爆炸点较近时，还会感到猛烈的气浪（冲击波）冲击，同时炸坑的浮土灼热烫手。
这是我们通过实践所感觉到的爆炸现象。
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。
炸药理论 第1章
燃烧与爆轰的区别
1.4 炸药的分类
按组成分类
主要有2大类即爆炸化合物（单体炸药，又称分子 内炸药）和爆炸混合物（混合炸药，又称分子间炸药） 两大类。
按用途分类
分为四大类，即起爆药、猛炸药、烟火药和火药。
➢ 单体炸药和混合炸药
分子内含有氧化性基团和可燃元素——分子内炸药，氧化性 基团包括：-C≡C、=N-X、-N=C、=N-O、-NO2等；可燃性元素 包括碳、氢、硼等元素。对单体炸药按分子结构特征（基团）分 类。
➢ 自供氧的物质
炸药的燃烧和爆轰是分子或组成内组分之间的化学反应，不 需要外界供给氧。因此当炸药着火时，隔氧法灭火不仅不起作用， 反而可能造成燃烧转爆轰，导致更为严重的后果。
1.3 炸药的化学变化
随反应方式和环境条件的不同，炸药的化学变化三种 形式：热分解、燃烧、爆轰。 ➢ 缓慢的化学变化-热分解（thermal analysis)
• 起爆药由点火到稳定爆轰在毫米距离完成，起爆药对机械 作用比较敏感，但将其装在一个金属壳体内却相当安全。
• 常见的起爆药有叠氮化铅Pb(N2)2、雷汞Hg(ONC)2、三硝 基间苯二酚铅(史蒂夫酸铅，lead styphnate)、 C6H(NO)3O2Pb、二硝基重氮酚C6H2(NO2)2ON2等等。
第1章 绪论
➢ 1.1 爆炸 ➢ 1.2 炸药及其特点 ➢ 1.3 炸药的化学变化 ➢ 1.4 炸药的分类 ➢ 1.5 炸药发展简史和应用 ➢ 1.6 炸药理论的任务
1.1 爆炸
定义：爆炸是指在有限体积内能量发生急剧转化的 物理、化学过程 。在该变化的过程中，内能迅速 地转化为机械压缩能、光、热辐射等，且使原来的 物质或其变化产物、周围介质产生机械运动。
➢ 反应的高速率
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。
爆破器材基础知识
2023/12/21
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3.炸药组成特点和爆炸机理
（1）炸药组成特点 是能发生自身燃烧和爆炸反应的物质。
能量全部存储于具有爆炸性质的特殊基团分子 中，这种结构的化学键很容易在外界能量的作 用下发生破裂，释放出能量而激起爆炸反应。
由能量密度很大的固态或液态物质组成的。
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（2）炸药爆炸机理
物理爆炸 化学爆炸 核爆炸
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第二节 炸药及其相关概念
1.炸药的定义
炸药是一种相对稳定的系统，在一定外界 条件下，能够发生快速化学反应，放出热 量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的 化合物或混合物。
2.炸药爆炸的三要素
放出大量热量 产生大量的气体 能自动传播的高速反应
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4.炸药化学反应的基本形式
（1）缓慢分解反应
反应特点：反应是在全部炸药中进行，炸药内 部各点的温度相同，没有集中的反应区，此外 环境温度对其反应速度影响较大。
若反应的热量不及时散发出去，缓慢分解反应 就可以向燃烧反应或爆炸反应转化。
缓慢分解反应反映了炸药的化学安定性指标， 所以在炸药存储时不要堆放过密、过高，要注 意通风，防止因温度过高，导致分解反应加速 而发生爆炸事故。
炸药燃烧时，要注意让生成的气体和热量及时 排出时，否则燃烧反应就可以转化成爆炸反应， 这一点在炸药焚毁时要特别注意。
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（3）爆炸反应
反应特点：爆炸反应过程和燃烧相类似，都是 可燃元素的氧化反应，反应也只在局部区域内 进行，且也能在炸药内部自动传播。
爆炸反应与燃烧反应的区别
燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受 环境条件影响较大，而爆炸反应则依靠压缩冲 击波来传递能量和激起化学反应，基本上不受 环境条件的影响；
第01章 爆破基本知识
二、爆炸性能 1 爆速D速：爆轰波沿炸药装药传播的速度。是唯一能准确测量的爆炸参数 影响因素： 1) 药柱直径d d ↑ D速 ↑ 极限直径dL：达到理想爆速DH的直径； 临界直径dK：能维持炸药稳定爆轰DK的最小装药直径 dK与炸药本身化学性质、密度有关。 如单质猛炸药一般几mm;而铵梯炸药一般12～15mm 2) 装药密度ρ ρ ↑ 单体猛炸药：DH ↑ dL 、dK ↓ 混合炸药：D速 先增后降，甚至拒爆 3) 炸药粒度 单体猛炸药： 粒度↓ dL 、dK↓ DH 无影响 混合炸药：敏感成分和钝感成分不同 4) 药柱外壳 药柱直径d 较大时，外壳影响不大 药柱直径d 较小时，增加外壳刚度，D速 ↑ 5) 起爆冲能Q Q ↑ D速 ↑ 6) 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有间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为 燃烧的现象 。即传爆中断 2 爆炸威力：炸药爆炸时生成高温高压气体，对外膨胀压缩周围的介质，引起 邻近介质变形、破坏和抛掷能力。
炸药位置 作用范围 爆力 内部 整体 局部
原因 动静共同作用 动作用
影响因素 爆部临界
炸药名称 梯恩梯 梯恩梯 黑索金 黑索金 太安 太安
表 1-2 几种常见炸药的爆热实验值 装药密 装药密度 爆热 度 炸药名称 -3 （g/cm ） （kJ/kg） （g/cm-3 ） 0.85 3389.0 特屈儿 1.0 1.50 4225.8 特屈儿 1.55 0.95 1.50 0.85 1.65 5313.7 5397.4 5690.2 5690.2 硝酸铵/梯恩梯 （80/20） 硝酸铵/梯恩梯 （80/20） 硝酸铵/梯恩梯 （40/60） 硝化甘油 0.9 1.30 1.55 1.60
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第一章炸药基础知识
第一节炸药的本质
1.炸药的定义：凡是能发生化学爆炸的物质都称作炸药。
从这个意义上讲，起爆药、猛炸药、火药、烟火剂都属于炸药的范畴。
2.分类：
1）按作用分
a.
b.
c.
b.混合炸药又称爆炸混合物。
它本身是一种混合物，是由两种以上化学性质不同的组份组成的混合物。
混合炸药有气态、液态和固态几种形式，种类繁多，不一一介绍。
3）按应用领域分常分为军用炸药和民用炸药。
军用炸药是指应用于军事目的的炸药；民用炸药是指应用于民用目的的炸药。
民用炸药在我国又称为工业炸药。
3.炸药的本质
炸药的本质是组成炸药的物质，其本身既含有氧化剂，又含有可燃剂。
在未被激发的状态时是一种亚稳性含能物质，在受激发后表现出强自行活化性质和自供养
性质。
（所以，炸药起火燃烧不能用沙土覆盖、干粉灭火器，而要用水来扑救的原因所在。
）
4.炸药的燃烧
炸药在许多条件下（遇明火、受潮、静电、摩擦等）都可以产生燃烧现象，它与一般物质的燃烧有着本质的区别：一般物质的燃烧，外界必须要供给氧气或其他助燃气体，决定燃烧速度的主要因素之一是供氧情况；而炸药的燃烧则是一种可以自行传播的剧烈的化学反应，由于炸药的自身含有氧，因而不需要外界供给助燃气
转变为爆燃或爆轰。
第二节民用爆炸物品的基本特征
1.工业雷管
④按其主装炸药的净装药量分为：6号雷管（不少于0.4g）和8号雷管（不少于
0.6g）两种。
1）工业电雷管：是指由电能作业而发生爆炸变化的一种雷管，它广泛应用于各种爆破作业。
按作业时间分为：瞬发电雷管和延期电雷管。
瞬发电雷管指在瞬间发生作用的电雷管，产品包括：普通瞬发电雷管、专用瞬发电雷管和煤矿许用瞬发电雷管。
延期电雷管：指起到延时作用的电雷管。
延期电雷管按作用时间分为毫秒延期、1/4秒延期、半秒延期和秒延期等。
产品包括：普通延期电雷管、专用延期电雷管和
煤矿许用延期电雷管。
2）导爆管雷管
导爆管雷管是塑料导爆管雷管的简称，由导爆管和火雷管装配组成，用于无沼气、煤尘等爆炸危险的爆破工程。
产品包括：瞬发导爆管雷管和延期导爆管雷管。
瞬发导爆管雷管指在瞬间发生作用的导爆管雷管；延期导爆管雷管指起到延时作用的导爆管雷管。
延期导爆管雷管按作用时间分为毫秒、半秒和秒延期导爆管雷管等。
2.工业索类
1
1.硝铵类炸药
1）铵油炸药
铵油炸药是由硝酸铵和燃料油组成的炸药（有时加入可燃剂如木粉等），是最简单的粉状或粒状爆炸性混合物，同时是一种钝感的中等威力的炸药。
优点是：原料来源广泛，加工简便，成本低廉，使用安全，对冲击、火焰都钝感。
缺点是：起爆感度低，通常需用起爆具引爆，爆轰的临界直径大，不抗水，爆炸能量较小，爆炸产物有毒气体量大，机械装药会产生静电，长期贮存会渗油，降低爆炸性能。
2）膨化硝铵炸药
膨化硝铵炸药是一种新型粉状工业炸药，和铵油炸药相比，提高了炸药感度，放弃了毒性较大的原料，降低了硝酸铵的吸湿结块能力，是现代工业炸药中一个重要的发展阶段。
3）重铵油炸药
重铵油炸药是由乳化基质和多孔粒状铵油炸药按不同比例组成的工业炸药，又称乳化粒状炸药或乳化铵油炸药。
重铵油炸药与铵油炸药相比，具有能量密度大、使用感度高、抗水性强、生产工艺
2.含水炸药
1）浆状炸药
3）乳化炸药
乳化炸药是通过乳化剂的作用，使氧化剂的水溶液的微滴均匀的分散在含有空气泡或空心微球等多孔性物质的油相连续介质中，从而形成的一种油包水型的乳胶状炸药，又称乳胶炸药或乳化油炸药。
乳化炸药不仅有优良的抗水性能，同时还具有独特的爆炸性能，爆轰感度高，摩擦撞击感度低，有良好的稳定性。
4）粉状乳化炸药
粉状乳化炸药也是由氧化剂为水相和可燃物为油相，通过乳化技术使其充分混合乳
化，形成油包水型乳化基质，然后采用喷雾干燥、冷风造型，使胶体基质雾化脱水形成一定粒度分布的具有油包水微观结构的油包水型粉状乳化炸药颗粒。
粉状乳化炸药是我国独创的一种生产工艺，炸药感度、体积威力大，能满足爆破工作者使用粉状炸药的习惯。