第一章 炸药爆炸基本理论
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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
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
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。
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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
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
1炸药与爆炸的基本理论
ZnC2O4 = Zn+2CO2-205.00kJ/mol CuC2O4 = Cu+2CO2+23.86kJ/mol Ag2C2O4 = 2Ag+2CO2+123.3kJ/mol
炸药爆炸在气体产物膨胀过程中对外界做机械功。
讨论：
由于爆炸反应的速度极高，反应结束瞬间，其能量几 乎全部聚集在炸药爆炸前所占据的空间内，因而能够达到 很高的能量密度。 炸药发生爆炸变化所达到的能量密度比一般燃料燃烧
1
炸药与爆炸的基本理论
炸药和爆炸的基本概念 炸药的氧平衡 炸药的起爆和感度 冲击波与爆轰波的基本知识 炸药的热化学参数 炸药的性能
1.1 炸药和爆炸的基本概念
1.1.1 概念---什么是爆炸 爆炸（explosion）是一种现象，其基本特征是物质的能量急剧释放并对 外界做机械功。 一般特点：在爆炸现象发生的过程中，大量能量在有限空间内急剧释放，产 生一个压力极高并向外传播的冲击波，同时生成大量的高温高压气体产物。
1.1.4 化学爆炸的基本特征
炸药发生化学爆炸反应时，必然具有以下特征：
放出热量
反应迅速，速度极高
生成大量气态产物
这是炸药爆炸反应所具有的基本特征，缺一不可，
故也称之为炸药爆炸的三要素。
1.1.4 炸药爆炸反应的三要素
1）放热反应 Ag2C2O4 = 2Ag+2CO2＋123.3 kJ/mol (NH4)C2O4 = 2NH3+H2O+CO+CO2－263.3 kJ/mol 2）反应速度极高 5个 150g 2# 铵梯炸药药卷的功率约为1.4X107 kW，大致相当于一个大型水电 站的功率；煤 40,000kj/kg，一般民用炸药 2900～6300kj/中，若燃烧速度保持定值，不发生波
《爆炸理论基础》PPT课件
爆发点测定原理很简单将定量炸药005g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
爆破安全工程
精选PPT
1
目录
1 炸药爆炸的理论基础 2 工业常用炸药 3 爆破技术 4 爆破器材的安全检验与安全管理 5 工程爆破公害及安全措施 6 爆破安全管理
着做功的功率。
爆炸反应的速度通常用爆速来衡量，
爆速指爆炸过程在炸药中传播的稳定速
度。单质炸药爆速一般在1100~8000m/s。
精选PPT
12
1.2 炸药的反应形式
爆炸不是炸药唯一的化学反应形式，在特 定的反应条件下，同种炸药可能有四种不同形 式的化学反应： • 热分解 • 燃烧 • 爆炸 • 爆轰
精选PPT
22
炸药的敏感度
炸药在外能作用下，发生爆炸反应的难易
程度叫做炸药的敏感度，简称感度。
炸药的敏感度高低对于炸药的加工制造、 贮存运输及安全使用都十分重要。
研究炸药的感度的目的在于掌握炸药在特 定条件下爆炸的可能性，分析影响感度的诸因 素，通过采用相应的措施，使炸药的感度满足 生产、贮存、运输、使用和经济上的不同要求。
8-放气孔；9-低熔点合金
精选PPT
25
常见炸药的爆发点
炸药名称 二硝基重氮酚 雷汞 胶质炸药 特屈儿 硝化甘油
爆发点（0C） 170～175 170～175 180～200 195～200 200～205
炸药名称 泰安 黑索金 梯恩梯 硝铵类炸药 叠氮铅
爆发点（0C） 205～215 215～235 290～295 280～320 330～340
爆破安全工程
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1
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1 炸药爆炸的理论基础 2 工业常用炸药 3 爆破技术 4 爆破器材的安全检验与安全管理 5 工程爆破公害及安全措施 6 爆破安全管理
着做功的功率。
爆炸反应的速度通常用爆速来衡量，
爆速指爆炸过程在炸药中传播的稳定速
度。单质炸药爆速一般在1100~8000m/s。
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12
1.2 炸药的反应形式
爆炸不是炸药唯一的化学反应形式，在特 定的反应条件下，同种炸药可能有四种不同形 式的化学反应： • 热分解 • 燃烧 • 爆炸 • 爆轰
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22
炸药的敏感度
炸药在外能作用下，发生爆炸反应的难易
程度叫做炸药的敏感度，简称感度。
炸药的敏感度高低对于炸药的加工制造、 贮存运输及安全使用都十分重要。
研究炸药的感度的目的在于掌握炸药在特 定条件下爆炸的可能性，分析影响感度的诸因 素，通过采用相应的措施，使炸药的感度满足 生产、贮存、运输、使用和经济上的不同要求。
8-放气孔；9-低熔点合金
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25
常见炸药的爆发点
炸药名称 二硝基重氮酚 雷汞 胶质炸药 特屈儿 硝化甘油
爆发点（0C） 170～175 170～175 180～200 195～200 200～205
炸药名称 泰安 黑索金 梯恩梯 硝铵类炸药 叠氮铅
爆发点（0C） 205～215 215～235 290～295 280～320 330～340
炸药爆炸的基本理论
Ca Hb NcOd
b 2
H2O (d
b)CO (a d 2
b )C 2
c 2
N2
如：梯恩梯（TNT）
C7H5N3O6 2.5H2O 3.5CO 3.5C 1.5N2
❖ 含有其它元素的炸药,确定爆炸产物的原则：
❖ 水不参与反应，只由液态变为气态； ❖ K、Na、Ca、Mg、Al等金属元素，在反应时首先
例如：一公斤TNT炸药爆炸后，可以产生常 压下的气体740m3，由于反应的放热性和高速性， 这些气体产物在爆炸的瞬间仍占有炸药原来所占 体积，即几乎被压缩在0.0006m3的体积内，因而 形成极高的压力状态。高压状态的气体产物将猛 烈膨胀，从而产生变热能为对外做功的机械功的 爆炸效应。
如果没有气体产生，也就不可能造成高温高 压状态，自然也就不可能发生爆炸现象。
被完全氧化； ❖ 硫被氧化为二氧化硫； ❖ 氯首先与金属作用，再与氢生成HCl。
❖ 影响有毒气体生成量的因素：
❖ 炸药的氧平衡； ❖ 化学反应的完全程度； ❖ 装药外壳等。
爆容
❖ 爆容：单位质量炸药爆炸时，气体产物在标准状 态（00C和一个大气压）下的体积，用V0表示，单 位L/kg。爆容越大，炸药做功能力越强。
炸药上述三种化学变化的形式，在一定条件 下，都是能够相互转化的：缓慢分解可发展为燃 烧、爆炸；反之，爆炸也可转化为燃烧、缓慢分 解。
研究炸药化学变化形式，就是为了控制外界 条件，使炸药的化学变化符合我们的需要。
氧平衡
炸药的爆炸是一个化学反应的过程，或者从 本质上说是一个氧化的过程，即炸药中氧对碳、 氢等元素氧化，使之成为较稳定的氧化物。
爆炸反应方程
❖ 反应方程能够确定反映产物的成分和数量， 确定爆炸释放的能量。它是计算炸药爆炸 热化学参数和爆轰参数的依据。
炸药概论及基本理论
沿炸药表面法线方向传播的速度称为燃速，一般在 几毫米至数百米每秒，且随外界压力的升高而显著 增加。 炸药的爆轰是以爆轰波形式沿炸药高速自行传播 的现象，速度一般在数百米到数千米每秒，且传播 速度受外界条件的影响很小。
29
1.4 炸药的爆炸变化
一、引燃
引燃是燃烧的起始阶段。凝聚炸药的引燃，系在外 界热源作用下，表面温度升高，高温又逐步向系统
22
硝酸酯热分解的二次反应
23
三硝基氮杂环丁烷的二次反应
24
1.3 炸药热分解通性
由于二次反应的复杂性，很难确定其动力学规
律，通常只能笼统地用简化了的唯象动力学方程 表示，且这类反应一般具有自催化性质。 二次反应与一些环境条件有关，不完全由炸药本 质所决定。
25
1.3 炸药热分解通性
四、炸药热分解的加速历程 炸药的热分解过程，如单质炸药的热分解，其初
3
1.1 炸药和爆炸
➢ 爆炸一般分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。 ➢ 炸药的爆炸则属于化学爆炸，此时化学反应能转变
为机械能、热能、光能、声能。 ➢ 炸药的化学爆炸有三个特征： (1)反应的放热性 (2)反应的高速性 (3)生成大量气体产物
4
பைடு நூலகம்
1.1 炸药和爆炸
二、炸药基本特征 炸药是在外部激发能作用下，能发生爆炸并对周
论，其基本点是将爆轰波简化为含化学反应的一维 定常传播的强间断面，通常称为Chap-manJouguet理论，简称C—J理论。
42
1.4 炸药的爆炸变化
1．理论的基本假定
C—J理论考察平面一维理想爆轰波的稳定传播过 程，故假设：
➢ ①爆轰波阵面是一维平面波； ➢ ②爆轰波传播过程中无能量耗散； ➢ ③化学反应是瞬时完成的，且化学反应区中释放的
29
1.4 炸药的爆炸变化
一、引燃
引燃是燃烧的起始阶段。凝聚炸药的引燃，系在外 界热源作用下，表面温度升高，高温又逐步向系统
22
硝酸酯热分解的二次反应
23
三硝基氮杂环丁烷的二次反应
24
1.3 炸药热分解通性
由于二次反应的复杂性，很难确定其动力学规
律，通常只能笼统地用简化了的唯象动力学方程 表示，且这类反应一般具有自催化性质。 二次反应与一些环境条件有关，不完全由炸药本 质所决定。
25
1.3 炸药热分解通性
四、炸药热分解的加速历程 炸药的热分解过程，如单质炸药的热分解，其初
3
1.1 炸药和爆炸
➢ 爆炸一般分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。 ➢ 炸药的爆炸则属于化学爆炸，此时化学反应能转变
为机械能、热能、光能、声能。 ➢ 炸药的化学爆炸有三个特征： (1)反应的放热性 (2)反应的高速性 (3)生成大量气体产物
4
பைடு நூலகம்
1.1 炸药和爆炸
二、炸药基本特征 炸药是在外部激发能作用下，能发生爆炸并对周
论，其基本点是将爆轰波简化为含化学反应的一维 定常传播的强间断面，通常称为Chap-manJouguet理论，简称C—J理论。
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1.4 炸药的爆炸变化
1．理论的基本假定
C—J理论考察平面一维理想爆轰波的稳定传播过 程，故假设：
➢ ①爆轰波阵面是一维平面波； ➢ ②爆轰波传播过程中无能量耗散； ➢ ③化学反应是瞬时完成的，且化学反应区中释放的
第一章 炸药爆炸基本理论
19.06.2021
精选2021版课件
5
第二节 炸药化学反应基本形式
A
缓慢分解
反映炸药 的化学安 定性
B
燃烧与爆燃
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
都很有必要
C
爆炸与爆轰
炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
爆轰 爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的最 大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。
武汉理工大学
第一章 炸药爆炸基本理论
主要内容 ：
1.1 基本概念 1.2 炸药化学反应基本形式 1.3 炸药氧平衡与反应产物 1.4 炸药热化学参数
1.5 炸药感度 1.6 炸药起爆 1.7 炸药爆轰理论 1.8 炸药爆炸性能
19.06.2021
精选2021版课件
本章思考题
2
第一节 基本概念
炸药 （explosive） ：
或者
Qb miQbi
式中 m i
Q b i 分别为第 i 组分的质量分数和氧平衡值
19.06.2021
精选2021版课件
9
氧平衡的三种类型
Qb>0
正氧平衡
19.06.2021
Qb=0
零氧平衡
精选2021版课件
Qb<0
负氧平衡
10
混合炸药配方计算
▪ 含两种成分的混合炸药配比：
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：
C
19.06.2021
D
爆破岩石内含硫
精选2021版课件
第1章 炸药爆炸
在冲击波或机械作用下，炸药中产生的温度很高的局
部小点称之为热点(或反应中心)。
§1
(2)热点形成的原因
炸药爆炸
a.气泡形成热点：炸药中微小气泡的绝热压缩；
b.摩擦形成热点：炸药颗粒、掺合物颗粒间强烈摩擦 ; c.炸药的粘滞流动产生热点：如高粘性液体炸药的流
动生热。 (3)热点形成过程 a.形成热点阶段； b.以热点为中心向周围着火燃烧阶段； c.由快速燃烧转变为低速爆轰阶段； d.由低速爆轰转变以高速爆轰阶段。 注：热点扩展不一定经历上述几个阶段，如叠氮化铅, 看不到燃烧阶段，几乎一开始就以爆轰形式出现。
§1
(1)热点学说的内容：
炸药爆炸
机械作用
局部小点
温度高于爆发点 局部爆炸 整体爆炸
即：热点学说认为，在机械作用下，产生的热来不及
均匀地分布到全部炸药上，而是集中在炸药的局部小 点上（如小汽泡处）；当这些局部小点上的温度高于 炸药爆发点时，就会在这些局部小点处开始发生爆炸， 然后再扩展为整个炸药的爆炸。
反应速度慢 热量扩散于大气中 能量密度低 不能形成爆炸。
§1
炸药爆炸
炸药爆炸：自身供氧
反应速度快
热量来不及散失；气体来不及膨胀
气体产物、热量聚集在炸药原有体积内
高温、高压、高能量密度气体迅速膨胀 导致爆炸 产生强烈的破坏作用
§1
3、生成大量气体
炸药爆炸
升高，引起炸药反应速度加快，最后导致炸药爆炸。
§1
②反应自动加速
炸药爆炸
放热量随温度的变化率应超过散热量随温度的变化率，
只有这样才能引起炸药的自动加速反应。 联立以上两个条件，得热爆炸的临界温度条件：
部小点称之为热点(或反应中心)。
§1
(2)热点形成的原因
炸药爆炸
a.气泡形成热点：炸药中微小气泡的绝热压缩；
b.摩擦形成热点：炸药颗粒、掺合物颗粒间强烈摩擦 ; c.炸药的粘滞流动产生热点：如高粘性液体炸药的流
动生热。 (3)热点形成过程 a.形成热点阶段； b.以热点为中心向周围着火燃烧阶段； c.由快速燃烧转变为低速爆轰阶段； d.由低速爆轰转变以高速爆轰阶段。 注：热点扩展不一定经历上述几个阶段，如叠氮化铅, 看不到燃烧阶段，几乎一开始就以爆轰形式出现。
§1
(1)热点学说的内容：
炸药爆炸
机械作用
局部小点
温度高于爆发点 局部爆炸 整体爆炸
即：热点学说认为，在机械作用下，产生的热来不及
均匀地分布到全部炸药上，而是集中在炸药的局部小 点上（如小汽泡处）；当这些局部小点上的温度高于 炸药爆发点时，就会在这些局部小点处开始发生爆炸， 然后再扩展为整个炸药的爆炸。
反应速度慢 热量扩散于大气中 能量密度低 不能形成爆炸。
§1
炸药爆炸
炸药爆炸：自身供氧
反应速度快
热量来不及散失；气体来不及膨胀
气体产物、热量聚集在炸药原有体积内
高温、高压、高能量密度气体迅速膨胀 导致爆炸 产生强烈的破坏作用
§1
3、生成大量气体
炸药爆炸
升高，引起炸药反应速度加快，最后导致炸药爆炸。
§1
②反应自动加速
炸药爆炸
放热量随温度的变化率应超过散热量随温度的变化率，
只有这样才能引起炸药的自动加速反应。 联立以上两个条件，得热爆炸的临界温度条件：
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2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 19
殉爆距离的测定
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
20
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
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
21
影响炸药感度因素
1
炸药温度的影响
2 3 4
影响炸 药感度 的因素
炸药物理状态与晶体形态的影响 炸药颗粒度的影响 装药密度的影响
（ 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。
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 24
第七节 炸药爆轰理论
波 扰动在介质中的传播称为波。
第一章 炸药爆炸基本理论
15
第五节 炸药感度
感度 （sensitivity）指在外界能量的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。 起爆感度
（sensitivity to initiation）
火焰感度
（sensitivity to flame）
冲击波度
(sensitivity to shock wave）
第一章 炸药爆炸基本理论 6
2016/7/29
第三节 炸药氧平衡与反应产物
炸药的氧 平衡
（Oxygen balance）
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 克数或质量分数来表示。
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 7
再设z 0
得
x 78.72% y 21.28%
三种成分的取值范围为: 硝酸铵 x 78.72 ~ 87.34% ,TNT y 0 ~ 21.28% z 0 ~ 12.66% 木粉 可取TNT含量y=10%，代入上方程组解得：
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论
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,其反射冲击波波阵面上 的压力是入射冲击波波阵面上压力的8倍,由于反射冲击波对目标的破坏性更大，因 此在进行火工品车间.仓库等有关设计时应尽量避免可能造成的冲击波反射。
5
附加物的影响
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
22
第六节 炸药起爆
炸药爆炸的能栅图
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 23
热点起爆理论
热点起爆 理论 热点起爆理论又称热点学说 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，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。 热点形成的原因:
爆温
(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。
爆炸 压力
（explosion pressure）指当爆炸结束，爆炸产物在炸药初始体
积内达到热平衡后的流体静压值。 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。
2016/7/29
C D
爆破岩石内含硫
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论
14
第四节 炸药热化学参数
爆容
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（specific volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
爆热
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。
1 Qb d (2a b / 2) 16 100% 1000
、
或者
Qb mQ i bi
式中
2016/7/29
mi
Qbi
分别为第 i 组分的质量分数和氧平衡值
第一章 炸药爆炸基本理论 9
氧平衡的三种类型
Qb>0
Qb=0
Qb<0
正氧平衡
零氧平衡
负氧平衡
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
摩擦感度
（sensitivity to friction）
感度
静电感度
（electrostatic sensitivity ） （sensitivity to heat） 热感度
撞击感度
（sensitivity to impact）
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。
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
5
第二节 炸药化学反应基本形式
A
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 都很有必要 炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
B
燃烧与爆燃
C
爆炸与爆轰
爆轰
爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的最 大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。
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。
x 83.3% z 6.7%
12
爆轰产物与有毒气体
（1）爆轰产物 ：
炸药爆轰时，化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物 。它是计算 爆轰反应热效应的依据。
（2）爆炸产物 ：
爆轰产物的进一步膨胀，或同外界空气、岩石等其他物质相互作用， 发生新的反应、生成的新的产物
。
（3）有毒气体：
u1 ( P 1 P 0 )(V0 V 1)
1 P 1 ( K 1) P 0 ( K 1) 0 P0 ( K 1) P 1 ( K 1)
cn KPV 1 1
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论
PV T1 1 1 T0 P0V0
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冲击波特征
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 16
热感度和机械感度
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。 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 。 机械感度
（1）撞击感度
（2）摩擦感度
（sensitivity to impact）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。 （sensitivity to friction）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。
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2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
炸药的起爆感度
起爆感度 （sensitivity to initiation）
炸药
（explosive） ：
在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物， 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 ）
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 3
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） 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。
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
25
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。
冲击波形成原理示意图 R—活塞与气体的界面 A—各个瞬时的波阵面；P—管中空气压力
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 26
冲击波基本方程
c V0 P 1 P 0 V0 V1
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。
凡能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有雷管感度；
殉爆距离的测定
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第一章 炸药爆炸基本理论
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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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第一章 炸药爆炸基本理论
21
影响炸药感度因素
1
炸药温度的影响
2 3 4
影响炸 药感度 的因素
炸药物理状态与晶体形态的影响 炸药颗粒度的影响 装药密度的影响
（ 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。
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 24
第七节 炸药爆轰理论
波 扰动在介质中的传播称为波。
第一章 炸药爆炸基本理论
15
第五节 炸药感度
感度 （sensitivity）指在外界能量的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。 起爆感度
（sensitivity to initiation）
火焰感度
（sensitivity to flame）
冲击波度
(sensitivity to shock wave）
第一章 炸药爆炸基本理论 6
2016/7/29
第三节 炸药氧平衡与反应产物
炸药的氧 平衡
（Oxygen balance）
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 克数或质量分数来表示。
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 7
再设z 0
得
x 78.72% y 21.28%
三种成分的取值范围为: 硝酸铵 x 78.72 ~ 87.34% ,TNT y 0 ~ 21.28% z 0 ~ 12.66% 木粉 可取TNT含量y=10%，代入上方程组解得：
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论
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,其反射冲击波波阵面上 的压力是入射冲击波波阵面上压力的8倍,由于反射冲击波对目标的破坏性更大，因 此在进行火工品车间.仓库等有关设计时应尽量避免可能造成的冲击波反射。
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附加物的影响
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第一章 炸药爆炸基本理论
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第六节 炸药起爆
炸药爆炸的能栅图
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 23
热点起爆理论
热点起爆 理论 热点起爆理论又称热点学说 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，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。 热点形成的原因:
爆温
(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。
爆炸 压力
（explosion pressure）指当爆炸结束，爆炸产物在炸药初始体
积内达到热平衡后的流体静压值。 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。
2016/7/29
C D
爆破岩石内含硫
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第四节 炸药热化学参数
爆容
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（specific volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
爆热
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。
1 Qb d (2a b / 2) 16 100% 1000
、
或者
Qb mQ i bi
式中
2016/7/29
mi
Qbi
分别为第 i 组分的质量分数和氧平衡值
第一章 炸药爆炸基本理论 9
氧平衡的三种类型
Qb>0
Qb=0
Qb<0
正氧平衡
零氧平衡
负氧平衡
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
摩擦感度
（sensitivity to friction）
感度
静电感度
（electrostatic sensitivity ） （sensitivity to heat） 热感度
撞击感度
（sensitivity to impact）
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。
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
5
第二节 炸药化学反应基本形式
A
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 都很有必要 炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
B
燃烧与爆燃
C
爆炸与爆轰
爆轰
爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的最 大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。
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。
x 83.3% z 6.7%
12
爆轰产物与有毒气体
（1）爆轰产物 ：
炸药爆轰时，化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物 。它是计算 爆轰反应热效应的依据。
（2）爆炸产物 ：
爆轰产物的进一步膨胀，或同外界空气、岩石等其他物质相互作用， 发生新的反应、生成的新的产物
。
（3）有毒气体：
u1 ( P 1 P 0 )(V0 V 1)
1 P 1 ( K 1) P 0 ( K 1) 0 P0 ( K 1) P 1 ( K 1)
cn KPV 1 1
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PV T1 1 1 T0 P0V0
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冲击波特征
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 16
热感度和机械感度
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。 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 。 机械感度
（1）撞击感度
（2）摩擦感度
（sensitivity to impact）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。 （sensitivity to friction）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。
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2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
炸药的起爆感度
起爆感度 （sensitivity to initiation）
炸药
（explosive） ：
在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物， 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 ）
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 3
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） 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。
2016/7/29
第一章 炸药爆炸基本理论
25
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。
冲击波形成原理示意图 R—活塞与气体的界面 A—各个瞬时的波阵面；P—管中空气压力
2016/7/29 第一章 炸药爆炸基本理论 26
冲击波基本方程
c V0 P 1 P 0 V0 V1
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。
凡能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有雷管感度；