諾貝爾名言：“我更關心生者的肚皮，而不是以紀念碑的形式對死者的緬懷”、“我看不出我應得到任何榮譽，我對此也沒有興趣”。1目前一頁\總數六十一頁\編于二十二點爆破工程在國民經濟建設中的作用基本建設開山鑿石隧道修路移山填海拋石筑壩城市建設拆除建筑開挖地基機械加工爆炸焊接爆炸復合爆炸切割爆炸加工航空航天星箭分離發動機點火救生逃逸降落傘切割目前二頁\總數六十一頁\編于二十二點單位：安全科學與工程學院主講人：高保彬炸藥和起爆井巷工程第四講2023/5/10目前三頁\總數六十一頁\編于二十二點炸藥爆炸理論2炸藥1炸藥起爆3炸藥和起爆2023/5/10目前四頁\總數六十一頁\編于二十二點

目的

重點

炸藥爆炸理論難點炸藥爆炸理論掌握炸藥及其起爆器材炸藥發展史2023/5/10目前五頁\總數六十一頁\編于二十二點炸藥12023/5/10目前六頁\總數六十一頁\編于二十二點引言起爆藥：敏感、威力小，對機械沖擊、摩擦、加熱、電火花極敏感，雷管的起爆藥。雷汞、氮化鉛等。猛炸藥：敏感度低、威力大，雷管的加強藥、組成混合炸藥。TNT、黑索金、太恩。發射藥（火藥）：快速燃燒，軍事上發射藥，工業上作起爆器材（導火索）和雷管的延期藥單體炸藥：各組成元素以一定化學結構存在于同一分子中的炸藥。TNT、黑索金、雷汞混合炸藥：由兩種以上分子組成的混合物。硝化甘油類炸藥、硝銨類炸藥、氯酸鹽類炸藥1.按組分分：2.按用途分：2023/5/107目前七頁\總數六十一頁\編于二十二點1.1黑火藥時代“火”的概念及演變繼而進入煤和石油燃燒的利用；（2）幾千年前燧人氏鉆木取火開始了人類對火的利用；（1）當今已進入原子能時代；從某種意義上講:人類是從火中繁榮起來的。在利用火的技術中，火炸藥的利用獨樹一幟。（3）2023/5/10目前八頁\總數六十一頁\編于二十二點1.1黑火藥時代“藥”的概念及演變古代藥物雖多是天然品，但能爆發著火的藥都不是天然產物，而是中國煉丹家發明的。（1）公元前475-86年，煉丹家利用各種金、石藥物煉藥時，硝、硫、炭為常備物，當此三種成分相遇受熱或激發即會爆炸著火。（2）由于煉丹而發生的火藥爆發燃燒丹房的事故多了，轉而重視火藥的爆發性質而作兵家火攻之用，也因此將一切爆發著火的物質都以藥字命名，統稱為火藥。（3）2023/5/10目前九頁\總數六十一頁\編于二十二點時間發展歷程公元660年孫思邈（藥學家）《丹經》中“伏硫磺法”，就記載了硝石與硫磺的化學反應；公元803年清庶子《鉛汞甲辰至寶集成》中記載了硫二兩、硝二兩、馬兜鈴三錢半配合而成的礬伏火法：

4KNO3+2S+6C=2K2S+2N2+6CO2即民間所謂的“一硫二硝三木炭”的說法。11—13世紀黑火藥經由阿拉伯傳入歐洲，1242年國外才有第一次專門記載。1.1黑火藥時代火藥黑火藥的發展歷程2023/5/10目前十頁\總數六十一頁\編于二十二點時間發展歷程17世紀歐洲產業革命后，黑火藥始用于開采礦石。18世紀末至18世紀末黑火藥還是唯一的炸藥品種。1799年雷汞的發現和應用,標志著黑火藥時代的結束。我國由于受蘇聯文字翻譯的影響，把爆發物中以爆燃為主要反應形式的才稱為火藥，而把以爆轟為主要反應形式的稱為炸藥，同時也把一切爆發物都稱為炸藥。1.1黑火藥時代火藥黑火藥的發展歷程2023/5/10目前十一頁\總數六十一頁\編于二十二點時間發展歷程19世紀基礎化學的發展促進了炸藥化學的研究，一些工業炸藥相繼問世。1867—1875年偉大的化學家諾貝爾發明了：硝化甘油炸藥、硝化棉炸藥和雷管，推動了爆破技術向生產建設的廣闊領域發展。20世紀初人類經歷了兩次世界大戰。炸藥的研究和生產達到了瘋狂時期，從另一個角度講也推動了炸藥和爆破技術的發展。出現的軍事炸藥主要ＴＮＴ、ＲＤＸ（黑索金）等。1.2硝化甘油時代炸藥炸藥的發展歷程2023/5/10目前十二頁\總數六十一頁\編于二十二點1.2、硝化甘油時代硝化甘油是由甘油經三次硝化而制，又稱三硝酸甘油酯，英文名Nitroglycerine，縮寫：NG硝化甘油純硝化甘油感度極高，不能單獨作為工業炸藥使用。在13.5度時，結晶的硝化甘油用羽毛一撥，就能爆炸；化學特性硝化甘油有毒，雖其揮發性很小，但當你聞到有股淡淡的甜味時，你就中毒了。中毒的反應如同急性感冒癥狀。物理性質諾貝爾發現了硅藻土能吸收相當大量的硝化甘油，并且運輸和使用時都較為安全，于是便產生了最初的硝化甘油類炸藥——達納邁特。之后又出現其衍生品如:硝化棉炸藥等。2023/5/10目前十三頁\總數六十一頁\編于二十二點1.2硝化甘油時代▼抗水性強、可用于水下爆破▼密度大、爆炸威力大

優點▼撞擊和摩擦感度高，安全性差▼有毒▼價格昂貴，儲存期短、易老化

缺點2023/5/10目前十四頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代硝酸銨（ammoniumnitrate）縮寫：AN

分子式：

NH4NO3氧平衡：＋19.98%

爆速：

1100~2700m/s

臨界直徑：100mm2023/5/10目前十五頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代時間發展歷程1659年德國人J.R.格勞貝爾首次制得硝酸銨。19世紀末期歐洲人用硫酸銨與智利硝石（硝酸鈉）進行復分解反應生產硝酸銨。后由于合成氨工業的大規模發展，硝酸銨生產獲得了豐富的原料，于20世紀中期得到迅速發展，20世紀60年代硝酸銨曾是氮肥的領先品種。中國在60年代左右建立了一批硝酸銨工廠。硝酸銨的發展歷程2023/5/10目前十六頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代當硝酸銨顆粒吸濕以后，在顆粒表面逐漸形成飽和溶液膜，通過表面張力和毛細管作用，使飽和溶液膜在顆粒之間搭成“液橋”。隨著溫度的下降，從“液橋”中析出堅硬致密的晶粒，并將硝酸銨顆粒牢固地粘結成塊狀。又稱“鹽橋”——結塊。這和我們日常的鹽受潮結塊是一個原理。當化工廠存放大量硝酸銨就會結塊成鹽山，這種鹽山就像石頭那么硬，在過去的工程能力條件下很難把它破碎。當爆破量比較大時，引起了硝酸銨的爆炸，世界發生了多起慘烈事故。具有較強的吸濕性和結塊性特點2023/5/10目前十七頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代歷史上最大的10次爆炸之一——德克薩斯城的災難2023/5/10目前十八頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代第二次世界大戰期間，一些國家專門建立了硝酸銨廠，將硝酸銨與TNT混合在一起彌補軍用炸藥的不足；這就是最早的銨梯炸藥；中國解放后，硝酸銨作為主要化肥，也同時生產硝銨炸藥；一些山區農民買了化肥種地，農閑時就把化肥加點柴油加工炒一下，去山上開炸石頭。隨著多起恐怖爆炸事件的發生，尤其是911事件之后，硝酸銨被全世界統一列為爆炸物質和嚴控生產，我國的大多生產廠關閉轉產，僅留下為數不多一些大型化工廠在計劃條件下控制生產。化肥的作用也被取代。2023/5/10目前十九頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代銨梯炸藥①銨油炸藥②銨松（瀝）臘炸藥③④漿狀（水膠）炸藥⑤乳化炸藥硝銨類炸藥---按出現順序有：硝酸銨造粒品種按出現順序有：粒狀、多孔粒狀、膨化粒狀。2023/5/10目前二十頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代TNT作用：提高炸藥感度、威力銨梯炸藥成分硝酸銨TNT木粉問題：價格貴、與軍工爭原料、有毒這類炸藥受潮、遇水就失效木粉作用：減緩結塊2023/5/10目前二十一頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代

柴油作用：平衡硝酸銨的氧平衡值，提高炸藥的傳爆性能。解決了使用TNT的問題。銨油炸藥成分硝酸銨柴油木粉新問題：用雷管不能直接起爆，臨界直徑大，不能用于小炮孔裝藥。更沒有解決怕潮、怕水問題。2023/5/10目前二十二頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代把硝酸銨顆粒放在融化的松香、石蠟混合物中炒，讓松香、石蠟能包裹在顆粒上，起到防潮防水的作用。這樣，松香、石蠟也代替了柴油的作用。問題：可短期防水、但當溫度高一點時就融化粘接，失去防水作用；更大的問題：產生的毒氣量大，不能用于地下礦山。銨瀝臘炸藥硝酸銨瀝青石蠟銨松臘炸藥石

蠟硝酸銨松

香2023/5/10目前二十三頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代固體顆粒和水溶液拌合在一起是要分離的，為此就加入膠結物質。生產的炸藥如漿糊狀。漿狀硝銨炸藥敏化猛炸藥（TNT）硝酸銨飽和水溶液

硝酸銨固體顆粒膠

聯

劑問題：1）加入了高猛炸藥和高發熱原料使價格高；

2）存放期不長，會離析、發霉、發臭、滲油等。2023/5/10目前二十四頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代乳化炸藥——具有劃時代意義的成果乳化炸藥成分硝酸銨飽和水溶液脂肪油敏化氣泡乳化劑神秘的乳化劑——

具有讓水和油相溶的能力2023/5/10目前二十五頁\總數六十一頁\編于二十二點1.3硝酸銨時代乳化炸藥的技術機理（1）油包水（硝酸銨水溶液），使連續相為利于燃燒傳爆的油；（2）油包水，使水包裹在油里，水不易蒸發流失，穩定性好；（3）硝酸銨在遇到油脂類物質時，其更易活化；（4）加入微小氣泡作為敏化劑，提高了炸藥感度。乳化炸藥現在已將在工程爆破領域占主導地位，并出現了很多衍生品：粉乳化炸藥：將乳化炸藥的乳劑噴霧干燥后制成；乳化油炸藥：在銨油炸藥中摻入粉乳化，來提高銨油炸藥的感度；又稱，重銨油炸藥。各種煤礦許用炸藥：在前面炸藥的基礎上加入、或被覆消焰劑（鹽）。2023/5/10目前二十六頁\總數六十一頁\編于二十二點炸藥爆炸理論22023/5/10目前二十七頁\總數六十一頁\編于二十二點2.1爆炸定義及分類28物理爆炸：僅有溫度、壓力和體積變化，如地震、閃電、鍋爐爆炸、氣球爆炸等，化學成分不變。化學爆炸：產生爆炸物，如炸藥爆炸、燃放鞭炮、煤氣爆炸、瓦斯爆炸等，物態和化學成分發生變化。核爆炸：裂變——原子彈、聚變——氫彈爆炸的定義

一般認為，物質發生急劇變化并放出大量的能量、對周圍介質做機械功，同時可能伴隨有聲、光、熱效應的現象，稱為爆炸。爆炸的基本特征表現在速度快、威力大和破壞作用強等方面。爆炸分類2023/5/10目前二十八頁\總數六十一頁\編于二十二點2.2炸藥爆炸三要素291反應的放熱性

炸藥爆炸必須的能源3反應中生成大量氣體產物

炸藥爆炸對外做功的媒介2反應過程的高速度爆炸反應區別一般化學反應的重要標志2023/5/10目前二十九頁\總數六十一頁\編于二十二點2.3爆炸起爆和殉爆30炸藥的起爆：激發炸藥爆炸的過程稱為起爆；起爆能（初始沖能）——雷管提供；主動藥卷：反映沖擊波的強度－猛度被動藥卷：反映對沖擊波的敏感程度殉爆——1爆2爆；（優缺點）惰性介質（空氣）2023/5/10目前三十頁\總數六十一頁\編于二十二點2.4爆轟及其影響因素31緩慢分解：整個物質內展開。燃燒：在外界能量的激發下，在局部區域進行，且自動傳播。主要靠熱傳導傳遞參量和激發化學反應。爆轟：在外界能量的激發下，在局部區域進行，且自動傳播。主要靠壓縮沖擊波作用傳遞參量和激發化學反應，傳播速度快，達2000-9000m/s。傳播不受外界影響，且爆轟產物的運動方向與反應區的傳播方向相同。炸藥的燃燒和爆轟（三種化學變化形式）爆轟影響因素藥卷直徑炸藥密度起爆沖能2023/5/10目前三十一頁\總數六十一頁\編于二十二點2.5間隙效應32定義：藥卷和炮孔之間存在月牙形空間時，爆炸藥柱所出現的自抑制——能量逐漸衰減直到拒（熄）爆的現象。小直徑爆破作業中，非常嚴重。乳化炸藥間隙效應最小。間隙效應(管道效應、溝槽效應)應對措施：可采取選用爆速大的炸藥和大直徑藥卷及堅固外殼等措施，實現穩定爆轟。2023/5/10目前三十二頁\總數六十一頁\編于二十二點2.6炸藥爆炸性能參數33猛度33炸藥爆炸瞬間爆轟波及其產物對鄰近局部固體介質的破碎能力。指標：鉛柱壓縮單位mm。2023/5/10目前三十三頁\總數六十一頁\編于二十二點2.6炸藥爆炸性能參數34爆力34爆炸氣體膨脹作功能力的大小。指標：鉛柱擴孔單位：毫升減去原孔體積和雷管爆炸引起擴孔體積，試驗時溫度15度。2023/5/10目前三十四頁\總數六十一頁\編于二十二點2.7炸藥的敏感度35炸藥敏感度35炸藥在外界起爆能作用下發生爆炸的難易程度稱為炸藥的敏感度，簡稱炸藥感度。1.熱敏感度：熱能作用引起炸藥爆炸的難易程度；加熱感度（爆發點）——均勻加熱時，發生爆炸的溫度，火焰感度——距離2.機械敏感度：

沖擊感度——25次試驗，爆炸的百分率；10kg/25cm/0.05g

摩擦感度——擺式摩擦儀2023/5/10目前三十五頁\總數六十一頁\編于二十二點2.7炸藥的敏感度36363.爆轟感度（起爆沖能感度）：炸藥對爆轟沖擊波（即激發沖擊波）的敏感程度；測試：極限起爆藥量測定裝置；（炸藥沖擊波感度——殉爆）4.靜電火花感度：

炸藥對經典的敏感程度。2023/5/10目前三十六頁\總數六十一頁\編于二十二點2.8炸藥的氧平衡3737CWHXNYOZC、H——可燃劑，O——氧化劑爆炸產物：CO2、CO、C、NO2、NO、N2、H2O、H2、O2、CH4炸藥爆炸的基本反應：2H2+O2=2H2O+240.7kJ/molC+O2=CO2+395kJ/mol氧平衡：比例關系（含氧量與充分氧化所需氧量之間的關系）氧平衡值：每克炸藥中保證可燃元素充分氧化時，多余或欠缺的氧量，g/g。1.炸藥的氧平衡2023/5/10目前三十七頁\總數六十一頁\編于二十二點①單質炸藥：K1=

g/g

M=12W+X+14Y+16Z

例如：硝化甘油炸藥C3H5（ONO2）3——C3H5N3O9K==+0.035TNT－C6H2(NO2)3CH3——C7H5N3O6K=

=－0.74CWHXNYOZ炸藥的氧平衡計算2023/5/10目前三十八頁\總數六十一頁\編于二十二點②混合炸藥：K2=m1K1＋m2K2＋m3K3＋…

二號巖石硝銨炸藥含硝酸銨85%，TNT11%，木粉4%。

K=＋0.2×85%－0.74×11%－1.37×4%=0.0338炸藥的氧平衡計算2023/5/10目前三十九頁\總數六十一頁\編于二十二點K＞0，正氧平衡炸藥，（NO、NO2——吸熱反應，有毒，促使瓦斯爆炸）K＜0，負氧平衡炸藥，（CO——有毒，C、H2——不能放出最大熱量）K＝0，零氧平衡炸藥（放出最大熱量）炸藥的氧平衡分類爆炸過程有毒有害氣體的產生2023/5/10目前四十頁\總數六十一頁\編于二十二點炸藥起爆（器具）32023/5/10目前四十一頁\總數六十一頁\編于二十二點起爆材料（各種雷管）傳爆材料（導火索、導爆管

）

工程爆破中使用的起爆器材主要有：雷管、導火索、導爆索、導爆管、導爆管連接元件、繼爆管（detonatingrelay）和起爆藥柱等。

起爆器材的種類：（繼爆管、導爆索）

炸藥雖然屬于不穩定的化學體系，但只有在一定的外界能量的作用下才能起爆，這種外界能量叫做起爆能。起爆能（initiationpower）起爆器材－－用于起爆炸藥的器材。3.1引言2023/5/10目前四十二頁\總數六十一頁\編于二十二點火雷管起爆法導爆管雷管起爆法電雷管起爆法數碼電子雷管起爆法

電力起爆法無線起爆法雷管起爆法導爆索起爆法藥包起爆法非電起爆法3.1引言2023/5/10目前四十三頁\總數六十一頁\編于二十二點3.1引言

火雷管結構示意圖1—管殼；2—傳火孔；3—加強帽；4—正起爆藥；5—加強藥；6—聚能穴2023/5/10目前四十四頁\總數六十一頁\編于二十二點引言2023/5/10目前四十五頁\總數六十一頁\編于二十二點引言2023/5/10目前四十六頁\總數六十一頁\編于二十二點引言2023/5/10目前四十七頁\總數六十一頁\編于二十二點⑴瞬發電雷管起爆藥：二硝基重氮酚管殼：紙制圓殼，鈍化加強藥作管底加強藥：黑索金加強帽：（引火頭式）防止受潮、防止散落、提高裝藥安全，增大壓力。電點火裝置：橋絲直插式（兩根腳線末端焊上4mm橋線，直接插入起爆藥）橋絲引火頭式1腳線，2密封塞，3橋絲，4起爆藥，5引火藥頭，6加強冒，7加強藥，8管殼電雷管的構造3.2電雷管2023/5/10目前四十八頁\總數六十一頁\編于二十二點⑵延期電雷管①秒延期電雷管：②毫秒延期電雷管：延期藥—氧化劑+可燃劑+緩燃劑。3.2電雷管2023/5/10目前四十九頁\總數六十一頁\編于二十二點2023/5/10目前五十頁\總數六十一頁\編于二十二點1.導火索：黑火藥，常用導火索100~125s/m，點火材料（點火線、點火棒）——導火索——火雷管——炸藥3.3其它起爆材料2023/5/10目前五十一頁\總數六十一頁\編于二十二點2.導爆索：黑索金或太恩，藥量不小于12g/m。普通導爆索6.2mm，爆速≥6500m/s；安全導爆索7.3mm，爆速≥6000m/s。

⑴安全：裝藥、處理瞎炮安全；沒有雜散電流影響。⑵爆破效果好：起爆時間準確，避免間隙效應。⑶爆破網路設計簡單。⑷無法延期爆破。3.3其它起爆材料2023/5/10目前五十二頁\總數六十一頁\編于二十二點3.繼爆管：毫秒延期元件導爆索——消爆管、減壓室——延期藥——起爆藥、加強藥——導爆索,延期時間有：15、30、50、75ms3.3其它起爆材料2023/5/10目前五十三頁\總數六十一頁\編于二十二點1.起爆電源（1）發爆器（放炮器）：發電機式、電容式（井下使用）①直流電源（1.5V干電池）②交流器（直流電源交流高壓電）③整流線路（交流高壓電直流高壓電）；④充電器（主電容直流高壓電）⑤充電電壓指示（主電容電壓達到額定電壓后，發光，可以放炮）

3.3電雷管起爆法2023/5/10目前五十四頁\總數六十一頁\編于二十二點2023/5/10目前五十五頁\總數六十一頁\編于二十二點MFB系列發爆器適用范圍與用途

MFB系列煤礦用電容式發爆器（以下簡稱發爆器