第一部分爆破作用基本原理

• 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。
• 上述三种反应形式不是相互独立的，在一定的条
件下，可以相互转化。如当炸药失火时，应设法 控制温升和热能积聚，以免转化为爆炸，造成事 故。使用炸药时，要给予足够的外能，防止出现 不稳定爆炸，造成爆燃和息爆事故。
1.1 炸药爆炸的基本要素
• 炸药爆炸是化学爆炸的一种。化学爆炸与
物理爆炸（如锅炉爆炸、轮胎爆炸等）的 共同点是：在发生爆炸处，周围的压力突 跃升高，因而在空气中同时拌有声响效应。 它们不同点是：物理爆炸在爆炸前后，物 质的性质及化学成分没有改变；而化学爆 炸，如炸药、瓦斯、煤尘、鞭炮等的爆炸， 在爆炸前后物质的性质及化学成分发生改 变。
爆破漏斗：将球形药包埋置在一个水平临空面下的岩 体中爆破时，如果埋置深度合适，则爆破后将会在岩 体中由药包中心到临空面形成一个倒圆锥体的爆破坑， 这个坑就叫做爆破漏斗。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
爆破漏斗要素：1）爆破漏斗半径r，表示在临空面上 爆破破坏范围的大小；2）最小抵抗线W，在临空面为 水平的情况下，它就是药包的埋置深度；3）漏斗破 裂半径R，爆破漏斗的侧边线长，表示爆破作用在岩 体中的破坏范围；4）漏斗可见半径P，药包爆破后， 一部分岩块被抛掷到漏斗以外，一部分又回落到漏斗 内，形成一个可见漏斗。从临空面到漏斗内岩块堆积 表面的最大深度，叫做漏斗可见深度。5）漏斗张开 角θ，即爆破漏斗的锥角，它表示漏斗的张开程度。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
爆破破碎机理:当埋置在距地面很深处的药包爆炸时， 在地面没有显现出爆破作用，这时药包的爆破作用只 局限在地面以下，称为爆破的内部作用。
通常按岩石破坏的特征，可将爆破作用范围内的岩石 划分为3个圈：即压缩圈、破裂圈和振动圈。
在压缩圈内，由于岩石直接受到药包爆炸的巨大压力 和高温作用，如果岩石是可塑的，就会遭受压缩而形 成空腔；如果岩石是脆性的，就会遭受到粉碎。压缩 圈的范围很小，其半径一般不超过药包半径的2~3倍。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
临空面：通常是指被爆岩石与空气的交界面，即对爆 破作用能发生影响并在爆破时能使岩石移动的那个岩 面为临空面（亦称自由面）。
临空面的存在是爆破工程破岩所必须具备的条件，没 有临空面就谈不上破碎岩石的效果。临空面条件不同， 对爆破的作用和爆破的效果也不一样，临空面越多， 爆破破岩越容易，爆破效果也越好。当岩石性质、炸 药品种相同时，随着临空面的增多，爆破单位体积的 岩石所耗用的炸药量（简称炸药单耗）将明显降低。
１.２ 爆破工程的主要特征
我们知道，炸药是一种蕴藏着巨大能量的物质， １ｋｇ球形药包爆炸时，所释放的能量有数百万 焦耳。利用炸药的爆炸能量对介质作功，可以完 成预定工程目标的作业。
爆破工程，作为人类改造自然的有力工具，有以 下４点主要特征：１）具有特定的工程对象和目 标要求。任何一个爆破工程项目，都有确定的爆 破对象和范围，以及对爆破效果（质量）、安全、 工期及主要技术经济指标等的要求。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
最小抵抗线（W）：爆破工程中，通常将药包中心到 最近自由面的距离，称为最小抵抗线。最小抵抗线是 爆破工程设计中的重要参数，由于它代表了爆破时岩 石阻力最小的方向，所以在此方向上岩石运动速度最 高，爆作用最集中。因此，最小抵抗线是爆破作用的 主导方向，也是抛掷作用的主导方向。
第一部分 爆破作用基本原理
第一章 炸药爆炸与爆破工程
1.1 炸药爆炸的基本要素
• 炸药在能作用下可能发生3种基本形式的化学反应，
即热分解、燃Fra Baidu bibliotek和爆炸。
• 热分解：炸药在常温下或受热作用时，会发生缓
慢的分解并放出热量，这就是热分解。炸药热分 解的速度随温度的升高而加快。所以在贮存炸药 时要注意通风，保持常温，防止炸药因温度过高 导致分解加快而引起爆炸事故。
１.２ 爆破工程的主要特征
２）均应进行工程设计和施工作业。任何一个爆破工程项 目，都应在调研、勘测以及可行性研究的基础上进行技术 设计和施工组织设计，施工作业应严格依据设计文件实施。 ３）药包爆炸过程及所产生的效应必须是可控的。这是炸 药作为能源用于工程的基本要求，不仅要做到严格按照设 计要求的方式、时序实现对药包起爆，并保证准爆，而且 应做到有效地控制爆破产生的有害效应，保证环境的安全。 ４）项目密切结合工程实际，爆破效果通过实践评价检验。 任何一个爆破工程项目，都有各自不同的客观环境和施工 条件，无论是爆破设计，还是施工都必须密切结合工程实 际，针对性地选择方案、参数、技术和安全措施，才能取 得良好的爆破效果。
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。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
破裂圈围绕在压缩圈以外的一圈岩石，虽然受到的爆 炸作用力较压缩圈中的岩石小很多，但岩石受到结构 性破坏，生成纵横交错的裂隙，岩体被割裂成块，此 范围叫做破裂圈。破裂圈的范围大约为药包半径的 8~10倍。
振动圈在破裂圈以外的范围内，爆破作用力已衰减到 不能使岩石的结构产生破坏，而只能引起岩石颗粒产 生弹性振动，这一圈叫做振动圈。振动圈的范围很大， 直到爆破作用力完全被岩土所吸收时为止。