2爆炸与炸药的基本理论要点
- 格式:doc
- 大小:170.00 KB
- 文档页数:34
16年济宁市爆破工程技术人员(复训):教学培训计划(2016-12-13)一、教学内容1、爆炸与炸药的爆炸理论(二章)2、爆破器材(三章)3、起爆技术(四章)4、岩土爆破理论(六章)5、露天爆破(七章)6、爆破安全技术和环境保护(十四章)7、相关法律法规1天8、爆破安全管理和相关规定(十五章)1天9、复习小结0.5天10、考试(笔试:填空、选择、问答、计算设计题)0.5天二、使用教材《爆破设计与施工》中国爆协汪旭光主编、2015版(15章、782页121.9万字)三、教学时间:5天(40学时)具体教学课程安排见《课程表》四、任课教师: 尹成祥、毕延华等五、教学目的1、提高爆破基础理论知识和爆破设计施工技能;2、提高爆破工程行业管理水平和法律法规意识;3、解决爆破施工作业疑难问题,确保爆破工程施工效果和施工安全;4、复训学习情况存档、备案,为办理个人爆破作业证件许可、审核提供依据;亦为爆破作业证件升级打基础。
六、教学要求1、珍惜这次爆破技术人员复训学习机会95年全国第一次举办爆破技术人员作业证:2、严格遵守培训班各项规章制度;3、严格遵守课堂教学纪律,按时到课;4、认真听课,做好笔记。
编制:尹成祥2016-12-1第二章爆炸与炸药的基本理论(教材10p)第一节基本概念一、爆炸及其分类(一)爆炸物质或物体在外界作用下,瞬间发生物理或化学变化,并在极短时间内放出大量能量的的现象。
如:锅炉爆炸、热水瓶爆炸、轮胎爆炸、炸药爆炸、鞭炮爆炸等。
(二)爆炸的分类1、物理爆炸爆炸后物质的物理状态发生变化,其内部分子结构不发生变化。
如车胎、水瓶、压力罐、雷电等2、化学爆炸爆炸后不但物质的物理形状发生变化,其内部分子结构也发生变化,并生成其它物质。
炸药爆炸属于化学爆炸。
3、核爆炸由核炸药的原子核发生烈变或聚变的连锁反应,并在瞬间放出巨大能量的现象称为核爆炸。
如u235,u238、氚、氘的爆炸等。
二、炸药及其爆炸特征(3个基本条件)(一)炸药凡在外界作用下,能产生快速变化,生成高热和大量气体的物质,叫炸药。
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。
爆炸与炸药的基本理论培训简介爆炸与炸药是军事、民用和工业领域中不可或缺的重要技术。
本文档将介绍爆炸与炸药的基本理论知识,包括爆炸的定义、分类和原理,以及常见的炸药种类和特点。
通过学习本文档,您将对爆炸和炸药的基本概念有一个清晰的了解。
爆炸的定义与分类爆炸是指物质在短时间内放出巨大能量的过程。
根据爆炸产生的能量形式,爆炸可以分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。
化学爆炸化学爆炸是最常见的爆炸形式,它是指由化学反应释放的能量造成物质的迅速膨胀和释放。
化学爆炸通常由燃料和氧化剂之间的剧烈反应引起。
常见的化学爆炸包括炸药、火药和燃料燃烧。
物理爆炸物理爆炸是由于物质受到巨大的冲击或外力作用而引起的爆炸,例如炸弹、地雷和炮弹等。
物理爆炸与化学反应无关,而是通过机械能的转化来释放能量。
核爆炸核爆炸是最具威力的爆炸形式,它是由核裂变或核聚变反应释放的能量引起的。
核爆炸的能量远远超过化学爆炸和物理爆炸,因为核反应中释放的能量比化学反应或物理力学过程更大。
炸药的种类和特点炸药是专门用于实现爆炸效果的物质。
根据炸药的成分和特性,炸药可以分为以下几类:火药火药是一种最古老、最常用的炸药。
它由硝酸盐、炭和硫混合而成。
火药以其稳定性和可控性而广泛使用。
根据硝酸盐的不同类型,火药可分为黑火药、无烟火药和低烟火药等。
炸药炸药是一种能在短时间内释放大量能量的物质。
炸药通常由燃料、氧化剂和增感剂组成。
燃料和氧化剂之间的反应会产生大量的气体,导致炸药爆炸。
根据炸药的成分和特性,炸药可以分为炸药、炸药和炸药等。
高爆炸高爆炸是指能产生高温、高压和大冲击波的炸药。
高爆炸由可燃材料和氧化剂组成,能够产生高速燃烧和快速释放能量的特点。
液体炸药液体炸药是一种稳定性较高、容易加工和使用的炸药。
液体炸药通常由液体燃料、液体氧化剂和增感剂混合而成。
液体炸药在军事和民用领域都有广泛应用。
炸药的特点炸药具有以下共同特点:•高能量释放:炸药能够在极短的时间内释放大量的能量,导致爆炸效果。
炸药与爆炸的基本理论第⼀章本章⼩结本章集中介绍了与炸药爆炸相关的⼀些基本概念、基本理论和基本实验,这些内容是后续章节的基础。
现将其中的要点归纳如下:1.炸药发⽣化学变化的三种基本形式,炸药爆炸的三要素,炸药的分类。
炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药和炸药爆炸的概念。
2.炸药氧平衡的概念极其计算⽅法。
爆热、爆温、爆容、爆炸压⼒的概念。
3.波、横波、纵波、⾳波、压缩波、稀疏波、冲击波的概念。
冲击波的基本特性。
4.爆轰波、爆轰压⼒、爆轰温度的概念和爆轰波的结构。
凝聚炸药的爆轰反应机理。
5.炸药的使⽤感度、危险感度、热感度、爆发点、机械感度、撞击感度、摩擦感度、起爆感度和雷管感度的概念。
炸药的物理状态和装药条件对炸药感度的影响。
6.炸药的热点起爆理论,爆炸物直接作⽤于炸药的起爆机理。
7.炸药的爆速、影响爆速的主要因素、爆速的测定⽅法。
作功能⼒、猛度、殉爆距离的概念及其试验测定⽅法。
炸药的理想爆速、临界爆速、极限直径、临界直径、最佳密度、临界密度的概念。
8.沟槽效应,产⽣沟槽效应的机理,消除沟槽效应的措施。
9.聚能效应及其应⽤。
复习题1.计算硝化⽢油和梯恩梯的氧平衡。
2.在铵油炸药中(硝酸铵与柴油的混合炸药),假如4%⽊粉作疏松剂,试按零氧平衡设计炸药配⽅。
3.已知凝聚炸药的绝热指数K 值⼀般取为3,试推导计算凝聚炸药爆轰波参数的⽅程式。
4.已测得某种岩⽯铵梯炸药的密度30/0.1cm g =ρ,爆速D=3750s m /。
经计算得到其爆温C T b ?=2592。
试求这种炸药的其余各项爆轰波参数H u 、H P 、H ρ、H c 和H T 。
5.如果采⽤理想⽓体状态⽅程来计算爆炸压⼒P ,则存在关系v Q K P )1(0-=ρ。
试证明:爆轰压⼒近似等于爆炸压⼒的2倍。
6.试推导实验测定炸药爆速的导爆索法中计算爆速的公式。
16年济宁市爆破工程技术人员(复训):教学培训计划(2016-12-13)一、教学内容1、爆炸与炸药的爆炸理论(二章)2、爆破器材(三章)3、起爆技术(四章)4、岩土爆破理论(六章)5、露天爆破(七章)6、爆破安全技术和环境保护(十四章)7、相关法律法规 1天8、爆破安全管理和相关规定(十五章) 1天9、复习小结 0.5天10、考试(笔试:填空、选择、问答、计算设计题) 0.5天二、使用教材《爆破设计与施工》中国爆协汪旭光主编、2015版(15章、782页121.9万字)三、教学时间:5天(40学时)具体教学课程安排见《课程表》四、任课教师: 尹成祥、毕延华等五、教学目的1、提高爆破基础理论知识和爆破设计施工技能;2、提高爆破工程行业管理水平和法律法规意识;3、解决爆破施工作业疑难问题,确保爆破工程施工效果和施工安全;4、复训学习情况存档、备案,为办理个人爆破作业证件许可、审核提供依据;亦为爆破作业证件升级打基础。
六、教学要求1、珍惜这次爆破技术人员复训学习机会95年全国第一次举办爆破技术人员作业证:2、严格遵守培训班各项规章制度;3、严格遵守课堂教学纪律,按时到课;4、认真听课,做好笔记。
编制:尹成祥2016-12-1第二章爆炸与炸药的基本理论(教材10p)第一节基本概念一、爆炸及其分类(一)爆炸物质或物体在外界作用下,瞬间发生物理或化学变化,并在极短时间内放出大量能量的的现象。
如:锅炉爆炸、热水瓶爆炸、轮胎爆炸、炸药爆炸、鞭炮爆炸等。
(二)爆炸的分类1、物理爆炸爆炸后物质的物理状态发生变化,其内部分子结构不发生变化。
如车胎、水瓶、压力罐、雷电等2、化学爆炸爆炸后不但物质的物理形状发生变化,其内部分子结构也发生变化,并生成其它物质。
炸药爆炸属于化学爆炸。
3、核爆炸由核炸药的原子核发生烈变或聚变的连锁反应,并在瞬间放出巨大能量的现象称为核爆炸。
如u235,u238、氚、氘的爆炸等。
二、炸药及其爆炸特征(3个基本条件)(一)炸药凡在外界作用下,能产生快速变化,生成高热和大量气体的物质,叫炸药。
按用途分类:起爆药、破坏药、火药、核炸药按物理状态分类:固体、液体和气体(二)炸药爆炸的三大特征(3个基本条件)实践表明:炸药爆炸时瞬间产生火光、出现烟雾、发生巨响,并产生冲击波。
火光说明:烟雾说明:巨响说明:炸药爆炸反应过程中释放出大量的热量、生成大量气体以及化学反应的快速性是炸药爆炸所具备的特殊因素和必要条件。
炸药爆速快、温度高和气体多称为炸药的三大要素,简称炸药三要素。
(1)变化速度快炸药爆炸产物传爆的速度,称为爆速。
常用炸药的爆速约为2000~8000m/S。
一公斤炸药(集中药包)开始爆炸到完成爆炸反应,约为十万分之一秒。
如梯恩梯炸药的爆速为6800m/s。
硝铵类炸药的爆速约为3500m/s。
(2)释放大量的热炸药爆炸变化过程放出大量的热能,使炸药瞬间产生变化。
常用炸药爆炸时产生1000~3500 kJ/kg的热量。
在极短的时间内将爆炸产物加热到数千摄氏度。
爆炸时的温度最高可达2000~50000C。
(3)生产大量的气体常用炸药爆炸可产生600~1000L/kg的气体。
炸药爆炸放的气体约相当于原体积的1000倍。
以上炸药爆破快、温度高、气体多就是炸药三大的特征(三大要素):(1)反应过程大量放热;(2)反应过程极快;(3)生产大量气体。
总之,炸药爆炸在瞬间形成高温、高压的爆炸产物,急剧向外膨涨,形成超压冲击波对介质做功。
其超压最高可达数十万(10-40万兆帕)个大气压。
因此,炸药爆炸时具有巨大的破坏威力。
炸药爆炸时产生的气体越多、温度越高、爆速越快,炸药爆炸威力就越大,破坏能力越强。
三、炸药化学变化的基本形式炸药在外界作用下发生三种基本的化学反应。
即:热分解、燃烧、爆炸和爆轰。
(一)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,产生热分解。
炸药的分解速度主要取决于环境温度。
温度越高分解越快。
当温度达到一定限度时,炸药缓慢的热分解会自动转变为快速的化学变化,发生燃烧或爆炸。
因此,炸药在存储、保管和使用时,要特别注意炸药的环境温度变化,如炸药堆放不易过高,要注意通风保持常温,防止炸药因温度过高导致热分解加快,而引起燃烧或爆炸。
(二)燃烧炸药在火焰或加热的作用下,可能引起燃烧。
燃烧的速度一般比较缓慢。
当燃烧生成的气体或热量不能及时排除时,压力增大,温度升高,可能由燃烧转为炸药爆炸。
一般情况下少量炸药能够稳定的燃烧而不爆炸。
炸药的燃烧与一般燃料燃烧有着本质的区别,一般燃料的燃烧需要外界供氧,而炸药的燃烧是依靠自身所含的氧进行反应的。
(三)爆炸与爆轰, 1、爆炸当炸药受到足够大的外力作用时,炸药会发生最猛烈的化学反应,这种反应以冲击波的形式高速传播。
传播的速度通常每秒数千米。
这就是炸药的爆炸。
爆炸过程不稳定,是开始的过程。
2、爆轰炸药以最大而稳定的爆速进行传播的过程叫爆轰。
区别:(1)爆轰的传爆速度恒定,爆炸传爆速度不稳定。
(2)爆轰是炸药变化的最高形式。
爆轰是一种比燃烧更剧烈的化学变化形式。
它是冲击波在炸药中自行高速传播的现象,并且与外界的压力、温度等条件无关。
炸药爆轰是炸药特有的一种化学变化形式。
对一定的炸药来说,爆轰波的速度是稳定的。
在爆轰条件下,爆炸具有最大的破坏作用。
(四)三种变化形式的转化上述炸药的三种反应形式在性质上虽有不同之处,但它们之间却有着非常密切的关系。
1、在一定条件下可以相互转化。
2、炸药的热分解在一定条件下可以转变为燃烧。
3、炸药的燃烧随温度和压力的增加又可以转变为爆炸。
因此,在使用保管中,控制外界的温度变化,就可以控制炸药向要求的方面的转化,以达到对炸药使用、保管的安全性,确保炸药爆炸的效果。
(五)炸药变化的启示1、炸药着火时降温、控制温度。
2、用水灭火,不易使用沙土和泡沫灭火器等。
3、起爆炸药要给予足够的起爆能,确保炸药稳定爆轰。
第二节炸药的起爆和感度一、炸药的起爆和起爆能1、炸药的起爆炸药是一种相对稳定平衡的物质。
使之爆炸必须施加一定的能量,才能爆炸。
因此,引起炸药爆炸的过程(现象)叫起爆。
2、炸药的起爆能使炸药爆炸的能量,叫起爆能。
(1)热能:火源加热、电加热等(最基本的起爆能源);(2)机械能:机械功作用;如:撞击、摩擦、针刺、摔砸等;(3)爆炸能:利用炸药爆炸能量引起另一种炸药爆炸。
另外:激光能、化学能等,均可以使炸药爆炸。
起爆能和感度的关系:通常炸药的感度越大,所需的起爆能越小。
相反炸药的感度越小,所需的起爆能就越大。
二、炸药感度1、什么是炸药感度?在外界作用下炸药发生爆炸的难易程度。
2、炸药的热感度(爆发点)3、爆发点什么是炸药爆发点?加热使炸药爆炸的最低温度。
乳化炸药3300C; 黑火药3000C ; TNT 2950C;黑索金2300C ;雷汞1750C;(2)火焰感度:(3)撞击感度:利用撞击()(4)爆轰感度:炸药感度与起爆能成反比关系。
即:4、影响炸药感度的因素外界影响:(1)炸药的物理状态(2)装药密度(3)炸药结晶的大小:可能增大。
可能减小。
一般颗粒减小,感度增大。
(4)温度(4)添加物的加入:根据添加物楞角、硬度、含量等决定。
坚硬。
棱角大,感度大;如加入石英砂、玻璃粉等,感度增大。
加入松软物质感度降低。
如加入油、石蜡等。
5、爆炸和爆轰理论和方程(略)(1)爆轰波基本方程(2)爆轰参数计算第四节炸药的氧平衡与热化参数(一)炸药的基本概念1、炸药组成(成份)C、 H 、O 、N因为,炸药本身含可燃元素和助燃元素,爆炸反应不需要外界供氧。
只要外界条件达到及限,即可爆炸。
3、爆炸后生成的主要物质CO、 CO2、 H2O、 NO、C、N。
放出大量的热、和气体(二)炸药的氧平衡1、什么是炸药的氧平衡?炸药爆炸时,炸药中所含的氧与可燃元素C、H原子完全氧化时所需的氧量问题。
2、炸药的氧平衡的三种情况:(1)零氧平衡:含的氧刚好完全氧化。
完全氧化:主要生成产CO2 H2O、放热量最大。
硝铵类炸药基本为零氧平衡。
(2)正氧平衡:含的氧刚好完全氧化,还有剩余。
氧有多余:主要生成产ON、O2N。
(3)负氧平衡:含的氧不足以将可燃元素完全氧化。
缺氧,主要生成产CO、 H2、 C、正氧平衡和负氧平衡均不利于炸药发挥最大威力,同时会产生有害气体。
特别在煤矿地下实施爆破施工,和瓦斯混合易产生有毒气体,另外,还可以起催化作用。
(三)炸药的氧平衡计算(略)(四)炸药的热化参数1、爆热(1)什么是炸药爆热?单位质量的炸药爆炸时产生的热量,称为炸药爆热。
单位:千卡/公斤(kJ/kg)。
工业炸药的爆热一般为3300-5900 kJ/kg。
1kJ(焦耳)=0.239千卡1卡:使1kg的水升高1度使用的热量(标准大气压)。
(2)爆热的测定(2)爆热的计算2、爆温(1)什么是炸药爆温?炸药爆炸时将爆炸产物加热的最高温度。
单位:摄氏度(0C)。
单质炸药:3000-50000C矿用炸药的爆热一般为2000-25000C3、爆压(1)什么是炸药爆压?炸药爆炸时爆炸产物高温、高压气体产生的压力。
即:对介质产生的超压。
单位:Pa(帕斯卡)。
常用工业炸药的爆压为:3000-3500Mpa1Mpa=106 /m2 =105kg/m21kg=9.8N=10kgF1N=0.1kgF常用炸药产生的超压(最大):30万kg/cm2。
第五节炸药的爆炸性能一、爆速1、什么是炸药的爆速?爆轰波在炸药柱中传播的速度。
单位:(Km/S)2、影响炸药爆速的因素(1)装药直径(2)炸药密度(3)炸药的颗粒度(4)炸药爆速测量方法二、炸药的做功能力(威力)炸药爆炸时高温、高压爆炸产物瞬间对介质产生的作用,或总的做功能力,称为炸药威力,亦称爆力。
威力的大小取决于:爆速、爆热和爆炸气体。
炸药威力是衡量炸药作功能力大小的重要指标之一。
炸药威力测定方法,通常是用铅柱扩孔法,测量炸药爆炸后的容积差值。
铅柱试验:直径20cm,高20cm,10g炸药。
炸药威力单位:(mL/10g)。
一般工业炸药的爆力为280-460mL。
炸药的威力有多大(概算)?可以说,炸药是目前所有物质瞬间释放能量最大的物质。
如200克TNT炸药,可以将标准钢轨断。
若计算炸药的爆炸功:按热功当量理论计算,炸药爆炸的瞬时功:一公斤TNT炸药爆炸,相当于50万台75马力拖拉机发出的舜时功。
一公斤的核炸药爆炸威力是多大?一公斤核炸药爆炸相当于2万吨TNT炸药:一公斤核炸药爆炸功相当于100亿台75马力拖拉机发出的舜时功(当然,这只是按理论计算,未考虑爆炸能量的利用率等)。
如1945年8月二战时为迫使日本投降,美国总统杜鲁门、英国首相丘吉尔认为使用一两次核袭击就可以结束战争。
(45年7月26日试爆成功)当时决定袭击5个城市(包括东京),最后选择两个。