炸藥的基礎(chǔ)知識(shí)

　　一、炸藥與爆炸的基本概念

　　1.炸藥

　　炸藥是在一定條件下能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)、放出能量、生成氣體產(chǎn)物、顯示爆炸效應(yīng)的化合物或混合物。

　　2.爆炸

　　爆炸是物質(zhì)系統(tǒng)一種極其迅速的物理或化學(xué)變化。在變化過(guò)程中，瞬間放出其內(nèi)含能量，并借助于系統(tǒng)內(nèi)原有氣體或爆炸生成的氣體的膨脹，對(duì)系統(tǒng)周?chē)橘|(zhì)做功，使之發(fā)生巨大的破壞效應(yīng)，同時(shí)可能伴隨聲、光、熱效應(yīng)。爆炸可分為：化學(xué)爆炸、物理爆炸和核爆炸。炸藥爆炸屬于化學(xué)爆炸。

　　3.炸藥爆炸的形式

　　炸藥爆炸的形式有三種：爆炸、爆轟和燃燒。

　　(1)爆炸：是指炸藥以每秒數(shù)百米至數(shù)千米可變速度進(jìn)行的爆炸反應(yīng)過(guò)程。變速爆炸又叫非穩(wěn)定性爆炸。

　　(2)爆轟：是指炸藥以每秒數(shù)十米不變的速度進(jìn)行的爆炸反應(yīng)過(guò)程。恒速爆炸又叫穩(wěn)定性爆炸。

　　(3)燃燒：是指炸藥以每秒數(shù)十毫米至數(shù)米的速度進(jìn)行快速燃燒的過(guò)程。燃燒速度一般為每秒數(shù)毫米至數(shù)厘米，但最大可達(dá)每秒數(shù)百米，只產(chǎn)生微弱的聲響，沒(méi)有產(chǎn)生沖擊波。

　　這3種爆炸形式在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。

　　4.炸藥爆炸的基本特征

　　(1)反應(yīng)的放熱性。炸藥爆炸反應(yīng)都屬于放熱反應(yīng)，爆炸過(guò)程中放出的大量熱是對(duì)周?chē)橘|(zhì)做功的能量。

　　(2)生成大量的氣體。氣體介質(zhì)把炸藥爆炸放出的大量熱轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，對(duì)周?chē)橘|(zhì)做功。

　　(3)化學(xué)反應(yīng)和傳播的快速性。炸藥爆炸反應(yīng)時(shí)間只需要幾微秒至幾十微秒;炸藥爆炸傳播的速度可達(dá)每秒數(shù)千米。

　　炸藥爆炸的基本特征也是任何化學(xué)爆炸必須同時(shí)具備的3個(gè)條件，通常稱(chēng)其為爆炸的三要素。

　　5.炸藥的氧平衡

　　是用來(lái)表示炸藥內(nèi)含氧量與充分氧化可燃元素所需氧量之間的關(guān)系。炸藥的氧平衡可分為：正氧平衡、負(fù)氧平衡和零氧平衡。煤礦中常用的炸藥為負(fù)氧平衡和零氧平衡。

　　二、炸藥的組成與分類(lèi)

　　1.炸藥的組成

　　炸藥的主要元素是C、H、0、N。炸藥爆炸的過(guò)程就是C、H原子氧化的過(guò)程。氧化時(shí)所需的氧并不取自周?chē)諝?，而是炸藥本身就含有的，這是炸藥與燃料的重要區(qū)別之一。另外，炸藥具有燃料所沒(méi)有的高能密度，單位體積放出的熱量遠(yuǎn)比燃料多得多。

　　2.炸藥的分類(lèi)

　　炸藥的分類(lèi)方法很多，常見(jiàn)的分類(lèi)方法如下：

　　(1)按炸藥的組成可分為：?jiǎn)钨|(zhì)炸藥和混合炸藥。

　　單質(zhì)炸藥：是各組成元素以一定的化學(xué)結(jié)構(gòu)存在于同一分子中的炸藥。

　　混合炸藥：是由兩種以上分子組成的混合物。它可以根據(jù)對(duì)炸藥性能的要求調(diào)配不同的組分。工業(yè)炸藥多為混合炸藥。

　　(2)按炸藥的用途可分為：起爆藥、猛炸藥和發(fā)射藥(火藥)3種。

　　起爆藥的特點(diǎn)是，在很小的外界能量(如加熱、火焰、摩擦、機(jī)械能沖擊等)作用下就能爆炸，因此，常用做雷管的起爆藥。起爆藥有雷汞、疊氮化鉛和二硝基重氮酚等。由于二硝基重氮酚的原料來(lái)源廣，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、安全，成本低，而且具有良好的起爆性能，因此，廣泛應(yīng)用。

　　猛炸藥的特點(diǎn)是：對(duì)外能的敏感程度比起爆藥低，但爆炸威力大，主要用于起爆器材的加強(qiáng)藥和改善炸藥性能的附加成分。

　　發(fā)射藥的特點(diǎn)是：能穩(wěn)定燃燒并產(chǎn)生一定的推力。在工業(yè)上，主要用做起爆器材，如用黑火藥做導(dǎo)火索藥芯。

　　三、煤礦常用炸藥

　　(一)煤礦常用炸藥的種類(lèi)

　　1.礦用炸藥的分類(lèi)

　　礦用炸藥的分類(lèi)見(jiàn)表9-1。

　　2.煤礦許用炸藥的分類(lèi)

　　煤礦許用炸藥的分類(lèi)見(jiàn)表9-2。

　　煤礦許用炸藥按其組分分為：硝銨類(lèi)、銨梯類(lèi)、硝化甘油類(lèi)、水膠類(lèi)和乳化類(lèi)。

　　3.礦許用炸藥中各成分的作用或特點(diǎn)

　　(1)硝酸銨：含氧豐富，物理狀態(tài)好，來(lái)源豐富，價(jià)格低，安全性好，是制造混合炸藥的主要原料。

　　(2)梯恩梯(TNT)：三硝基甲苯，有機(jī)化合物，黃色片狀結(jié)晶，一般含量為10%～17%，用6～8號(hào)工業(yè)雷管起爆。

　　(3)木粉：鋸末，作松散劑，其作用是防止炸藥結(jié)塊。

　　(4)食鹽：氯化鈉，主要作消焰劑。主要作用是快速吸熱，緩慢放熱，降低爆溫，消除火焰。

　　(5)石蠟、瀝青：作防潮劑，占6%～14%。

　　(二)煤礦許用炸藥的特點(diǎn)

　　1.煤礦對(duì)炸藥的要求

　　(1)爆溫要低，不能超過(guò)瓦斯的燃點(diǎn)，一般低于750℃。

　　(2)作用時(shí)間短，不能超過(guò)瓦斯爆炸的感應(yīng)時(shí)間，一般短于3秒。

　　(3)化學(xué)氧平衡接近于零，偏差不大于0.55。

　　2.《煤礦安全規(guī)程》對(duì)煤礦炸藥的規(guī)定

　　井下爆破作業(yè)，必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用雷管。煤礦許用炸藥的選用應(yīng)遵照下列規(guī)定：

　　(1)低瓦斯礦井的巖石掘進(jìn)工作面必須使用安全等級(jí)不低于一級(jí)的煤礦許用炸藥。

　　(2)低瓦斯礦井的煤層掘進(jìn)工作面、半煤巖掘進(jìn)工作面必須使用安全等級(jí)不低于二級(jí)的煤礦許用炸藥。

　　(3)高瓦斯礦井、低瓦斯礦井的高瓦斯區(qū)域，必須使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的煤礦許用炸藥。有煤(巖)與瓦斯突出危險(xiǎn)的工作面，必須使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的煤礦許用含水炸藥。

　　嚴(yán)禁使用黑火藥和凍結(jié)或半凍結(jié)的硝銨甘油炸藥。同一工作面不得使用兩種不同品種的炸藥。

　　采掘工作面，必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用的毫秒延期電雷管。使用煤礦許用的毫秒延期電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130毫秒。不同廠家生產(chǎn)的或不同品種的電雷管，不得摻混使用。不得使用導(dǎo)爆管或普通導(dǎo)爆索，嚴(yán)禁使用火雷管。

　　3.煤礦許用炸藥的安全等級(jí)

　　煤礦許用炸藥的安全等級(jí)共分為5個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的炸藥又分3個(gè)號(hào)，1號(hào)威力最大，3號(hào)威力最小。