1、 第一节 钻孔方法及其分类 1、钻孔分类（按钻孔直径和钻孔深度分为3类） 浅孔：孔径小于50mm，孔深不超过35m，称为浅孔或浅眼； 中深孔：孔径为5070mm，孔深为515m； 深孔：孔径不小于80mm，孔深大于15m。 2、钻孔方法（按钻孔机理分为4类） 冲击式、旋转式、旋转冲击式和滚压式 以压缩空气为动力的钻孔机具。按支架形式分为：手持式、气腿式、向上式、导轨式。按冲击频率分为：低频、2000次/min以下，中频20002500次，高频超过2500次/min。 冲击机构：由气缸、活塞和配气系统组成，借助配气系统自动变换压气进入气缸的方向，使活塞完成往复运动，冲程和回程(冲击作用原理)。
2、转钎机构: YT23（7655）型采用棘轮、螺旋棒、并利用活塞的往复运动，经过转动套筒等运动来转动钎子（见转钎机构及炮眼形成过程）。 排粉机构: 湿式排粉，利用轴向供水系统，水经过柄体上的给水接头和水道进入水针，水针插入钎子中心内，水经由钎子中心孔进入钻眼的眼底。注水与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间的 间隙流出孔外，见排粉系统。 润滑系统: 凿岩机正常工作减少机件磨损、延长机件寿命。现代凿岩机均采用独立的自动注油器实现润滑，悬挂式注油器见图。转钎机构及冲击式凿岩炮孔形成过程 二、液压凿岩机 以液压为动力的新型凿岩机械，压力大、油循环使用。 冲击机构。液压凿岩机借助配油阀使高压油交替的进入活塞
3、的前后油腔形成压力差，使活塞做往复运动。 液压凿岩机的转钎机构采用独立机构，由液压马达带动一组齿轮再带动钎子转动。 排粉机构，侧向供水排除岩粉。 凿岩台车：为了提高钻眼机械化程度，出现了高效能的凿岩台车，组成：行走部分、钻臂和凿岩机的推进机构。 凿岩台车 在旋转式钻眼法破岩中，切割型钻头在轴压力P和回转力Pc的作用下，克服岩石的抗切削强度，将岩石一层层的切割下来，钻头运行轨迹是沿螺旋线前进，破碎的岩屑被排至孔外。 煤电钻：电动机、减速器、散热风扇、开关、手柄、钻杆。 岩石电钻：适用在中等硬度（c=4080MPa）岩石上钻眼、扭矩功率大于煤电钻。 钻眼工具是安装在钻眼机械上用以破碎岩石的工具，在
4、凿岩机上使用的叫钎子。两种：组合钎子和整体钎子 (a)组合钎子1-钎头；2-钎梢；3-钎身；4-钎肩；5-钎尾；6-中心水孔 (b)整体钎子1-钎头；2-钎杆；3-钎肩；4-钎尾钎头：钎头形状,一字型、十字型和球齿钎头。 钎头结构参数指标刃角：钎头两个刃面夹角，一般90120，多为110；隙角：钎头体两侧面夹角，3，球齿钎头7；钎刃：端面为一字型做成曲率为18的弧型，球齿钎头周边齿向外倾斜3035；钎头直径：3843，保证药卷装入炮眼；排粉沟：布置在钎头顶端和侧面的排出底部岩浆的沟槽。 钎头材料：除硬质合金片外的钎头部分称为钎头体，合金钢。 镶嵌在钎头上的硬质合金为钨钴类合金。炭化钨高硬度、高
5、耐磨性、高抗压强度，钴韧性好。 钎杆：承受活塞冲击力和回转力矩，传递到钎头上去的细长杆体。 两种：中空六角形和中空圆形。 材料：钎钢。中空8铬、中空55硅锰钢、中空40硅钼钒。 钎尾：承受和传递能量的部位，钎尾规格和淬火硬度对凿岩速度有很大的影响。 钎肩：六角形钎杆用环行钎肩，圆形钎杆用耳形钎肩。 煤电钻: 钻具由钻头和麻花钻杆组成；麻花钻杆用菱形断面或矩形断面T7、T8钢加热状态扭制而成。 岩石电钻：钻杆由六角中空钢制成。第一节 爆炸和炸药的基本概念一、爆炸现象 定义：爆炸是物质系统一种急剧的物理或化学变化，在变化过程中放出大量的能量对周围及介质做机械功，同时伴随有声、光和热等效应。三类：1
6、、物理爆炸；2、化学爆炸；3、核爆炸。二、炸药爆炸的必备条件三个条件： 1、放热反应（是高速自动进行的首要条件） （NH4)2C2O4-2NH3+H2O+CO+CO2-263KJ/mol Ag2C2O4-2Ag+2CO2+123KJ/mol 2、反应高速进行 煤、炸药 3、生成大量气体（气体是做功的介质）2Al+Fe2O3-Al2O3+2Fe+841.4kJ/mol三、炸药化学反应形式爆炸不是炸药唯一的反应形式四种形式：1、热分解：缓慢进行的化学变化过程，环境温度升高，热分解速度加快，有可能发生爆炸。2、燃烧：在外界能量作用下，引起温度、压力升高，极限情况可能发生爆炸。数米/秒 密闭-爆炸3、
7、爆炸：没有处在理想状态 数百米/秒-爆轰4、爆轰：炸药瞬间反应的一种形式，是爆轰波的传播形式。数千米/秒 最大稳定速度进行 、定值上述形式可相互转化。燃烧和爆轰的区别： 传递方式： 燃烧：通过热传导传递能量，激起化学反映； 爆轰：通过压缩冲击波的作用传递能量和激起化学放应；受环境影响不同 燃烧：受环境影响大；爆轰：不受环境影响；反应状态不同燃烧：反应速度慢，几十米每秒，最大几百米，反应产物运动方向与传播方向相反；爆轰：反应速度快，20009000m/s，反应产物运动方向与传播方向相同。燃烧爆轰四、炸药的分类1、按炸药的组成分：两种：单质炸药（军用）；混合炸药（工业炸药）2、按用途分：四种：火药
8、（烟花爆竹）、起爆药（感度高)、猛炸药（威力高）、发射药（火箭、火枪使用）第二节 单质炸药一、起爆药起爆药的敏感度极高，他常用来做雷管的起爆药工业上常用的起爆药为：雷汞（Hg(CNO)2） 、氮化鉛Pb(N3)2 、二硝基重氮酚(C6H2（NO2）2N2O)。1、雷汞 分子式：Hg(CNO)2 颜色：白色或灰白色。 敏感度：干燥时，对撞击、摩擦、火花极敏感，易爆。 反应（与其它物质）：潮湿时，极易与铝发生反应生成极易爆炸的雷酸盐；因此，不能用铝壳、可用铜或纸壳2、氮化鉛分子式：Pb(N3)2颜色：白色针状晶体敏感度：比雷汞热感度低，起爆威力大，且不因潮湿而降低；因此，可用在水下爆破。反应：在有
9、二氧化碳存在的潮湿环境中，极易与铜反应生成氮化铜，极敏感，因此，不能用铜壳，可用铝、纸壳。3、二硝基重氮酚 分子式：C6H2(NO2)2N2O 简称：DDNP 颜色：黄色或黄褐色 敏感度：撞击、摩擦感度比雷汞和氮化鉛低，热 感度介于氮化鉛和雷汞之间。不因潮湿而降低。 反应：75度时发生分解；170175度发生爆炸。 特点：原材料来源广，制作工艺简单，成本低、安全、起爆性能良好，因此，工业雷管广泛用之二、单质炸药单质炸药是一种具有强烈爆炸作用的化合物，与起爆药相比，敏感度较低，爆炸威力较大，可用作雷管的加强药。工业上常用的单质猛炸药有： 梯恩梯、 黑索金、 泰安、 硝化甘油。1、梯恩梯分子式：C
10、6H2(NO2)3CH3 三硝基甲苯简称：TNT.颜色：黄色晶体溶解度：几乎不溶于水安定性：好。常温不分解，遇火燃烧，密闭爆炸，机械感度较低，加细砂感度增高，工业炸药敏化剂。爆速：7000m/s. 2、黑索金 分子式：C3H6N3(NO2)3 环三次甲基三硝胺 简称：RDX 颜色：白色晶体 溶解度：几乎不溶于水 安定性：好。机械感度比TNT高，威力、爆速均高 爆速： 8300m/s 用途：导爆索 3、泰安 分子式：C(CH2ONO2)4 季戊四硝酸酯 颜色：白色晶体 简称：PETN 溶解度：几乎不溶于水 安定性：好。威力大 爆速：8400m/s 用途：同RDX 4、硝化甘油 分子式：C3H3(
11、ONO2)3、三硝酸酯丙三醇 简称：NG 颜色：无色或微带黄色油状液体 溶解度：不溶于水（水下爆破使用） 敏感度：撞击极高、不能单独使用（纯硝化甘油在13.2度时冻结，此时极敏感，为提高使用安全程度，常将它与二硝酸酯乙二醇混合使用，后者的冻结点为-22.8度。 用途：工业炸药：用多孔物质、硅藻土或硝化棉吸收后使用。第三节 混合炸药 混合炸药是由爆炸性成分和非爆炸性成分按照一定配比混合制成的敏感度较起爆药低但威力较大、土石方爆破常用之。又称之为工业炸药。常见的工业炸药有：铵锑炸药、铵油炸药、浆状炸药、乳化炸药、硝化甘油炸药。一、铵锑炸药1、硝酸铵。是氧化剂、铵锑炸药的主要成分。其本身是弱性炸药，
12、不能直接被一只普通工业雷管引爆，吸湿性强、易溶于水。 2、梯恩梯。敏化剂、兼起还原剂、提高感度和威力 3、石蜡和沥青。抗水剂、防吸湿结块。 4、木粉。松散剂、又是还原剂。 5、食盐。消焰剂、不参加爆炸反应、目的降低爆炸温度（主要用于含瓦斯的煤矿） 用途较广。 优点：爆炸性能好，威力较大，原材料广，成本较低。 缺点：易吸湿结块，不适合在潮湿有水环境中使用 型号：1#、2#、3#岩石炸药。 二、铵油炸药（Dry Blasting Agent) 1、硝酸铵。氧化剂。 2、柴油。可燃剂、还原剂。 3、木粉。疏松剂。 优点：价格便宜。 三、铵松蜡炸药 1、硝酸铵。氧化剂。 2、松香和石蜡。还原剂和防水剂
13、。 3、木粉。疏松剂。能接近2#岩石炸药。 优点：防潮抗水能力强。 四、浆状炸药 它是一种防水炸药，它为硝铵类炸药的应用开辟了新领域，解决了硝铵类炸药应用于水中爆破的问题 1、氧化剂水容液 采用硝酸铵饱和水溶液，有时加入少量硝酸钠。 2、敏化剂及可燃剂 因含水使其起爆感度下降，未能顺利起爆需加入敏化剂提高其起爆感度。 两类：一类是高敏度炸药：如TNT、硝化甘油；另一类是可燃剂：如铝粉、镁粉、柴油。 3、胶凝剂 起增稠作用，使炸药固体颗粒呈悬浮状态。并将氧化剂水溶液、不溶于水的敏化剂颗粒及其它组分胶凝在一起。胶凝剂有：魁豆胶、田箐胶、皂角胶、聚丙烯酰胺。 4、胶联剂 促使胶凝剂分子中的基团互相键
14、和，进一步连接成为巨型网状结构，增稠和抗水。主要成份：硼砂或硼砂与重铬酸钠的混合溶液。 5、安定剂（尿素） 特点：高威力防水炸药，防水性能良好、密度大、可用于水下爆破；缺点是感度低、一只8#雷管不能起爆，需起爆药包起爆，成本较高。 五、水胶炸药 它是在浆状炸药基础上发展起来的，性质与浆状炸药基本相同；不同之处在于敏化剂，它是采用一种可溶于水的甲基安硝酸盐，水偶合较好。因此，该炸药高度较高，可用一只8#雷管起爆，成本较高。 六、乳化炸药 乳化炸药是氧化剂水溶液被乳化成微细液滴分散地悬浮在连续的油相中，构成油包水型防水炸药。水包油型（浆状炸药、水胶炸药）：水溶液为连续相，悬浮的固体颗粒为分散相。
15、1、氧化剂水溶液 主要为硝酸铵和硝酸钠的饱和水溶液。 2、敏化剂 猛炸药：TNT；金属粉：铝、镁粉；发泡剂、空心球 3、可燃剂 主要为油相材料-柴油、石蜡或凡士林。 4、乳化剂 能在氧化剂水溶液中形成油包水型乳状体系。 5、少量添加剂 主要为乳化促进剂、晶型改性剂和稳定剂之类的物质 特点：乳化炸药的猛度、爆速和感度均较高，可用一只8#雷管起爆，密度在较宽范围（1.031.3g/cm3)内可调，抗水性能好，加工使用安全，适合于爆破现场直接混拌，实现装药机械化，可在各种条件下爆破。缺点是爆炸威力较低。 七、硝化甘油炸药 1、硝化甘油（基本成分、40%60%). 2、硝酸钾、硝酸铵。氧化剂。 3、硝
16、化梯、吸水剂。 4、木粉。疏松剂。 -称之为胶质硝化甘油炸药。 特点：抗水性能强、爆炸威力高、可在水下爆破，缺点是安全性差、成本高，使用数量占总药量的0.51.0%。第四节 炸药的起爆一、炸药的起爆与起爆机理1、炸药的起爆与起爆能 炸药是具有相对稳定性和爆炸性的物质，欲使它发生爆炸，必须提供一定的外界能量，以打破原来相对平衡状态。 在外界能量作用下，使炸药发生爆炸的过程称为起起爆爆。 这种使炸药发生爆炸的外界能量称为起爆能起爆能。 起爆能主要有三种形式：热能、机械能、爆炸能。2、起爆机理 起爆能能否起爆炸药，不仅与起爆能的大小有关，而且还取决于能量的集中程度。 另外，根据活化能理论，反应是在活
17、化分子之间发生。要起爆-足够外能、多-反应越快-活化能越多-足够的活化分子-发生-作用在部分炸药分子-活化分子-活化分子越多爆炸。 热能起爆机理热能起爆机理 炸药在热能作用下发生热分解，但不一定爆炸。只有在下列条件下发生爆炸： 炸药化学反应放出的热量大于散失的热量。炸药化学反应放出的热量大于散失的热量。 机械能起爆机理机械能起爆机理 炸药在摩擦、撞击等作用下，由机械能-热能-来不及均匀地分布到全部炸药分子-集中到个别小点上（结晶的两面角、多面棱角或微小气泡等）-即所谓的热点-温度很高-自身反应的同时-灼热周围炸药分子-发生热积累-爆炸。 这种热点称为热核。 热点形成的原因： 炸药中微小气泡的绝
18、热压缩； 炸药颗粒间或掺和物间的强烈摩擦； 高粘性液体炸药的流动生热。 炸药中经常加入发泡剂、珍珠岩、空心玻璃微球和坚硬掺和物等，目的就是有利于热点形成。 爆炸能起爆机理爆炸能起爆机理 工业上常利用雷管、导爆索或炸药包的爆炸能引爆炸药，由于炸药爆炸瞬间产生的爆轰波（强冲击波）的作用，同时释放出大量的热和高压使炸药产生强烈的压缩和错动，使炸药发生爆炸。其机理是热能、机械能起爆机理的综合。 二、二、炸药的感度 1.炸药的感度炸药在外能作用下起爆的难易程度，叫做炸药的敏感敏感度或叫感度。度或叫感度。激起炸药爆炸反应所需的最小能量叫做起爆能起爆能。感度的高低用起爆能的大小来衡量，所需起爆能越小，感度就
19、越高，反之，感度就低。但同一种炸药对不同形式起爆能具有不同的感度。例但同一种炸药对不同形式起爆能具有不同的感度。例如，氮化铅对机械能比对热能更敏感；二硝基重氮酚如，氮化铅对机械能比对热能更敏感；二硝基重氮酚则是热能比机械能敏感则是热能比机械能敏感 炸药的感度包括： 热感度（0.05g）：加热感度、火焰感度； 撞击感度（0.05g）： 摩擦感度（0.05g）： 爆炸能感度：单质炸药（极限药量0.5g）、混合炸药（殉爆度） 几种单质猛炸药的极限起爆药量 几种单质猛炸药的极限起爆药量起爆药名称 受试炸药（g) TNT RDX 特屈儿雷汞0.240.190.19氮化铅0.160.100.05二硝基重氮
20、酚 0.163 0.170.13炸药在外界起爆能的作用下，发生爆炸的难易程度，称为炸药的敏感度 。 热敏感度： 加热感度加热感度：通常用爆发点来表示，用爆发点测定器，炸药温度升高后，自行加速分解，转为爆炸时的温度，称为爆发点。 火焰感度火焰感度：是炸药在明火(火焰、火星)作用下发生爆炸的难易程度，常以导火索燃烧时喷出的火焰点燃0.5g炸药试样的最大距离来表示。 热安定度热安定度：炸药试样在75C时加热48小时，称其质量失重的百分数，并与质量可靠的炸药失重的百分数进行对比。 爆发点测定器1-合金浴锅；2-电热丝；3-隔热层；4-铜试管；5-温度计 机械敏感度是炸药对冲击、摩擦、挤压、针刺等机械作
21、用的敏感程度。其中最主要的是冲击感度冲击感度，常以落锤仪测定测定。即以10kg落锤自25cm的高度自由下落，冲击位于子和冲杆之间的0.05g炸药试样。重复试验：25次，用25次验中炸药试样发生爆炸的百分数表示该炸药的冲击感度。 爆轰感度是指炸药对别的炸药爆炸时所产生的爆轰冲击的敏感程度。 单质炸药：通常用起爆它所需要的最小起爆药量来表示。 混合炸药：用殉爆距离来表示。 殉爆： 装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一定距离的另一同种药包发生爆炸的现象。 殉爆距离：装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一定距离的另一同种药包百分百发生爆炸的最大距离。 殉爆安全距离：装有雷管的主动药包爆炸时，使相隔一定距
22、离的另一同种药包百分百不能发生爆炸的最小距离。了解炸药感度的高低，对于炸药的生产、贮存、运输、使用具有重要意义。2、影响炸药感度的因素炸药的化学结构炸药的化学结构 炸药的分子结构结合得越脆弱，其感度就越高；反之就越低。混合炸药的感度取决于炸药中结构最脆弱的组分的感度。炸药的物理性质炸药的物理性质 炸药的相态炸药的相态 熔融状态比固态感度高，因为，固态熔融吸收熔化潜热内能较高。 炸药粒度炸药粒度 两种情况： 猛炸药：颗粒越细感度越高（颗粒小，表面积大接收能量多） 起爆药：晶粒越大，感度越高（较大晶粒之间空隙较大，利于热点形成）。 装药密度装药密度 存在一最佳密度，当装药密度小于最佳时，密度增加感
23、度增加，但装药密度大于最佳时，密度增加感度下降。因为孔隙度减小，不利于吸收能量。 微小气泡微小气泡 炸药中含有的微气泡在爆炸能作用下发生绝热炸药中含有的微气泡在爆炸能作用下发生绝热压缩，形成热点，可提高感度。压缩，形成热点，可提高感度。 掺和物掺和物 炸药中加入一定量掺和物可使炸药感度法甚显著变化 两种情况： 高熔点、高硬度、导热性差的掺和物（石英、玻璃）可提高撞击、摩擦感度； 石蜡、石墨等软质掺和物可降低感度。 三、起爆系统 良好的起爆方式既有利于安全可靠的准爆，确保爆破过程根据工程需要，在时间上和空间上按一定的顺序进行，又有利于提高炸药能量的利用率，改善爆破质量、降低爆破危害。 根据使用爆
24、破器材不同，起爆系统分为： 火雷管起爆系统 电雷管起爆系统 导爆索起爆系统 导爆管起爆系统 、火雷管起爆系统火雷管起爆系统是利用导火索燃烧所产生对火焰，引爆火雷管进而引爆炸药包的起爆系统。该系统由火雷管、导火索、点火材料组成。火雷管、导火索、点火材料组成。1、火雷管、火雷管: 由管壳管壳（铜、铝、纸）、起爆药起爆药（良好火感、二硝基重氮酚）、猛炸药（感度略低但威力较大黑索金、泰猛炸药（感度略低但威力较大黑索金、泰安）安）、加强帽加强帽（1.92.1mm小孔金属罩，铜片制，加强起爆药爆轰的约束条件，密封作用，减少外界影响）组成。聚能穴火雷管猛炸药起爆药加强冒管壳 火雷管火雷管工业雷管按起爆威力从
25、小到大分为十个等级，号数越大，起爆能力越强。常用6#、8#雷管。2、导火索、导火索以黑火药为药芯，外面包裹棉线、塑料、纸条、沥青等材料。导火索用以传递火焰，引爆火雷管。燃速是一项重要指标，国产普通导火索燃速为：810mm/s或100120s/m。使用时，不得有断火、透火、外壳燃烧或爆燃现象，导火索不要受到较大外力挤压，否则会发生事故。3、起爆方法、起爆方法u 起爆雷管加工起爆雷管加工u 起爆药包加工起爆药包加工u 点火起爆点火起爆u 适用范围适用范围 、导爆索起爆系统 导爆索起爆系统是利用导爆索爆炸产生的能量引爆炸药包的起爆系统。 该系统操作简单、安全可靠，可实现成组药包的同时起爆和延期起爆，
26、不受杂散电流、雷电影响，有一定的耐水能力。可在水环境下爆破。缺点是不能用仪表检查起爆网路，价格较高。1、导爆索 是一种传递爆轰并起爆炸药的索状起爆器材。其结构与导火索类似，但有本质区别，外皮为红色。 导爆索的类别主要有：普通导爆索（1214g/m、外径小于6.2mm、爆速大于6500m/s)防水导爆索（外面包裹一层聚氯乙烯、用于深水作业）高能导爆索（35g/m、用于切割钢板）安全导爆索（包裹层内加入消焰剂）低能导爆索（6g/m、用于连接导爆管网路）2、继爆管是导爆索起爆系统中的延期件，其作用是串接在导爆索上以实现毫秒延期。主要有两类：单向继爆管（有方向性）双向继爆管（无方向性） 继爆管传爆方向
27、导爆索消爆管大内管延期药起爆药猛炸药导爆索单向继爆管 3、导爆索的连接 导爆索需用雷管起爆，将雷管绑扎在距爆端约10cm处，使聚能穴朝向传爆方向。导爆索起爆的连接： 分段并联 并联簇导爆索之间的连接方式： 搭接 水手接 T型接、电雷管起爆系统 电雷管起爆系统是利用电能起爆电雷管进而引爆炸药包的起爆系统。 该系统由电雷管、导线、起爆电源电雷管、导线、起爆电源 组成。1、电雷管结构与火雷管类似，不同的是引火部分。（火雷管是导火索；而电雷管是由脚线、桥丝和引火头组成点燃装置）电雷管的类别：瞬发电雷管延期电雷管（秒延期电雷管、毫秒延期电雷管） 瞬发电雷管 在起爆电流足够大时，通电即爆的电雷管。它由装药
28、部分和点火装置两部分组成。 按点火装置不同可分为：直插式：桥丝直接插入二硝基重氮酚，脚线、密封塞，无加强帽； 引火头式：桥丝、脚线、密封塞、桥丝周围涂有引火药，制成圆珠状的引火头（氯酸钾、木炭、二硝基重氮酚和骨胶），有加强帽。 直插式引火头式猛炸药起爆药 起爆过程：引火头式：脚线通电桥丝在电流作用下点燃引火头火焰通过加强帽的中心孔使起爆药起爆猛炸药爆炸；直插式：脚线通电桥丝在电流作用下使起爆药起爆猛炸药爆炸。引火头延期药起爆药猛炸药定义：通电后经过若干毫秒起爆的雷管。结构：延期内管，固定和保护延期药，并作为容纳延期药燃烧时生的气体的空间，保证压力不变。延期药有两种：硅铁、铅丹、硫化锑、硅藻土；
29、过氧化钡、硫化锑、硅藻土。延期秒量根据延期药量控制。硅藻土能吸收气体，减小压力。瞬发电雷管、毫秒延期电雷管 秒延期时间为：0.5s、1s、or 2s. 与瞬发电雷管不同之处是：秒延期电雷管的引火头与起爆药之间装有一段精致导火索。 国产秒延期电雷管为1到7段（见下表）段别1234567时间s1.0+0.5 1.0+0.5 2.0+0.63.1+0.74.3+0.8 5.6+0.9 7.0+1.0 毫秒延期电雷管 与秒延期电雷管相比，毫秒延期电雷管采用高精度延期药，通过改变延期药的组分、药量以及密度来调节毫秒延期时间。因此，其延期时间更精确，以ms为单位来计量。国产毫秒延期电雷管第二系列1到20段
30、（见下表）段别12345时间ms小于1325+1050+10 75+15100+15段别678910时间ms150+20200+20250+25310+30380+35段别1112131415时间ms460+40550+45655+50760+55880+60段别1617181920时间ms1020+601200+901400+1001700+1302000+150 特种电雷管 抗杂散电流电雷管、抗静电电雷管、超声波、次声波电雷管、高频感应电雷管。 抗杂散电流电雷管主要有以下几种形式： (1)无桥丝电雷管。在电雷管的电点火元件中取消桥丝，使脚线直接插在点火药头上，点火药中加入一定导电成导电成分
31、分，当脚线两端电压较小时，点火药电阻很大，电流很小，点火药升温小，不足以引起点火药燃烧；当电压很大时，电流很小，点火药电阻减小，电流大，点火药升温高，被点燃，雷管被引爆。这种雷管在杂散电流影响下不会被引爆。此外，还有利用电极的高压放电来点燃点火药的无桥丝电雷管。 (2)低阻率桥丝电雷管。这种雷管桥丝电阻较低，增大桥丝直径或长度，只有大电流才能引爆雷管。 (3)电磁雷管。雷管的脚线绕在一个环状磁芯上呈闭合回路，放炮时将单根导线穿过环状磁芯，用其两端接至高频发爆器，高频电流由环状磁芯产生感应电流引爆雷管。这种雷管不会受到杂散电流的影响。、电雷管灼热原理及其主要参数 电流-雷管脚线-桥丝-发热-点燃
32、点火头-引爆炸药 据焦耳-楞次定律，产生的热量：Q=I2Rt 桥丝电阻：R=4L/3.14d2(L-桥丝长度、d-桥丝直径）故、Q=1.27LI2t/d2对于特定雷管，、L、d均为定值。因此，Q=CI2t(其中：C=1.27pL/d2)所以，Q随I2t值而变化。I2t-称为电流起始能，单位A2.S。电雷管灼热特性的主要参数： 全电阻全电阻：-电雷管的桥丝电阻与脚线电阻之和。 一般电雷管出厂，允许电阻有一定的误差范围。因此，在使用成组雷管起爆时，要求雷管之间电阻差不大于0.25欧姆。必须选用同厂同型号产品，否则，会出现漏爆。 最小准爆电流：最小准爆电流：-向电雷管通以恒定的直流电流，能使引火头必
33、定点燃的最小电流，称为最小准爆电流。国产雷管其值一般为：0.7A。 最大安全电流：最大安全电流：-向电雷管通以恒定的直流电，在较长时间（5min）作用下，不致引燃引火头的最大电流，称为最大安全电流。国产：其值为：康铜丝：0.30.55A、镍铬丝：0.125A.意义：设计爆破仪表时，作为选用仪表输出电流的依据。 点燃时间：点燃时间：-电雷管开始通电到引火头被点燃的时间，称为点燃时间。 传导时间传导时间：-从引火头点燃到雷管爆炸的时间，称为传导时间。 反应时间反应时间：-点燃时间与传导时间之和，称反应时间。 点燃起始能（发火冲能）点燃起始能（发火冲能）：-使电雷管引火头发火的最小电流，称为起始能。
34、点燃起始能是表示电雷管敏感度的重要参数。通常用其值的倒数作为电雷管的敏感度，该值越大，雷管的敏感度就越高。点燃起始能用KB表示，单位：A2.S.KB=I2tB tB-点燃时间，单位s. 、串联成组电雷管的准爆条件 串联成组起爆时，因各雷管的点燃起始能存在差异，各雷管的敏感度不同，点燃起始能低的雷管首先点燃并随即炸断网路，致使点燃起始能高的雷管因得不到足够的起始能而拒爆。为保证串联成组雷管准爆，须满足下列条件： tBmin+ tqmintBmax式中：tBmin-点燃起始能最低的电雷管点燃时间； tqmin-点燃起始能最低的电雷管的传导时间； tBmax-点燃起始能最高的电雷管的点燃时间。设 I
35、 为保证串联或成组电雷管起爆的准保电流，则：I2 tBmax I2tBminI2tqmin KB=I2tB KBmaxKBminI2tqmin 即 I2（ KBmax KBmin )tqmin即 I （KBmax KBmin ）tqmin 1/2尽管单个雷管最小准爆电流不大于0.7 A，但为了可靠起见规定： 采用直流电起爆时，电流大于2.5A; 采用交流电起爆时，电流大于4A。2、导线电爆网路中的导线通常用绝缘良好的铜线和铝线，大量爆破时，电线用量大。在网路的不同部分需要采用不同规格导线。通常可分为：端线、连接线、区域线、主线。端线、连接线、区域线、主线。、端线端线:在深孔或药室爆破中，由于脚
36、线不够长，需要在脚线上加接一段导线，称为端线。 深孔：截面为0.20.4mm2铜芯多股塑料软线； 药室：截面为11.5mm2铜芯多股塑料软线。、连接线连接线:连接各孔口或药室之间的电线称为连接线。、区域线区域线:连接连接线与主线的电线，称为区域线。、主线主线:连接区域线和爆破电源的电线称为主线。主线一般可反复使用。3、起爆电源:常用的有： 起爆器：发电机式、电容式（常用） 照明电或动力电源（除瓦斯矿外，均可使用）4、电爆网路的连接方式及其计算 连接方式:串联、并联、混联、串联 注意：、要使通过每个雷管的电流足够大（直流电：2.5A;交流电：4A.)、各雷管阻值接近，差值不应大于规定值（康铜丝：
37、0.25欧姆、镍铬丝：0.8欧姆。）、同厂同批；、通过每个雷管的电流值应满足： i=I=U/(R线+n.r) i准 U-电源电压、 R线-主线电阻、 n-串联雷管数、r-每个雷管电阻值。、优缺点 优点：连接容易，所需总电流小，导线消耗少。 缺点：一个雷管不通，整个网路都不通。并联通过每个雷管的电流须满足下式： i=I总/m=U/(m.R线+r) i准（直流：2.5、交流：4）l 优点：即使个别雷管不通，不影响整个网路。l 缺点：总电流要求大，一般起爆器不适用。导线消耗大，个别雷管漏接，仪表查不出来。 按起爆能力，工业雷管分为10个号别(110号)，号数愈大，起爆能力愈大。但通常只生产6号和8号
38、两种雷管，使用最多的是8号雷管。 雷管的起爆能力决定于它的装药量。8号雷管的装药量：起爆药(二硝基重氮酚)不低干0.28g（无加强帽者不低于0.32g），加强药(黑索金)不低于0.60g。 雷管起爆能力通常用铅板穿孔法(图232)来检验验。铅板直径为30mm，厚度：6号雷管为4， 8号雷管为5。起爆后，炸穿铅板的孔径不得小于雷管的外径。 、导爆管起爆系统70年代出现的一种新型非电起爆系统，目前广泛用于矿山、水利水电、交通等工程（城市拆除）1、导爆管起爆系统的组成：l 塑料导爆管l 导爆管雷管l 连接元件l 激发装置 导爆管是管内壁涂有薄层炸药的塑料软管。软管外径为3mm，内径1.5mm，炸药可
39、采用奥克托金与铝粉的混合物或黑索金与铝粉的混合物，药量为20mgm。导爆管不能直接起爆炸药，只能起传爆作用，起爆炸药仍需一个起爆雷管。 导爆管的作用原理是：当起爆枪(或导爆索、雷管)对着管腔激发时，在管腔中产生冲击波，管壁的炸药受冲击波的作用发生反应，给冲击波补充能量，从而使冲击波稳定地传播，速度达2000m/s。 由于导爆管外径比雷管的内径小很多，必须用卡口塞相连。联接各种段别的延期雷管。1.导爆管；2-卡口塞；3-雷管注意：、当采用雷管激发导爆管时，应使雷管的聚能穴与传爆方向相反；、当采用导爆索激发导爆管时，应尽量使导爆管与导爆索垂直。2、导爆管起爆网路导爆管起爆网路为：串联（逐孔起爆法）
40、、并联、混联根据导爆管雷管在网路中的作用分： 传爆雷管（地表雷管）、起爆雷管（孔内雷管）二、电爆网路的联接方式及其计算串联： 并联：串并联电路： 通过该系统可实现同段或分段起爆、当传爆雷管和起爆雷管均采用瞬发雷管时，可实现同段起爆；、实现分段起爆（三种） 传爆雷管为瞬发雷管，起爆雷管为延期雷管； 传爆雷管为延期雷管，起爆雷管为瞬发雷管； 传爆雷管和起爆雷管均为延期雷管。 目前，广泛采用导爆索起爆导爆管，再用导爆管作为传爆雷管的联合起爆网路，实现接力式传爆。 这种网路一般要注意：起爆雷管的段别要高于传爆雷管2段以上。（有利于起爆网路安全）。 特点： 优点：操作简单，使用安全，能抗杂散电流和静电；
41、可节省大量棉纱和金属材料，成本低。 缺点：不能用仪表检查网路质量，不能用于瓦斯、矿尘爆炸危险的地点。第五节 炸药的传爆一、冲击波的基本概念1、波的基本概念 扰动：在外界作用下，介质局部状态参数（如压力、密度、质点移动速度、温度）的变化叫做扰动。 波：扰动在介质中传播，称为波。 压缩波：使介质状态参数增高的扰动波成为压缩波。 稀疏波（拉伸波）：使介质状态参数降低的扰动波称为稀疏波。 冲击波：它是一种介质状态参数发生突跃式增加的强压缩波。2、冲击波的性质 冲击波以脉冲形式传播，不具有周期性。其波阵面上介质状态参数呈突跃式升到最高值。 冲击波引起介质质点移动的方向与波的传播方向一致，其速度小于波速。
42、 冲击波波速大于未扰动介质中的音速。 冲击波波速与波的强度有关。二、爆轰波及其结构1、定义：爆轰波是在炸药中传播的、带有化学应区的特殊形式的冲击波。2、爆轰波结构 1、压缩波基本概念 （1）实验 在无限长气筒活塞右侧充满压力为P0的气体，当活塞在F力的作用下向右运动时，活塞右侧气体存在三个区域： 压力为P1的均匀区； 压力介于P1与P0之间的扰动区； 压力仍为P0的未扰动区。 （2）压缩波的定义 扰动传播后，使介质状态参数(P、T)增加的波称为压缩波。在均匀区与未扰动区之间，存在过渡的扰动区。 （3）压缩波的特点 1）其介质质点运动方向u与波的传播方向c相同； 2）其压力的增加是连续的。 （4
43、）波阵面 介质中已受扰动区和未受扰动区的界面。 （5）波速 扰动波沿介质传播的速度，也就是波阵面的传播速度。 2、冲击波 （1）冲击波的形成 R=R0瞬间，管中的气体未受扰动。 P0Rt0R0在R=R1 瞬间，活塞从静止开始运动，前端的气体受到压缩，产生一道压缩波，在未扰动的介质中传播，波阵面在A1-A1, 传播速为未扰动气体介质的音速。 在R=R2 瞬间，活塞前端气体产生了第二道压缩波，波阵面为A2-A2，波速大于音速，与第一道压缩波叠加。 在 R=Rn 瞬间，第n道压缩波会与n-1道压缩波叠加，形成一个强压缩波，波阵面An-An上的介质参数突跃性变化，从而产生冲击波。 A1t1PA1RR1
44、PA2t2R2A2RPRnAntnAnR（2）冲击波定义冲击波是炸药爆炸后在介质中产生的传播速度高于介质声速的一种压缩波，其波阵面有陡峭的前沿，介质压力在波阵面发生突跃上升。经长距离传播后，压力上升逐渐趋于平缓或下降，冲击波最终将衰减成声波。（3）性质1）其波速D大于介质音速C；2）其波阵面是完全陡峭的，在此面上介质参数剧增；3）当DC时，其复原为压缩波，扰动区重新出现，过程复原。定义定义：带有化学反应区的冲击波称为爆轰波。冲击波头与其后的化学反应区以相同的速度向前传播，称为爆速。爆轰波在药包中的传播爆轰波模型 爆轰波结构图D爆轰产物区化学反应区炸药区冲击波波阵面强烈压缩区扰动于未扰动分界面反
45、应终了面CJ面爆轰波波头的理想模型：爆轰波是在炸药中传递的带有反应能以补充能量稳定的特殊冲击波，是爆轰作用的激发源。由捷里道维奇、诺依曼和达尔林各自独立提出的爆轰波结构模型如图所示，称为Z-N-D模型：3、爆轰波参数（通常是指反应终了面上的状态参数） 爆轰压力：P=0D2/4 爆轰产物移动速度：u=D/4 爆轰结束瞬间爆轰产物密度：2=40/3 式中：0-炸药密度；D-爆速。三、化学反应区反应机理爆轰波在炸药中传播引起反应区的化学反应机理可归纳为两种类型：1、整体均匀灼热引起的化学反应 （在炸药中爆炸）激起爆轰波-传播-波阵面压力作用下-其前方炸药薄层均匀地受到强烈压缩，压力、温度速升-产生剧
46、烈化学反应（爆炸）由于炸药整体均匀作用，需提供较强的冲击能量。 特点：反应速度快、反应宽度小、爆速高。 适用：不含气泡或掺合物的均质炸药（如液体炸药）2、灼热核局部灼热引起的化学反应 该反应适用于不均匀的混合炸药。 在不均质炸药中，由于冲击波的作用，化学反应首先是围绕灼热核（即较敏感炸药或热点）开始的，然后迅速扩展至整个炸药薄层。 由于冲击波能量首先集中在一定数量的灼热核处，所以，较低的冲击波压力就可以引起炸药爆炸反应。 但灼热核形成到全部炸药反应需要经历一定时间。 因此，导致化学反应区宽度大、爆速低，炸药颗粒、密度等各种物理因素对爆轰波传播的影响显著。 现在我们已知道工业炸药都是混合炸药，而
47、混合炸药是由多种不同性质的成分组成，因此，反应具有多阶段性； 在冲击波波阵面压力作用下，炸药各组分首先分解（称为第一次反应）， 分解产物互相作，生成最终爆轰产物（称为第二次反应）。 由于混合炸药的多阶段反应，加大了反应区宽度，反应时间增长、爆速降低。四、影响稳定传爆的因素爆速是爆轰波的一个重要参数，它的变化直接反映了化学反应区释放出能量的大小和速度以及爆轰波传播的状态。因此，可以通过爆速的变化规律来分析各种因素对爆轰波传播过程的影响。1、药包直径的影响（见下图） 炸药爆速随直径的变化非理想爆轰区D不稳定爆轰区理想爆轰区稳定爆轰理想爆轰D极d （药包直径） （爆速）dLdc 从上图看出：药包直径
48、存在极限直径dL和临界直径dc. 当d dc时，爆轰完全中断，即不稳定爆轰。 当dcddL时，Dd 爆轰以小于极限速度的定常速度传播，即稳定爆轰。 当ddL时，爆速趋于恒定的极限值，即理想爆轰。 Dc和dL同爆速D一样，都是衡量炸药爆轰性能的重要指标。 从工程角度看，应避免不稳定爆轰的发生，而力求达到理想爆轰。亦即尽量使ddc或ddL。由于某些技术限制，往往很难达到。如混合炸药极限直径很大、光面爆破等。因此，采用大孔径爆破、洞室爆破可提高爆破效率。 为什么药包直径对爆速有影响呢？ 主要原因是在炸药的传播过程中，发生能量的侧向扩散。（见下图） 侧向扩散对反应区结构的影响LD有效反应区爆轰产物区扩
49、散物前端位置稀疏波波阵面侧向扩散影响区反应区宽度扩散物前端位置L有效反应区稀疏波波阵面侧向扩散影响区扩散物前端位置L有效反应区稀疏波波阵面侧向扩散影响区扩散物前端位置从上图可看出： 冲击波阵面抵达处的炸药薄层被强烈压缩发生急剧化学反应化学反应区生成高温、高压气体迅速向外膨胀自反应区发生侧向扩散强大的扩散气流中含有：完全反应的爆轰产物、来不及发生反应的炸药颗粒、反应未完全的炸药颗粒化学反应区热效应降低能量损失爆速、爆压降低。 因此，爆轰波的传播实际上是靠有效反应区释放出的能量来维持的。 不同药包直径侧向扩散对反应区结构的影响（见下图） 不同药包直径侧向扩散对反应区结构的影响LLa、不稳定传爆b、
50、非理想稳定爆轰Lc、理想爆轰La、不稳定传爆Lb、非理想稳定爆轰Lc、理想爆轰随着药包直径的减小，有效反应区宽度相应减小如果设药包周边扩散至中心所经历的时间为t1，炸药颗粒开始反应到反应完全所经历的时间为t2。则：当t1 t2时，药包中心部分在反应过程中未受 侧向扩散影响。有效反应区宽度等于炸药固有宽度，有足够能量维持传播，即理想爆轰； 当t1 t2时，药包中心部分受侧向扩散影响，有效反应区宽度略小于固有宽度，维持传播能量减小，但能维持稳定传爆，即非理想爆轰。 当t1 t2时，侧向扩散严重，有效反应区宽度大大缩小，释放能量不足以维持稳定传爆，即不稳定爆轰。2、装药密度的影响 单质炸药 混合炸药
