1、2023-1-241第一节 爆破原理第二节 矿用炸药第三节 起爆材料与起爆器材第四节 安全起爆第五节 爆炸材料的管理复习思考题2023-1-242一、爆炸及炸药的一般特征（一）爆炸爆炸现象在自然界及生产实践中是常见的，例如，轮胎爆炸、锅炉爆炸、鞭炮爆炸、瓦斯煤尘爆炸、炸药爆炸，以及原子弹、氢弹爆炸等，这些都是爆炸现象。从这些现象可以看出：爆炸就是物质系统发生物理或化学急剧变化的过程，通常具有声、光、热及破坏效应。2023-1-243对这些众多的爆炸现象，按爆炸变化引起的原因可划分为：（1）物理爆炸。爆炸时原来物质性质没有改变，不产生新的物质。如轮胎、锅炉爆炸属于物理爆炸。（2）化学爆炸。爆炸时
2、产生化学反应，原来物质性质变化生成新的物质。如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、鞭炮爆炸、炸药爆炸等属于化学爆炸。2023-1-244（3）核爆炸。核爆炸是由原子的核裂变、核聚变的链式反应释放出大量能量产生的爆炸，如原子弹、氢弹的爆炸。（二）炸药炸药是在一定能量作用下，无需外界供氧，就能够发生快速的化学反应，同时放出大量的热量，生成大量的气体产物的物质。2023-1-2451.炸药的起爆炸药在未受外界能量作用时，处于相对稳定状态。利用炸药进行爆破作业时，必须由外界给予足够的能量，使炸药的局部失去平衡，发生爆炸反应。使炸药局部失去相对稳定状态到开始发生爆炸反应的过程称为起爆。2023-1-246炸药起爆所需要
3、的最低限度的能量称为起爆能。炸药起爆后，就不再需要外界能量，靠已经发生的爆炸反应能量就可以继续进行爆炸反应。2023-1-2472.炸药的氧平衡工业炸药的主要成分是碳、氢、氧、氮等元素。发生爆炸反应时，其中的氧分别与碳、氢发生剧烈氧化反应，生成爆炸产物。2023-1-248这就必然会产生一个问题：炸药中所含的氧元素能否足够使碳、氢充分氧化呢？炸药中氧与碳、氢之间的数量关系就是炸药的氧平衡问题。2023-1-249根据炸药成分的配比不同，可能出现以下3种情况：（1）零氧平衡炸药中的含氧量恰好与可燃物充分氧化所需的氧量相等。零氧平衡时，可燃物充分氧化，生成的热量大、爆能大、机械功也大，而且从理论上
4、说不产生有毒气体。这是炸药应当具有的理想氧平衡，要求工业炸药至少接近零氧平衡。2023-1-2410（2）负氧平衡炸药含氧量不足，可燃物氧化不完全。负氧平衡时，可燃物氧化不完全，热量少、爆炸功也小，同时产生大量一氧化碳等有害气体。2023-1-2411（3）正氧平衡炸药含氧量过多，完全氧化可燃物后还有余氧，而余氧多呈新生氧的不安定状态，容易使氮元素氧化为二氧化氮或五氧化二氮（N2O5），这也是一些极毒的气体。而且这种第二次氧化的反应过程是吸热过程，它大大降低了炸药的爆热和威力。正氧平衡时，最终也将产生大量二氧化氮等有害气体，爆炸功同样也小。2023-1-2412应强调指出：炸药的氧平衡不仅由组
5、成成分决定，而且其他各方面因素也影响着炸药的性能，如包装炸药用纸、防潮物等，炸药受潮、结块也会消耗一部分氧。2023-1-24133.炸药的化学变化形式爆炸不是炸药唯一的化学变化形式。当炸药的性质、反应速度、激发条件和其他因素发生变化时，炸药表现出的化学变化形式也不同，一般可分为以下3种：2023-1-2414（1）热分解。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。因此，保存炸药时，要注意通风，控制温度、湿度。（2）燃烧。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，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
6、此。因此一旦炸药着火，切不可用砂土掩埋。2023-1-2415（3）爆炸。在足够能量作用下，炸药进行快速的化学反应，形成高温高压，生成大量的热量。爆炸反应极为迅速，速度从每秒数百米至每秒数千米不等，爆炸反应比燃烧更为剧烈，放出的热量更多，形成的温度更高，并产生极高的压力。2023-1-2416根据爆炸的特性不同，可分为稳定爆炸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爆炸的称为稳定爆炸，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、爆燃或拒爆等爆破事故。2023-1-2417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
7、分解、燃烧可以转化为爆炸，而爆炸也可以转化为燃烧。2023-1-24184.炸药的感度炸药在外界能量作用下引起爆炸的难易程度称为感度。炸药的感度根据起爆能形式，可分为机械感度、热感度、爆轰感度、静电感度和殉爆感度等。炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。2023-1-24195.炸药的殉爆炸药（主爆药）爆炸后，引起与它不相接触的邻近受爆药爆炸的现象称为殉爆。殉爆在一定程度上反映了炸药对冲击波的敏感度。主爆药于受爆药之间发生殉爆的概率为100%的最大距离，称为殉爆距离。对一定量的炸药来说，殉爆距离越大，表明炸药爆轰感度越高。2023-1-2420殉爆距离的大小与主受爆药的爆炸性能指标、主受爆药之
8、间的介质和主受爆药周围的介质相关。（三）炸药爆炸的基本特性（1）高温。爆炸过程中能释放出大量的热能，可以使爆炸物加热到数千摄氏度，压力达到10万大气压，如1 kg梯恩梯炸药在爆炸时放出的热量为4.25 mJ。2023-1-2421爆炸反应产物的能量对外做功，使周围介质受到强烈的压缩和破坏，反应热越高，爆炸的破坏作用也越大。（2）高压。爆炸反应过程产生大量的气体，如1 kg梯恩梯炸药在爆炸时能产生730 L气体。2023-1-2422（3）高速。爆炸过程有很高的速度，这是区别于一般化学反应的显著特点。反应时间仅有十万分之一至百万分之一秒。炸药爆炸必须同时具备以上3个要素，3个要素又是相互联系的。
9、所以，高温、高压、高速是炸药爆炸的重要特点。2023-1-2423二、爆破作用原理爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用，达到预期目的的一门技术。2023-1-2424（一）炸药的性能指标我国工业炸药一般采用的技术指标有爆力、猛度、爆速、殉爆距离、含水率、密度以及爆炸热力学参数等。2023-1-24251.爆力爆力，又称炸药的做功能力，是指炸药爆炸后气体产物膨胀对周围介质做功（包括抛掷、破碎、压缩等）的能力，是衡量炸药爆炸特性的重要指标。2023-1-24262.猛度猛度，是指炸药爆炸最初冲量的猛烈程度（也称炸药的局部破碎作用），是炸药爆炸时对接
10、触介质冲击粉碎的能力。猛度越大，对周围介质的粉碎破坏程度越大。2023-1-24273.含水率含水率是指炸药在自然状态下含水多少的指标。衡量工业用硝酸铵类炸药爆炸性能是否发生变化，含水率是特别重要的指标。质量标准规定：铵梯炸药（用于井下的）的容许含水率不大于0.3%。2023-1-24284.密度炸药密度，是指单位体积（包括炸药颗粒间的空隙）的炸药质量，单位用g/cm3。炸药的密度对于炸药的爆炸性能影响很大。对于单质炸药，爆速随密度的增大而增大；对于混合炸药，密度与爆速的关系比较复杂，在一定范围内，增大密度能提高理想爆速，但超过这个范围继续增大密度，就会导致爆速下降，最终导致熄爆。2023-1
11、-24295.爆速爆速，是指炸药爆轰波在炸药中稳定传播的速度，用m/s表示。爆速与装药直径、密度、粒度、外界的约束条件、起爆条件等一系列因素有关。只有在一定的装药条件下，爆轰波的传播速度为特定值。2023-1-2430（二）爆破机理爆破是破碎岩石的主要手段之一。对于岩石等脆性介质爆破破坏机理，有许多假说，归纳起来主要有3种。2023-1-2431（1）爆轰气体膨胀压力作用破坏论。该理论认为，炸药爆炸引起脆性介质（岩石）破坏，并产生大量高温、高压气体，它所产生的推力作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移；2023-1-2432由于作用力的不等引起的径向位移，导致在岩石中形成剪切应力，当这
12、种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石破裂，当爆轰气体的膨胀推力足够大时，就会引起自由面附近的岩石隆起、鼓开并沿径向推出。2023-1-2433（2）应力波反射拉伸破坏论。该理论认为，药包爆炸时，强大的冲击波冲击和压缩周围岩石，在岩石中激发成强烈的压缩应力波，当传到自由面反射变成拉伸应力波，其强度超过岩石的极限抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏作用。这种理论只从爆轰的动力学观点出发，而忽视了爆轰气体膨胀做功的静作用，因而也具有片面性。2023-1-2434（3）冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论。该理论认为，爆破时，岩石的破坏是冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的结果
13、。但在解释岩石破碎的原因是谁起主导作用时，仍存在不同的观点。一种认为，冲击波在破碎岩石时不起主要作用，它只是在形成初始径向裂隙时起了先锋作用，但在大量破碎岩石时则主要依靠爆轰气体膨胀压力的推力作用和尖劈作用。2023-1-2435 另一种观点则认为，爆破时岩石破碎谁起主要作用要取决于岩石的性质，即取决于岩石的波阻抗。对于高波阻抗的岩石，即致密坚韧的整体性岩石，它对爆炸应力波的传播性能好、波速大；对于低波阻抗松软而具有塑性的岩石，爆炸应力波传播的性能较差、波速较低，爆破时岩石的破坏主要依靠爆轰气体的膨胀压力；对于中等波阻抗的中等坚硬岩石，应力波和爆轰气体膨胀压力同样起重要作用。2023-1-24
14、36（三）爆破的内部作用和外部作用1.自由面和最小抵抗线（1）自由面。自由面是指爆破破碎的介质与另一种介质接触的界面。爆破时，位于药包附近被爆破的岩（煤）体与空气接触的界面叫爆破自由面，如图4-1所示。2023-1-24372023-1-2438自由面的存在是爆破破岩的必要条件，但自由面对爆破作用影响程度的大小，以及如何有效地利用自由面，则有以下规律可循：自由面数目愈多，爆破效果愈好，耗药量也愈少。在掘进工作中，只有1个自由面，故常用一个中空大眼不装药，作为第2自由面，可提高爆破效果。2023-1-2439 自由面面积愈大，爆破效果愈好。掘进掏槽爆破时逐步扩大自由面，后起爆的炮眼眼距大，药量反
15、而省，就是利用了这一规律。自由面与炮眼方向间的关系，垂直时效果最差，平行时效果最好，斜交时介于中间。2023-1-2440 自由面的位置，在炮眼上面效果最差，在下面最好，在一侧次之，如图4-2所示2023-1-2441主要原因是岩石自重起了作用。将掏槽眼放在巷道断面下半部，用意就是可使大多数炮眼处于自由面在下面的优越位置，这在一定程度上可改善整个掘进工作面爆效。2023-1-2442（2）最小抵抗线。从装药中心到自由面的最短距离称为最小抵抗线，常用符号W来表示，如图4-3所示。它是爆破工程中一个相当重要的参数。2023-1-2443最小抵抗线包括以下几层含义：最小抵抗线的大小决定着药包所要爆破
16、下来的岩石体积范围、岩层厚度，同时也决定着所需的炸药量和产生的爆破效果。所以，确定W值大小是爆破技术上的关键问题。2023-1-2444 对于一个炸药包来说，抵抗线有无数条，以药包中心为爆源呈放射状分布，但是最小抵抗线一般情况下只有一个。最小抵抗线的方向是药包主要的破坏方向，所以工程上用最小抵抗线作为爆破参数。2023-1-2445 W的方向是被破坏岩石抛掷的主导方向。在爆破工程中要选择岩石的抛掷方向，只需找到最小抵抗线方向就可以了，这一点有着重要的实际意义。2023-1-2446煤矿安全规程规定，工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5 m，在岩层中最小抵抗线不得小于
17、0.3 m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3 m。2023-1-24472.爆破的内部作用和外部作用爆破的内部作用是指爆破作用只发生在介质内部的现象，根据介质的破坏特征，单个药包破坏的内部作用可在爆源周围形成压碎区、破裂区和震动区，如图4-4所示。2023-1-24482023-1-2449（1）压碎区。药包爆炸时，在极短的时间内，爆轰压力迅速上升到几万甚至几十万大气压，并在瞬间急剧冲击药包周围的岩石。对于大多数脆性的坚硬岩石，则被压碎；对于可压缩性较大的岩石，则被压缩成压缩空洞，并在空洞表层形成坚实的压实层，2023-1-2450所以，压碎区又叫压缩区。压碎区的半径
18、很小，但由于介质遭到强烈粉碎、产生塑性变形或剪切破坏，消耗能量很大。因此，为了充分利用炸药能量，应尽量控制或减小压碎区的形成。2023-1-2451（2）破裂区。压碎区形成后，冲击波通过压碎区继续向外层岩石传播，冲击波衰减为应力波，其强度已低于岩石的抗压强度，所以不再产生压碎破坏，但仍可使压碎区外层的岩石遭到强烈的径向压缩，使岩石的质点产生径向位移和径向扩张及切向拉伸应变。2023-1-2452如果这种拉伸应变超过了岩石的动抗拉强度，外围的岩石层就会产生径向裂隙。当切向拉应力小到低于岩石的动抗拉强度时，裂隙便停止向前发展。2023-1-2453（3）震动区。在破裂区以外的岩体中，炸药爆炸后产生
19、的能量已消耗很多，应力波引起的应力状态和爆轰气体压力建立起的准静应力场均不足以使岩石破坏，只能引起岩石质点作弹性振动，直到弹性振动波的能量被岩石完全吸收为止，这个区域叫弹性震动区或地震区。2023-1-2454爆破的外部作用。当集中药包埋置在靠近地表的岩石中时，药包爆破后除产生内部的破坏作用以外，还会在地表产生破坏作用。爆破后在地表附近产生破坏作用的现象称为爆破的外部作用。2023-1-2455如图4-5所示为爆破的外部作用的3种状态，其中，W1W2W3。2023-1-2456一、矿用炸药的种类（一）炸药的分类目前国内使用的炸药品种较多，为了便于选用，通常对它们进行分类。（1）按照炸药的用途分
20、类，可以将炸药分为起爆药、猛炸药和发射药几大类。2023-1-2457（2）按照炸药组成的化学成分分类，可以将炸药分为单一化学成分的单质炸药和多种化学成分组成的混合炸药。爆破工程中大量使用的是猛炸药和混合猛炸药。起爆器材中使用的是起爆药和高威力的单质猛炸药。2023-1-2458（3）按使用条件分类，可以将工业炸药分为3类：准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的作业面。这类炸药属于安全炸药，又称为煤矿许用炸药。2023-1-2459 准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的作业面。只准许在露天爆破工程中使用的炸药，属非安全炸药。2023-1
21、-2460（二）矿用炸药的分类矿用炸药是指适用于矿井采掘工程的炸药，它是工业炸药的一个重要组成部分，是据煤炭生产需要随着工业炸药的发展而发展起来的。我国矿用炸药的种类较多，一般按组成成分、使用范围及炸药构成进行分类管理。2023-1-24611.按主要组成成分分类按主要组成成分将矿用炸药分为硝酸铵类炸药、含水类炸药和硝化甘油类炸药3大类，详细分类如图4-6所示。2023-1-24622023-1-2463硝酸铵类炸药是以硝酸铵为主体成分并加入其他成分的混合炸药。硝酸铵类炸药很容易从空气中吸潮，含有食盐时吸潮性更强。吸潮结块的炸药爆炸时生成的有毒气体量显著增加。2023-1-2464含水类炸药是
22、近30年来发展起来的新型煤矿许用炸药。它是由以硝酸铵和硝酸钠为氧化剂的水溶液等几种成分组成的混合炸药，由于其组分中含有较大量的水，爆温较低，有利于安全，同时调节余地较大，因此有极好的发展前景。2023-1-2465硝化甘油类炸药是以硝化甘油为主要成分并加入其他成分组成的非安全性抗水混合炸药。此类炸药由于其机械感度高，生产和使用安全性差，因此，仅用于多水的工作面和特硬岩石及小直径炮眼的爆破等，在有瓦斯或煤尘爆破危险的矿井中禁止使用。由于抗水和高威力硝酸铵类炸药相继出现，硝化甘油类炸药的使用范围愈来愈小。2023-1-24662.按应用范围和使用条件分类按炸药是否允许在井下有瓦斯或煤尘爆炸危险的采
23、掘工作面使用，可分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药2类。详细分类如图4-7所示。2023-1-24672023-1-2468煤矿许用炸药简称煤矿炸药，又称煤矿安全炸药。它适用于井下有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面。非煤矿许用炸药包括岩石炸药和露天炸药。它适用于无瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面。2023-1-24693.按化学成分构成分类矿用炸药按化学成分构成可分为单体炸药（又名单质炸药）和混合炸药。我国目前使用的矿用炸药都属于混合炸药。2023-1-2470二、安全炸药的机理（一）炸药爆炸的有毒气体产物一般来说，炸药爆炸会生成一氧化碳和氮氧化物，此外，在含硫矿床中进行爆破作业，还可能产生二氧化硫
24、和硫化氢。2023-1-2471上述4种气体都是有害气体，其中一氧化碳为有毒气体，不仅对人体有害，而且在高温下与外界氧反应，将再次燃烧形成二次火焰，二次火焰和爆炸生成的灼热固体颗粒容易引燃或引爆瓦斯和煤尘。2023-1-2472在爆破工程中，即使使用零氧平衡的炸药，因为爆炸时周围介质会参加反应及整个过程的复杂性，仍然会生成相当数量的有害气体。减少炸药爆炸产生有毒气体危害的方法：要正确选择工业炸药的配方。2023-1-2473 对选用的炸药，特别是新品种炸药的性能、规格、使用范围都必须了解。会正确使用炸药。2023-1-2474炸药反应完全程度与炸药的组成、炸药密度、炸药颗粒、起爆能、装药直径和
25、外壳材料等因素有关。所以，在使用时应保证炸药充分完全爆炸，减小有毒气体的生成。2023-1-2475（二）安全炸药（1）煤矿许用铵梯炸药。煤矿许用铵梯炸药的品种有用于无水炮眼的2号和3号煤矿铵梯炸药，用于有水炮眼的2号抗水和3号抗水煤矿铵梯炸药，以及被筒炸药等5个品种。2023-1-2476其对瓦斯的安全性按2号、3号、被筒炸药的顺序递增，爆炸威力则按此顺序递减。2号和2号抗水煤矿铵梯炸药属于1级安全炸药，可用于瓦斯矿井中的岩石掘进工作面；3号和3号抗水煤矿铵梯炸药属于2级安全炸药，可用于瓦斯矿井中的煤层采掘工作面；被筒炸药可用于高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。2023-1-2477国产煤矿许用
26、铵梯炸药的组成、性能数值如表4-1所示。2023-1-24782023-1-2479（2）煤矿许用水胶炸药和乳化炸药。煤矿许用水胶炸药和乳化炸药的组成成分、加工过程与上述同类岩石炸药基本相同，只是在组成成分中加入一定量的食盐、大理石粉、氟化钙、氯化钾等消焰剂。2023-1-2480煤矿许用含水工业炸药的组成、性能如表4-2所示。2023-1-24812023-1-24822023-1-2483（3）被筒炸药。被筒炸药是以2号煤矿铵锑炸药的药卷做药芯，装入直径42mm的石蜡纸筒内，在药卷与纸筒间填满粉状食盐，再封口成单个药卷。其消焰剂含量可高达药芯重量的50，既提高了安全性，又解决了加盐后降低爆
27、炸性能和爆轰不稳定的矛盾问题。2023-1-2484被筒炸药爆炸时，被筒内的食盐变成一层细粉状的锥幕，将爆炸点笼罩起来，使之与瓦斯隔离，具有相当高的安全性，可用于高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井中。2023-1-2485安全被筒品种较多，分为惰性被筒和活性被筒。惰性被筒用非爆炸性的材料制成，有刚性被筒、半刚性被筒、软性被筒、粉状被筒和液体被筒等品种；活性被筒用消焰剂和具有爆炸性的材料制成。被筒炸药工艺比较复杂，工序较多，药卷直径大，容易吸潮，装药时被筒易破裂，药包之间不易传爆，因此，推广比较困难。2023-1-2486（4）离子交换型炸药。离子交换型炸药是以硝酸钠和氯化铵的混合物为主要成分，再加敏
28、化剂硝化甘油而成的煤矿许用炸药。硝酸钠和氯化钠称为离子交换盐。五级离子交换型煤矿炸药质量标准如表4-3所示。2023-1-24872023-1-2488在通常情况下，离子交换盐比较稳定，不发生化学变化，但在炸药爆炸的高温高压条件下，进行离子交换，生成氯化钠和硝酸铵。在爆炸瞬间产生的雾状氯化钠作为消焰剂，高度弥散在爆炸点周围，起到降低爆温和抑制瓦斯燃烧的作用。同时，生成的硝酸铵作为氧化剂继续参与爆炸反应。2023-1-2489离子交换型炸药是我国现有煤矿许用炸药中安全性能最高的品种，具有储存安全、沟槽效应小、低温不会冻结等优点，特别适用于有煤与瓦斯突出危险的工作面。需要注意，炸药冻结或半冻结后感
29、度高，运输和使用时要特别小心谨慎，尤其不要和酸、碱以及油脂类杂物接触。2023-1-2490（5）当量炸药。当量炸药是指炸药组成盐量分布均匀，并且安全性与被筒炸药相当的炸药。当量炸药的含盐量比被筒炸药高，爆力、猛度和爆热远比被筒炸药低。2023-1-2491在正常爆轰条件下，当量炸药对瓦斯的安全性相当高。但是，由于其爆炸能量较小，容易由爆轰转为爆燃，从这个意义上讲，又影响了它的安全性，因此，现在实际工程中很少使用当量炸药。2023-1-2492三、煤矿许用炸药（一）煤矿许用炸药的基本要求（1）在保证做功能力条件下，煤矿许用炸药的爆炸能应受到一定的限制。通常炸药爆炸能越低，其爆热、爆温等爆炸参数
30、值也越低，其爆轰波的能量、爆炸产物的温度也越低，从而使瓦斯、煤尘的发火率降低。2023-1-2493（2）煤矿许用炸药反应必须完全。炸药爆炸反应越完全，爆炸产物中的固体颗粒和爆炸产生有毒气体的量就越少，从而提高炸药的安全性。2023-1-2494（3）煤矿许用炸药的氧平衡必须接近于零。正氧平衡的炸药在爆炸时，能生成氧化氮和初生态的氧，容易引燃瓦斯、煤尘。而负氧平衡炸药的爆炸反应不完全，会使未完全反应的固体颗粒增多，也容易生成一氧化碳，引起二次火焰，对安全生产极为不利。2023-1-2495（4）煤矿许用炸药中要加入消焰剂。消焰剂的加入可以起到阻化作用。（5）煤矿许用炸药不允许含有易于在空气中燃
31、烧的物质和外来夹杂物，不允许含有易燃的金属粉（如铝、镁粉等），也不允许使用铝壳雷管。2023-1-2496（二）煤矿许用炸药的特点根据瓦斯、煤尘爆炸的条件和爆破作业引起瓦斯、煤尘爆炸的原因，煤矿许用炸药应具备以下特点：2023-1-2497（1）根据炸药的安全等级限制炸药的爆热、爆温和爆压。（2）炸药配比应接近于零氧平衡。（3）爆炸后无灼热固体产物。2023-1-2498（4）爆炸反应要完全。（5）炸药或爆炸产物中不能含有促进瓦斯连锁反应的成分。要加入消焰剂，从根本上抑制爆炸过程中的火焰。（6）爆炸后，产生的有毒气体量要符合国家标准。（7）有较好的起爆感度和传爆能力，保证稳定爆轰。2023-1
32、-2499（三）煤矿许用炸药的种类煤矿井下常用的炸药有：岩石铵锑炸药，包括抗水岩石铵锑炸药；煤矿铵锑炸药，包括抗水煤矿铵锑炸药；含水炸药中的水胶岩石炸药和水胶煤矿炸药；乳化岩石炸药和乳化煤矿炸药。2023-1-24100此外，还有在高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井中使用的被筒炸药和离子交换型炸药以及适用于坚硬岩石的粉状高威力炸药。井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药。2023-1-24101（四）煤矿许用炸药的分级与选用1.煤矿许用炸药的分级煤矿许用炸药按其瓦斯等级分成5级，5级炸药的合格标准如下：（1）1级煤矿许用炸药。100 g发射臼炮检定合格，适用于瓦斯矿井的岩石工作面（相对瓦斯涌出量10 m
33、3/t，绝对瓦斯涌出量40 m3/min）。2023-1-24102（2）2级煤矿许用炸药。150g发射臼炮检定合格，适用于瓦斯矿井的采煤工作面和半煤岩工作面。（3）3级煤矿许用炸药。450g发射臼炮检定合格或150 g悬吊检定合格，适用于高瓦斯矿井、瓦斯矿井的高瓦斯区域。（4）4级煤矿许用炸药。250g悬吊检定合格，适用于煤与瓦斯突出矿井。2023-1-24103（5）5级煤矿许用炸药。450 g悬吊检定合格，用于溜煤眼堵塞爆破和过石门揭开瓦斯突出煤层。2.煤矿许用炸药选用应遵守的规定煤矿安全规程规定，井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。煤矿许用炸药的选用应遵守下列规定：20
34、23-1-24104（1）低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。（2）低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。2023-1-24105（3）高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。2023-1-24106严禁使用黑火药和冻结或半冻结的硝化甘油类炸药。同一工作面不得使用2种不同品种的炸药。3.煤矿许用炸药的选用（1）煤矿许用炸药必须严格按照矿井瓦斯的安全等级选用，不得将用于瓦斯矿井的炸药用于高瓦斯矿井。（
35、2）含水超过0.5%的煤矿铵梯炸药不得使用；炸药如果硬化，必须用手揉松方能使用。2023-1-24107（3）有水和潮湿的工作面，必须选用抗水型炸药。（4）煤矿水胶炸药的安全性高于煤矿铵梯炸药，但在使用、保管上应和煤矿铵梯炸药同样对待，严格按矿井瓦斯安全等级选用。（5）要注意炸药外形的检查，如发现药卷出水，要尽快使用；如出水严重，要经过性能检验，再确定是否可以继续使用。2023-1-24108（6）水胶炸药爆炸性能随温度降低而下降，因此在0 以上使用为好，药温不宜过低。（7）各级煤矿乳化炸药对瓦斯安全性应达到煤矿许用炸药瓦斯安全性等级及其检验方法的规定，爆炸后有毒气体生成量应符合煤矿许用炸药爆
36、炸后有毒气体量测定方法和判定规则的规定。（8）运输、保管和使用乳化炸药时，不要挤压或用锋利物划破。2023-1-24109爆破时必须借助于起爆材料激发炸药爆炸。起爆材料包括导火索、导爆索和各种雷管等。煤矿井下爆破作业必须使用煤矿许用电雷管。2023-1-24110一、起爆药（一）电雷管与起爆药电雷管是利用电流通过电雷管中的桥丝或药剂，将电能转化为热能作用于发火药剂使发火药点燃，引燃电雷管中的起爆药爆炸的特性，激发炸药爆炸。电雷管中的装药即为起爆药。2023-1-24111（二）起爆药的种类及选用电雷管中的起爆药按其作用可分为正起爆药和副起爆药。正起爆药的火焰感度极高，但威力不大，将它装在雷管的
37、前部以便引爆；副起爆药的威力较大，但感度不高，将它装在雷管的后半部。这样的装药，既容易使雷管准确起爆，又能使雷管释放出较大的起爆能。2023-1-241121.正起爆药工业雷管常用的正起爆药有多种，其中以二硝基重氮酚为主。二硝基重氮酚的火焰感度高，冲击感度也较高，是理想的正起爆药。2.副起爆药常用的副起爆药有黑索金和梯恩梯等。2023-1-24113黑索金，学名环三次甲基三硝铵，为白色结晶粉末，不溶于水，在水中也能爆炸。黑索金燃烧时不容易转化为爆炸，各种感度均较低，但爆力和爆速极高，故常用作雷管的副起爆药，用以提高雷管的起爆能力。黑索金也常用来制造导爆索的药芯。2023-1-24114我国煤矿
38、所使用的雷管主要用黑索金作为副起爆药。另外，工业雷管的起爆药还有雷酸汞、斯蒂酚酸铅等。2023-1-24115二、电雷管（一）电雷管的构造和分类1.电雷管的结构电雷管的结构主要包括管壳、加强帽、电雷管装药、电引火装置和延期装置。2023-1-24116（1）管壳。常用的管壳有铜壳、纸壳、紫铜壳和铁壳。过去多为铜壳，因为成本高，多改为纸壳。但纸壳耐压强度不够、易受潮，受潮后易拒爆，因此有用紫铜壳和铁壳。管壳的作用是保护雷管装药免受外界能量的作用和温度的影响，保证有足够的爆速，并使炸药爆轰成长迅速。2023-1-24117管壳要求有足够的强度，国家标准规定，铜、铁管壳壁厚不应小于0.2 mm，纸管
39、壳壁厚不应小于0.9 mm。（2）加强帽。加强帽是置于管壳与起爆药之间的金属或其他材料的小管，管底中心有一传火孔。它可以增加电雷管的强度，抵抗外界冲击，防止漏药，并阻止起爆药点火时气体漏掉以加快起爆药成长，使起爆药由燃烧转为爆轰。2023-1-24118（3）电雷管装药。电雷管装药是决定电雷管性能的基本元件。电雷管装有正、副两种起爆药，正起爆药装入雷管上部，多采用敏感的二硝基重氮酚（DDNP）；副起爆药多采用猛炸药黑索金，装入电雷管底部。正起爆药有一定的感度，先起爆可以保证雷管起爆的准确性，又能使副起爆药（钝感猛炸药）安全起爆，从而使雷管有足够的起爆能力。2023-1-24119（4）电引火装
40、置。电引火装置是接受外界能量并传递给雷管装药的点火元件。当电流通过桥丝或药剂，将电能转为热能作用于发火药剂时，使发火药点燃，再将热能传递给起爆药或延期药，引燃电雷管爆炸。2023-1-24120电引火装置有直插式和药头式两种，其区别仅在于有无药头。电引火装置的组成元件有：脚线。脚线为聚氯乙烯绝缘的铜线或镀锌铁线，长度一般为2 m，直径0.450.6 mm，电阻为3.2 左右。2023-1-24121 桥丝。桥丝焊接在两根脚线的末端，主要有康铜桥丝（铜镍合金）或镍铬桥丝（镍铬铁合金），长度为3.03.5 mm,直径为0.040.05mm，电阻为康铜桥丝0.80.13、镍铬桥丝3.000.40。2
41、023-1-24122 发火药头。发火药头是涂在桥丝上的滴状引火药，起爆时因桥丝发生高热点燃引火药头，再引爆管体内的起爆药。直插式引火装置无发火药头，桥丝直接插在散状正起爆药中，正起爆药兼有引火药的作用。塑料塞。塑料塞起固定桥丝的作用。2023-1-24123（5）延期装置。毫秒延期雷管的延期装置是延期药，常采用硅铁（还原剂）和铅丹（氧化剂）的混合物，并掺入适量的硫化锑，以调节药剂的反应速度。2023-1-241242.电雷管的分类电雷管的分类如表4-4所示。2023-1-241253.瞬发电雷管及使用条件将足够的电流通入电雷管，能在瞬间立即起爆的，称为瞬发电雷管。瞬发电雷管由外壳、正、副起爆
42、药、电桥丝和金属脚线等组成。外壳有纸的，也有金属的，电桥丝有镍铬丝和康铜丝。2023-1-24126瞬发雷管为直插式引火装置，引发过程是由电流通过桥丝产生电阻热，瞬间点燃并起爆正起爆药，继而引爆副起爆药。当正起爆药一经点燃后，即使电流中断也能爆炸。瞬发电雷管由通电到爆炸时间不大于13 ms，无延期过程。2023-1-24127瞬发电雷管（见图4-8）分为普通型和煤矿许用型2种。普通型瞬发电雷管可用于无瓦斯的工作面，煤矿许用型瞬发电雷管可用于高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。2023-1-24128煤矿许用型瞬发电雷管与普通瞬发电雷管结构基本相同。它之所以具有瓦斯安全性，主要是在副起爆药（猛炸药）中
43、加入适量的消焰剂。消焰剂通常采用氯化钾，具有降低爆温、消焰和隔离瓦斯与爆炸火焰接触的作用，从而有效预防引爆瓦斯。瞬发电雷管在巷道掘进中只能用于全断面分次爆破，其保质期一般为2 a。2023-1-241294.秒延期电雷管及使用条件在通入足够电流后，以秒为间隔时间延期起爆的电雷管称为秒延期电雷管。秒延期电雷管为普通型电雷管，由于它在延期时间内能喷出火焰，所以不能用于煤矿井下爆破作业。2023-1-241305.毫秒延期电雷管及使用条件毫秒延期电雷管（见图4-9）简称毫秒电雷管。毫秒电雷管分为普通型和煤矿许用型两种。2023-1-24131国产普通型毫秒电雷管共20段，用1.5 A恒定直流电测定，
44、各段从通电到电雷管起爆的延期时间及脚线颜色标志如表4-5所示。2023-1-241322023-1-24133毫秒电雷管应用广泛，它是实施毫秒爆破的主要器材。普通型毫秒电雷管可广泛用于各类爆破工程中，但不能用于煤矿井下爆破作业。煤矿许用毫秒电雷管适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘工作面、高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井。毫秒延期电雷管的保质期一般为1.5a。2023-1-24134煤矿许用毫秒电雷管采用铜壳或附铜铁壳，并增加外壳的厚度，延期药装入能密封燃烧的五芯铅管中。煤矿安全规程规定，在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间
45、不得超过130 ms。2023-1-24135（二）电雷管的主要性能参数1.动作时间电雷管从通电开始到爆炸的时间称为动作时间。电雷管在通入特定电流（康铜丝为2 A恒定直流电，镍铬丝为1.2 A恒定直流电）时，测得的动作时间称为电雷管的秒量，以秒或毫秒（1 ms=1/1 000 s）来表示。2023-1-24136国产秒延期电雷管和毫秒电雷管用1.5 A恒定直流电测定的动作时间即秒量。2.电雷管全电阻桥丝电阻和脚线电阻之和为电雷管全电阻，简称电雷管电阻。2023-1-241373.电雷管安全电流以恒定直流电流通入电雷管，保证在规定时间内不发火的电流称为电雷管安全电流。考虑到足够的安全系数，国家标
46、准规定：电雷管的安全电流为0.05 A。即0.05 A的直流电通入电雷管持续5 min，不允许发生爆炸。目前生产的检查电雷管导通性与电阻值的仪表，其工作电流均小于上述安全电流。2023-1-241384.最小发火电流电雷管达到规定的发火概率所需施加的最小电流称为最小发火电流。测定时，通电时间为1 min，单发测试，从小到大改变电流，直到全部25发电雷管全部爆炸时的电流值，作为单个电雷管的最小发火电流。国家标准规定：任何厂家生产的电雷管，其最小发火电流均不得超过0.7 A。2023-1-241395.串联准爆电流将待试验的雷管分成若干组预先串联起来，每组20发，然后以恒定直流电由小到大依次通入各
47、串联组，连续3次使组内电雷管全部爆炸的最小电流称为串联准爆电流。技术标准规定：20发电雷管串联时，康铜桥丝雷管通以2 A恒定直流电，镍铬桥丝雷管通以1.2 A恒定直流电，应全部爆炸。2023-1-241406.4 ms发火电流根据国家标准关于煤矿用电容式发爆器的规定，电雷管的通电时间固定为4 ms，调节通入电雷管的直流电流，连续测试20发都能引爆的电流值，称为4 ms发火电流。以前生产的发爆器，例如MFB型发爆器，是按6 ms电流供电设计的，国家标准新规定的4 ms电流比6 ms电流更为安全可靠。2023-1-241417.起爆能力电雷管起爆时所具有的能量叫起爆能力。电雷管中的起爆药量越多，起
48、爆能力就越强。工业雷管按起爆能力划分为10个号别，号数越大，起爆能力也越强。我国通常只生产6号和8号电雷管，井下用的电雷管都是8号电雷管。2023-1-24142（三）煤矿许用雷管的选用在选用煤矿许用电雷管的过程中，有以下几个方面需要注意：（1）在同次爆炸中，不同厂家生产的或不同品种的电雷管不得掺混使用。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，其电引火装置的材质和形式不同，且特性各异，若将它们掺混使用，则电感度高的雷管先爆炸，随即切断串联网路，使电感度低的雷管不能获得足够的电能而拒爆。2023-1-24143（2）在有瓦斯和煤尘爆炸危险的采掘工作面，不允许使用秒延期和半秒延期电雷管，只允许使用最后一
49、段延期时间不大于130 ms的煤矿许用毫秒延期电雷管。2023-1-24144经测定，在高瓦斯矿井，炸药爆炸后160 ms时瓦斯浓度为0.3%0.5%，360 ms时为0.35%1.60%。而130 ms仅有360 ms的1/3多一点，安全系数是足够的。也就是说，在130 ms内，瓦斯浓度远没有达到爆炸限度，各段毫秒雷管已经爆炸完毕。因此，只要最后一段雷管的延期时间不超过130 ms，就不会引起瓦斯爆炸。2023-1-24145（3）不能用瞬发电雷管代替一段毫秒电雷管使用。瞬发电雷管与一段毫秒电雷管引火装置结构不同。瞬发电雷管引火装置结构为插入式，没有加强帽；而一段毫秒电雷管的引火装置均为药头
50、式，且均有加强帽，起爆力较大，其电阻值和电引火特性（对电的敏感程度）也不相同，故不能与瞬发电雷管互相代用，2023-1-24146否则将因为电阻值差过大，敏感程度高的电雷管先爆，随即切断网路，使敏感度低的电雷管不能起爆而造成瞎炮。因而不能将瞬发电雷管代替一段毫秒电雷管使用。2023-1-24147（四）磁电雷管磁电雷管系指由特定的交流信号起爆的电雷管。它是将一个普通电雷管的两根脚线分别绕在环状磁芯（磁环）上呈闭合回路，爆破时将单根导线穿过环状磁芯，将其两端接至高频爆破器，高频电流由环状磁芯产生感应电流引爆雷管。这种雷管叫磁电雷管。2023-1-24148图4-10所示是磁电雷管的基本结构示意图
