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1、爆破安全技术讲义目录目录.11 爆破器材基础知识.71.1 爆炸现象及其特征.71.2 炸药及相关概念71.2.1炸药爆炸的三要素71.2.2炸药组成特点和爆炸机理81.2.3 炸药的分类.81.2.4 炸药化学反应的基本形式.91.2.5炸药的氧平衡.101.2.6炸药的反应方程.111.2.7炸药的起爆.121.3 炸药的感度、热力学及性能参数的概念.141.3.1 炸药的感度.141.3.1.1炸药感度的概念.141.3.1.2 影响炸药感度的因数.151.3.2 炸药的热力学参数.151.3.3 炸药的性能参数.151.4 各种炸药的特性.151.4.1起爆药.151.4.2 猛炸药.
2、161.4.2.1单质猛炸药.161.4.2.2混合猛炸药.171.4.2.3发射药.181.5 炸药的爆轰理论.191.5.1压缩波与稀疏波.191.5.2炸药的爆轰过程.211.6 起爆器材.241.6.1 概述.241.6.2起爆材料.251.6.2.1工业雷管.251.6.2.2起爆药柱.321.6.3传爆材料及其它.321.7 起爆方法.361.7.1 电力起爆法.361.7.2 非电起爆法.391.7.2.1导火索起爆法.391.7.2.2 导爆索起爆法391.7.2.3 导爆管起爆法.402 爆破器材安全管理.412.1爆破器材安全管理的一般规定.412.2爆破器材的购买.412
3、.3 爆破器材的运输.412.3.1 一般规定.412.3.2 铁路运输.422.3.3 水路运输.422.3.4 道路运输.432.3.5 航空运输.432.3.6 往爆破作业地点运输爆破器材.432.3.7爆破器材运输中不安全因素.442.4 爆破器材的贮存.442.4.1 一般规定.442.4.2 地面爆破器材库的位置，结构和设施.46.2.4.3爆破器材库的安全允许距离.472.4.3.1一般规定.472.4.3.2地面仓库外部安全允许距离.472.4.3.3地面爆破器材库的库间安全允许距离.48.2.4.3.4井下爆破器材库、发放站与井下主要设施和通道的安全允许距离.492.4.4
4、地面爆破器材库的照明、通信和防雷设施.492.4.5 爆破器材的贮存、收发与库房管理.502.4.6 临时性爆破器材库和临时性存放爆破器材.512.5 爆破器材检验、销毁与炸药的再加工.522.5.1爆破器材的检验.522.5.1.1爆破器材生产厂家的检验.522.5.1.2爆破器材代理商或有爆破器材库的大用户的检验.522.5.2爆破器材的销毁.522.5.2.1 爆破器材销毁的一般规定.522.5.2.2销毁方法.532.5.2.3销毁爆炸物品的注意事项.542.5.3 炸药的再加工.542.5.3.1 粉（粒）状硝铵炸药的再加工.542.5.3.2 含水炸药的再加工.542.5.3.3
5、硝化甘油类炸药的解冻.553 爆破技术.563.1 单个药包爆破作用分析.563.1.1爆破的内部作用.563.1.2 爆破的外部作用.573.1.3爆破漏斗.583.1.4利文斯顿爆破漏斗理论.593.2岩石爆破破碎机理.593.2.1爆生气体膨胀作用理论.603.2.2爆炸应力波反射拉伸作用理论.603.2.3 爆生气体和应力波综合作用理论.603.3 装药量计算.613.4 影响爆破作用的主要因素.613.4.1 炸药性能对爆破作用的影响.623.4.2 岩石特性影响.623.4.3爆破条件和爆破工艺影响.633.5 地下工程爆破.643.5.1 平巷（平硐或隧道）掘进爆破.643.5.
6、1.1 工作面炮眼的分类及其作用643.5.1.2掏槽爆破.653.5.1.3爆破参数的确定.693.5.1.4炮眼的布置.703.5.1.5爆破说明书和爆破图表.703.5.2 井筒掘进爆破.723.5.2.1竖（立）井工作面和炮眼布置723.5.2.2 竖（立）井的掏槽方式723.5.3 隧道掘进爆破.743.6 爆破采煤工作面回采工艺.743.7 地面岩石爆破.743.7.1孤石爆破.743.7.2台阶爆破.753.7.2.1 台阶要素及布孔方式.753.7.2.2爆破参数的确定.763.7.3 硐室爆破.783.7.3.1 硐室爆破的特点.783.7.3.2硐室爆破的分类及其使用条件.
7、793.7.3.3硐室爆破设计原则与内容.793.7.3.4爆破参数的选择和设计计算.813.7.3.5填塞与起爆.843.8 控制爆破技术.843.8.1 微差爆破.843.8.1.1微差爆破的优点.843.8.1.2 微差爆破机理.853.8.2 光面爆破.853.8.2.1 光面爆破作用机理.853.8.2.2光面爆破的优点.863.8.2.3光面爆破参数.863.8.3 预裂爆破.873.8.3.1 预裂爆破的成缝机理.873.8.3.2 预裂爆破参数.873.8.3.3装药结构与堵塞.883.8.3.4预裂爆破效果及其评价.883.8.3.5光面爆破与预裂爆破的应用条件.883.9
8、建构物拆除控制爆破.88.3.9.1概述.893.9.2烟囱或水塔高耸建筑物的拆除.903.9.2.1拆除原理及方案选择.903.9.2.2爆破参数设计.903.9.2.3施工注意事项.913.9.3房屋类建筑物爆破拆除技术.913.9.3.1房屋类结构失稳倒塌原理.913.9.3.2爆破设计.923.9.3.3 防护等级.924 爆破危害与处理.934.1 爆破地震效应及减震措施.934.1.1爆破地震效应.934.1.2爆破地震安全控制标准.944.1.3爆破震动安全距离.944.1.4爆破地震预防措施.954.2 爆破空气冲击波及其防护.954.2.1爆破冲击波及其计算.954.2.2爆
9、破冲击波安全距离.964.2.3爆破噪声及其破坏效应.964.2.4空气冲击波的预防.974.3爆破飞石及其预防.974.3.1爆破飞石产生的原因.974.3.2爆破飞石安全距离.974.3.3爆破飞石的防护措施.984.4爆破有害气体的产生与预防.994.4.1地下爆破有害气体含量要求.994.4.2产生炮烟熏人的原因.994.4.3爆破有害气体的预防.995 爆破工程管理.1015.1 爆破工程分级1015.2涉爆企业与人员的要求、职责.1025.1.1爆破设计单位的要求1025.1.2 爆破施工企业的要求.1025.2.3爆破作业人员的任职条件与职责1035.3爆破设计规定.1045.4
10、爆破安全评估、监督、审批与环境要求1066 各类爆破的流程与安全操作.1086.1爆破施工准备.1086.1.1施工组织结构1086.1.2施工通告1086.1.3施工现场清理与准备1086.1.4 通讯与联络.1096.2 爆破器材的准备及起爆网路1096.2.1爆破器材的准备1096.2.1.1准备爆破器材时要遵守的规定.1096.2.1.2爆破器材的准备工作内容.1096.2.2起爆器材的加工1096.2.3起爆方法的规定1106.2.4敷设起爆网路的操作1106.2.4.1电力起爆网路.1106.2.4.2导爆索起爆网路.1116.2.4.3导爆管起爆网路.1116.2.5起爆网路试验
11、与检查.1116.3装药操作.1116.4填塞操作.1136.5爆破警戒和信号.1136.5.1爆破警戒1136.5.2信号与联络1136.6爆后检查.1136.6.1爆后检查等待时间1146.6.2爆后检查内容1146.7盲炮处理.1146.7.1一般规定1146.7.2各种爆破的盲炮处理1156.8爆破总结.1157 各类爆破作业的安全规定.1167.1 露天爆破的安全规定1167.1.1一般规定1167.1.2裸露药包爆破的安全规定1167.1.3浅孔爆破的安全规定1167.1.4深孔爆破的安全规定1167.1.5预裂爆破、光面爆破的安全规定1177.1.6复杂环境深孔爆破的安全规定11
12、77.1.7药壶和蛇穴爆破的安全规定1177.2 硐室爆破的安全规定1177.2.1 设计.1187.2.2硐室爆破安全评估内容，除按5.4节的内容执行外，还应涉及以下内容1187.2.3施工人员和施工组织1187.2.4爆破器材及其现场加工、存放及爆破时间1187.2.5小井或平硐掘进的安全规定1197.2.6掘进工程的验收1197.2.7爆破现场炸药混制的安全规定1197.2.8起爆体的加工的安全规定1207.2.9装药的安全规定1207.2.10填塞的安全规定.1217.2.11起爆网路与起爆的安全规定.1217.2.12警戒的安全规定.1227.2.13爆破总结.1227.3地下爆破的
13、安全规定.1237.3.1一般安全规定1237.3.2井巷掘进爆破的安全规定1237.3.3地下大跨度硐群开挖爆破的安全规定1247.3.4地下采场爆破的安全规定1247.3.5溜井、矿仓堵塞处理的安全规定1257.4煤矿井下爆破的安全规定.1257.5高温高硫井爆破的安全规定.1277.6拆除爆破及城镇浅孔爆破的安全规定.1287.6.1设计文件1287.6.2施工准备1287.6.3装药、填塞、覆盖防护的安全规定1287.6.4起爆网络与起爆的安全规定1297.7水压爆破的安全规定.1298 爆破安全法规.130中华人民共和国民用爆炸物品管理条例130爆破作业人员安全技术考核标准1331
14、爆破器材基础知识1.1 爆炸现象及其特征爆炸是指在适宜的条件下，某些物质发生急剧的物理和化学变化，其内部的能量瞬间释放，并借助系统内原有气体或爆炸后生成气体的膨胀，对系统周围介质做功，使之发生冲击破坏效应的现象。根据引起爆炸的原因和特征，爆炸现象可分为三类：1、物理爆炸由于物态变化所引起的爆炸叫物理爆炸。引起爆炸的原因是：内部压力引起的；爆炸特征是：爆炸过程中只是物态发生了变化，其物质的化学成分和性质并没有改变。2、核爆炸是由于某些放射性物质的核裂变或核聚变所引起的爆炸。引起爆炸的原因是：原子发生了核裂变或核聚变，释放出大量的能量。爆炸特征是：其物质的原子发生了改变。3、化学爆炸是由于物质变化
15、时发生极为迅速的放热化学反应，生成高温高压的反应物，而引起的爆炸。引起爆炸的原因是：物质的分子发生了化学变化，且放出了大量的热和气体生成物。爆炸特征是：其物质的分子发生了变化。1.2 炸药及相关概念炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出热量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。1.2.1炸药爆炸的三要素放出大量热量、产生大量的气体产物和能自动传播的化学反应是出现爆炸现象的三个必要条件，一般称为炸药爆炸三要素。1、放出大量热量反应过程的放热性是爆炸现象发生的首要条件，这是由于热量是做功的能源。如：硝酸铵在常温到150度时是吸热的分解反应，就不会发生爆炸；当把它加热到近200度
16、时，虽然发生了放热的分解反应，但放出的热量不大，不足以形成爆炸；当把它迅速加热到400500度或在爆轰波激发下，就会提高硝酸铵的放热效应，而形成爆炸。2、产生大量的气体炸药爆炸放出的热量只有借助气体介质才能转化为对外做功的机械能。因此，气体是炸药爆炸对外做功不可缺少的中间媒介条件。这是由于气体具有远远超过固体和液体的压缩比与膨胀系数。3、能自动传播的高速反应过程这是由于高速反应能促使化学反应释放的热量和气体来不及扩散，使气体的压力和温度急剧上升而形成爆炸。因此，高温、高压、高速是炸药爆炸的重要特点。1.2.2炸药组成特点和爆炸机理一、炸药组成特点：（1）炸药是能发生自身燃烧和爆炸反应的物质，即
17、炸药本身含有化学反应最终产物CO2和H2O时的必要元素碳、氢、氧等。因此，炸药发生化学反应时可以不需要外界其他物质参与即可完成。（2）炸药的能量全部存储于具有爆炸性质的特殊基团的分子中，这种结构的化学键很容易在外界能量的作用下发生破裂而激起爆炸反应。因此，炸药是具有化学爆炸特性且相对稳定的物质，所以要使其爆炸，就必须从外界给以足够的能量，破坏其本身的稳定性。外界给以能使其发生爆炸的能量称为起爆能，这种能量可以是热能、机械能或爆炸冲击能等形式。（3）炸药多是由能量密度很大的固态或液态物质组成的。炸药和一般燃料相比，单位重量的炸药爆炸后所放出的热量不比一般燃料燃烧后所放出的热量多，但是如以反应产物
18、单位体积能量计算，则炸药却大大高于一般燃料。如：煤和氧的混合燃烧 8959.8 kJ/kg梯恩梯 4186 kJ/kg铵梯炸药（零氧平衡） 4223 kJ/kg但是如果以反应物单位体积的能量计算煤和氧的混合燃烧 17.2 kJ/L梯恩梯 6807.7 kJ/L铵梯炸药（零氧平衡） 7117.5 kJ/L。二、炸药爆炸机理炸药在一定条件下之所以能够发生化学爆炸，是因为组成炸药的化学分子中包含有比较活泼氧化剂和可燃剂，对一个化合物分子来说，氧化剂是指分子中的含氧基团，可燃剂是指分子中含碳、氢的基团。这两种基团都是反应性很强的活性原子基团，在一般情况下，这两种基团在分子中被活性小的中性原子基团或原子
19、分隔，但当炸药分子被外界能量活化时，分子运动速度增大，分子之间的碰撞增强，致使炸药分子破裂，释放出活性基团，这两种活性基团间相互发生化学反应，以热能形式释放出其内部所含的化学能，并借助气体产物的迅速膨胀，把能量传递给周围介质而做功，这就是炸药的爆炸机理。根据上述炸药组成的特点和爆炸机理，炸药虽然属于不稳定体系的物质，但在不受外界作用的条件下，炸药是稳定的，不会发生爆炸，因而，炸药才能安全的使用和存储。所以炸药是既具有相对稳定而又带有不稳定因素之爆炸性质的矛盾的统一体。我们研究炸药就是要研究和掌握炸药不稳定的条件以及了解使炸药稳定的因素，从而找出炸药安全使用的技术规则，为人类谋福利。1.2.3
20、炸药的分类炸药的品种繁多，按其组成和用途可进行如下分类：1.2.4 炸药化学反应的基本形式由于环境和引起炸药化学反应的条件不同，同种炸药可以有不同的化学反应型式，这些不同的化学反应型式其实质是反应速度的不同，因而造成了生成产物和热效应的不同。炸药的化学反应型式有以下几种：1、缓慢分解：炸药在常温下能发生缓慢的化学分解反应，环境温度越高，其分解速度也愈快。这种化学反应特点是：反应是在全部炸药中进行，炸药内部各点的温度相同，没有集中的反应区，此外环境温度对其反应速度影响较大。缓慢分解反应一般都伴随热量的释放，如果所释放的热量又不能及时散发出去，累积起来的热量就会使炸药的温度升高，从而加快了炸药的分
21、解反应的速度，这样就会释放出更多的热量，致使炸药的环境温度更高，如此循环往复就会产生热量的累积，最终导致反应型式的升级，造成炸药的燃烧或爆炸。炸药缓慢分解反应反映了炸药的化学安定性指标，所以在炸药存储时不要堆放过密、过高，要注意通风，防止炸药因温度过高，导致分解反应加速而产生爆炸事故的发生。2、燃烧：炸药在热源的作用下可以燃烧，并以一定的速度在炸药内传播，而且这种燃烧不需要外界供氧就可以进行。这种化学反应的特点是：反应不是在全部炸药中同时发生，而只是在炸药局部区域内进行，但是它可以在炸药中自动传播。开始发生燃烧的面称作焰面，焰面的传播速度称作燃烧速度。炸药燃烧主要靠热传导来传递能量，燃烧速度不
22、会很高，一般为几毫米每秒到几米米秒，最高也能达到几百米米秒，但都低于炸药的声速。炸药在燃烧过程中，若燃烧速度保持定值，不发生波动，这样的燃烧称为稳定燃烧，否则为不稳定燃烧。炸药燃烧速度能否保持稳定，决定于燃烧过程中的热平衡，如果燃烧释放的热量与传导向炸药邻层和周围介质散失的热量相等，则燃烧就能稳定进行。根据燃烧的特性，炸药可分为起爆药、猛炸药和火药三大类。起爆药的燃烧特点是：一旦燃烧，化学反应非常迅速，因此燃烧很不稳定，非常容易转化成爆炸；猛炸药一般能稳定燃烧，但在一定条件下又可以很快转化成爆炸。火药燃烧的稳定性最好，一般不会爆炸，但在特殊条件下也能爆炸。因此，当炸药燃烧时所生成的气体和热量不
23、能及时排出时，燃烧反应就可以转化成爆炸，这一点在炸药焚毁时要特别注意。3、爆炸：炸药在冲击波的作用下而产生爆炸。爆炸的反应过程和燃烧相类似，都是可燃元素的氧化反应，反应也只在局部区域内进行，且也能在炸药内部自动传播。爆炸反应和燃烧反应的主要区别是：燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受环境条件影响较大，而爆炸反应则依靠压缩冲击波的作用来传递能量和激起化学反应，基本上不受环境条件的影响；爆炸反应比燃烧反应更为激烈，单位时间放出的热量与形成的温度也更高；燃烧时产物的运动方向与反应区的传播方向相反，而爆炸时产物运动方向则与反应区的传播方向相同。因此，燃烧产生的压力较低，而爆炸则可产生很高的压力；燃
24、烧速度是亚音速的而爆炸速度则是超音速的。爆炸反应传播速度保持在稳定时化学反应称为爆轰，爆轰是炸药反应的最高形式，人们利用炸药做功就是利用炸药爆轰的特性。上述炸药的这三种化学反应形式，在一定条件下，都是能够相互转化的。缓慢分解可以发展为燃烧、爆炸；爆炸也能转化为缓慢分解。但是炸药的反应形式无论向那个方向转化，都会给安全使用带来极大的隐患，造成重大的安全事故。1.2.5炸药的氧平衡1、氧平衡的定义与分类炸药爆炸时的化学反应，大多数是氧化反应，而且氧元素由炸药自身提供。放热量最大，生成产物最稳定的氧化反应称为理想的氧化反应。若炸药内含有足够的氧量，按理想的氧化反应生成的产物应为H2O，CO2和一些其
25、他游离产物。若含氧量不足，则生成物中除了H2O，CO2，N2以外，还有CO，H2和固体碳颗粒以及其他氧化不完全的产物。因此炸药内的可燃元素能否被完全氧化，以及氧化的程度主要取决于炸药中的含氧量。炸药中的含氧量能够把可燃元素完全氧化的程度叫炸药的氧平衡。根据含氧量的多少，氧平衡可分为三类：（1）炸药中的氧量除了把可燃元素完全氧化外，尚有剩余的炸药称为正氧平衡的炸药。（2）炸药中的氧量刚够把可燃元素完全氧化，没有剩余的炸药称为零氧平衡的炸药。（3）炸药中的氧量不能把可燃元素完全氧化的炸药称为负氧平衡的炸药。大量的实验证明：只有当炸药中的碳和氢原子全部被氧化成CO2和H2O时，其放出的热量最大，生成
26、的有毒有害气体量最小。零氧平衡的炸药接近这种情况。正氧平衡的炸药未能充分利用其中氧量。剩余的氧和本来应该游离的氮气化合生成氮氧化合物，其中NO是瓦斯爆炸反应的催化剂，因此是有害的。NO2、N2O3都对人体有毒，而且由于它们比空气重，爆破后聚存于煤岩爆堆的间隙内，不易被新鲜空气吹散和稀释。人吸入体内后对人体的内脏器官有严重损害。当空气中NO2浓度达到0.5毫克/升时，数分钟人就可以死亡，因此对氮氧化合物的浓度井下要严格控制。另外氮氧化合物是惰性物质，它生成时要吸收大量的热量，这也会影响炸药能量的有效利用。负氧平衡的炸药因氧量不够，未能把可燃元素全部氧化，会生成CO，CO俗称煤气，既有毒又有害，吸入人体后会和血红蛋白迅速结合，使人体的血液丧失载氧能力，而窒息死亡。另外，CO属于可燃气体，在井下可以产生二次火焰，浓度适宜时还可造成爆炸。因此，井下空气中CO的浓度在安全规程中作了严格的限制。由此可见，氧平衡对炸药的爆炸性能、放出热量、生成气体的组成和体积、有毒气体含量、爆温、二次火焰、作功效率等都有这多方面的影响。2、氧平衡的计算炸药的氧平
