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12024/4/8 周一周一第第2章钻眼爆破章钻眼爆破2.1钻眼机具2.2 炸药和爆炸概论2.3 工业炸药2.4起爆材料2.5电雷管起爆法2.6破岩原理和爆破技术第第1页页/共共102页页22024/4/8 周一周一2.1钻眼机具(重点1)风动凿岩机 液压凿岩机 电钻 凿岩机钎子 电钻钻具第第2页页/共共102页页32024/4/8 周一周一一一.风动凿岩机风动凿岩机 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。第第3页页/共共102页页42024/4/8 周一周一第第4页页/共共102页页52024/4/8 周一周一YT23（7655）型气腿凿岩机的工作系统）型气腿凿岩机的工作系统 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)。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。第第5页页/共共102页页62024/4/8 周一周一第第6页页/共共102页页72024/4/8 周一周一转钎机构及冲击式凿岩炮孔形成过程 第第7页页/共共102页页82024/4/8 周一周一第第8页页/共共102页页92024/4/8 周一周一压气与油雾压气与油雾第第9页页/共共102页页102024/4/8 周一周一 以液压为动力的新型凿岩机械，压力大、油循环使用。二、液压凿岩机二、液压凿岩机 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。第第10页页/共共102页页112024/4/8 周一周一第第11页页/共共102页页122024/4/8 周一周一凿岩台车 第第12页页/共共102页页132024/4/8 周一周一三、电钻三、电钻 在旋转式钻眼法破岩中，切割型钻头在轴压力P P和回转力P Pc c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。第第13页页/共共102页页142024/4/8 周一周一煤电钻煤电钻：电动机、减速器、散热风扇、开关、手柄、钻杆。岩石电钻岩石电钻：适用在中等硬度（c=4080MPa）岩石上钻眼、扭矩功率大于煤电钻。第第14页页/共共102页页152024/4/8 周一周一第第15页页/共共102页页162024/4/8 周一周一四、凿岩机钎子四、凿岩机钎子 两种：组合钎子和整体钎子 钻眼工具是安装在钻眼机械上用以破碎岩石的工具，在凿岩机上使用的叫钎子。(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-钎尾第第16页页/共共102页页172024/4/8 周一周一钎头：钎头形状,一字型、十字型和球齿钎头。第第17页页/共共102页页182024/4/8 周一周一 钎杆钎杆：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。钎肩钎肩：六角形钎杆用环行钎肩，圆形钎杆用耳形钎肩。第第18页页/共共102页页192024/4/8 周一周一五.电钻钻具 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。第第19页页/共共102页页202024/4/8 周一周一3.2 炸药和爆炸概论炸药和爆炸概论 一、炸药爆炸的基本特征二、炸药的分类三、炸药的氧平衡和爆热四、炸药的爆轰五、炸药的猛度和爆力六、炸药的敏感度第第20页页/共共102页页212024/4/8 周一周一一、炸药爆炸的基本特征一、炸药爆炸的基本特征 爆炸：物质发生快速的物理或化学变化，瞬间放出大量能量，借助于系统原有气体或生成的气体的膨胀，对周围介质做功，使之发生巨大的破坏效应，同时可能伴随有声光热效应。l物理爆炸物理爆炸（不发生化学变化不发生化学变化）l核爆炸核爆炸 （核裂变或核聚变核裂变或核聚变）l化学爆炸化学爆炸（有新的物质生成有新的物质生成）爆炸的分类爆炸的分类：第第21页页/共共102页页222024/4/8 周一周一 炸药爆炸三要素（重点炸药爆炸三要素（重点2）1反应的放热性反应的放热性 炸药爆炸必须炸药爆炸必须的能源的能源 3反应中生成大反应中生成大反应中生成大反应中生成大量气体产物量气体产物量气体产物量气体产物 炸药爆炸对外炸药爆炸对外炸药爆炸对外炸药爆炸对外做功的媒介做功的媒介做功的媒介做功的媒介 2反应过程的高反应过程的高速度速度爆炸反应区别爆炸反应区别一般化学反应一般化学反应的重要标志的重要标志 第第22页页/共共102页页2024/4/8 周一23二、二、炸药化学反应基本形式炸药化学反应基本形式 爆炸速度增长到稳定爆速爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的最大值的最大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。反映炸药反映炸药的化学安的化学安定性定性A缓慢分解缓慢分解缓慢分解缓慢分解 炸药以每秒数百炸药以每秒数百米至数千米的高米至数千米的高速进行爆炸反应速进行爆炸反应C爆炸与爆轰爆炸与爆轰爆炸与爆轰爆炸与爆轰 对爆破材料的安对爆破材料的安全生产全生产,加工加工,运运输保管以及过期输保管以及过期变质炸药的销毁变质炸药的销毁都很有必要都很有必要B燃烧与爆燃燃烧与爆燃燃烧与爆燃燃烧与爆燃爆轰爆轰第第23页页/共共102页页2024/4/8 周一周一24烟火剂发射药猛炸药混合炸药起爆药单质炸药芳香族硝基化合物类炸药硝化甘油类炸药硝铵类炸药按主要化学成按主要化学成分分类分分类按炸药作用分按炸药作用分类类按炸药组成分按炸药组成分类类按工业炸药使用条件分类按工业炸药使用条件分类 只准许在露天爆破工程中使用的炸药 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矿山 准许在一切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矿山炸药的分类炸药的分类三、炸药的分类（重点三、炸药的分类（重点3）第第24页页/共共102页页252024/4/8 周一周一四四.炸药的氧平衡（重点炸药的氧平衡（重点4）炸药的氧平衡炸药的氧平衡C+O2C O2+395KJ/mol；2H2+O22 H2 O+240.7 KJ/mol；NN2 由于O的量不足或有剩余，会生成 CO、H2、C、NO、NO2 等。氧平衡氧平衡：就是用来表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的比例关系。用每克炸药不足或多余氧的克数来表示用每克炸药不足或多余氧的克数来表示。单质炸药的分子式可写成CaHbNcOd，a、b、c，d分别代表一个炸药分子中碳、氢、氮、氧的原子个数，或一摩尔质量炸药中，碳，氢、氮、氧的克原子数。第第25页页/共共102页页262024/4/8 周一周一 氧平衡计算公式：氧平衡计算公式：适用混合炸药 Kb0时正氧平衡,剩余的氧和N反应生成NO和N2O5，等有害物质，吸热反应，氮氧化物还对瓦斯爆炸起催化作用。Kb0时负氧平衡，生成CO、C、H2、CO有毒气体。Kb=0时，零氧平衡,充分氧化，生成大量热。g/g 适用单质炸药CaHbNcOd第第26页页/共共102页页272024/4/8 周一周一例题：计算硝酸铵NH4NO3，的氧平衡值在铵油炸药中，（硝酸铵和柴油混合物）加入4%的木粉做松散剂，按氧平衡配方。解：查表P31 NH4NO3 +0.2g/g，柴油-3.42 g/g，木粉-1.37g/g。X=92.21克，Y=3.79克 ，NH4NO3=92.2%，柴油=3.8%，木粉=4%。设100g中，NH4NO3 X克，柴油y克第第27页页/共共102页页282024/4/8 周一周一五五.炸药的猛度和爆力炸药的猛度和爆力炸药爆炸对周围介质(例如岩石)产生的破坏能力，分别以猛度与爆力来表示。猛度猛度：炸药爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近的局部固体介质的破碎能力，表征炸药的动作用。用铅柱压缩法铅柱压缩法实验测定：炸药爆炸后量出压缩前后的高度差（），即炸药的猛度。H=H1-H2第第28页页/共共102页页292024/4/8 周一周一爆力爆力：炸药爆力是指爆生气体在高温下膨胀作功破坏周围介质的能力。常用铅铸扩孔法来衡量，表征炸药的静作用。炸药爆炸后，孔眼扩大成梨形，可用量筒向内注水测得其容积，从中减去原孔眼体积和雷管扩孔体积，即为炸药爆力数据，单位为mL。试验时标准温度为15，若试验时的温度不同于标准温室，扩孔值应进行修正。炸药爆力测定法的铅铸爆炸前的铅铸；爆炸后的铅铸=V-V1-V2第第29页页/共共102页页302024/4/8 周一周一六六.炸药的敏感度炸药的敏感度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。第第30页页/共共102页页312024/4/8 周一周一爆发点测定器1-合金浴锅；2-电热丝；3-隔热层；4-铜试管；5-温度计第第31页页/共共102页页322024/4/8 周一周一机械感度机械感度 机械敏感度是炸药对冲击、摩擦、挤压、针刺等机械作用的敏感程度。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，冲击位于砧子和冲杆之间的0.05g炸药试样。重复试验：25次，用25次实验中炸药试样发生爆炸的百分数表示该炸药的冲击感度。第第32页页/共共102页页332024/4/8 周一周一爆轰感度爆轰感度 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。第第33页页/共共102页页342024/4/8 周一周一殉爆距离的测定 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，使相隔一定距离的另一同种药包百分百不能发生爆炸的最小距离。第第34页页/共共102页页352024/4/8 周一周一2.3 工业炸药工业炸药 一、单质猛炸药 二、硝铵类炸药三、浆状炸药四、水胶炸药 五、乳化炸药 第第35页页/共共102页页362024/4/8 周一周一一一.单质猛炸药（重点单质猛炸药（重点5）1.1.梯恩梯梯恩梯（TNT）三硝基甲苯（C6H2（NO2）3CH3），淡黄色晶体，吸湿性小，几乎不溶于水。热安定性好，180C才分解。爆热4229KJ/kg，爆速6850m/s，爆力285300ml，猛度19.9，机械感度低，主要为硝铵类炸药的敏化剂，单独使用是重要的军事炸药。2.黑索金黑索金（RDX）环三次甲基三硝胺（CH2NNO2）3）白色晶体、不吸湿，不溶水，50C以下长期不分解，机械感度比较高，=1.66g/cm3，爆力520 ml，猛度16，爆速830 m/s，一般做导爆索的药芯和雷管中的加强药。3.太恩太恩（PETN）季戊四醇四硝酸脂(C(CH2ONO2)4)，无色晶体，不溶于水，密度1.74g/cm3，爆力500 ml，猛度15，爆速840 m/s。作用同黑索今。4硝化甘油硝化甘油 三硝酸甘油酯 第第36页页/共共102页页372024/4/8 周一周一二、硝铵类炸药（重点二、硝铵类炸药（重点6）以NH4NO3为主要成分的混合炸药 铵梯炸药（硝铵炸药）铵油炸药 高威力硝铵炸药第第37页页/共共102页页382024/4/8 周一周一铵梯炸药（硝铵炸药）铵梯炸药（硝铵炸药）组成：氧化剂：硝酸铵（NH4NO3）提供氧元素；(主要成分)敏化剂：改善炸药性能，增加起爆感度，可燃剂，常用的TNT；疏松剂：木粉，使硝酸铵不容易结块，平衡多余的氧；防水剂：在防水品种炸药中加入石蜡、沥青。消焰剂：在煤矿许用炸药中加入适量食盐（NaCl），吸收热量、降低爆温，防止引起瓦斯爆炸。种类：分煤矿、岩石、露天三类。第第38页页/共共102页页392024/4/8 周一周一第第39页页/共共102页页岩石铵梯炸药适用于井下无瓦斯或煤尘爆炸危险的岩石爆破作业；抗水型炸药用于有水工作面；2、3号煤矿铵梯炸药及其相应的抗水炸药，分别适用于低瓦斯矿井和高瓦斯矿井。国产岩石铵梯炸药、煤矿铵梯炸药、抗水型炸药见表3.5和3.6。402024/4/8 周一周一第第40页页/共共102页页412024/4/8 周一周一 (3)规格型号：岩石、煤矿炸药一般均制成直径32、35、38mm，重l00、150、200g药卷，药卷长度随直径不同而不同，有190和170mm等。药卷一端为平顶，另一端向内凹入称为聚能穴，爆炸能量在聚能穴所指方向上比较集中，有利于传爆，在装药时应予注意。(4)岩石硝铵炸药有效使用期限为6个月，煤矿硝铵炸药有限使用期限为4个月。第第41页页/共共102页页422024/4/8 周一周一 铵油炸药铵油炸药 组成：硝酸铵与柴油的混合物。硝酸铵约95%，柴油约占5%，为改善爆轰性能，可加一些木粉、松香以提高爆轰惑度，加一些铝粉以提高威力;加一些表面活性剂(如十二烷基磺酸钠)以拌和均匀，使爆轰更为稳定;加少许明矾及氯代十八烷胺以降低吸湿结块性。煤矿许用的铵油炸药还必需加入适量的食盐以降低爆温。应用：这类炸药因不含梯恩梯，故原料来源丰富，加工简单，使用安全，它的价格也特别低廉。因此在露天矿，金属矿、水力铁道等工程中使用较多。特点：这类炸药的不足之处是爆炸威力较低，比较钝感，易吸湿结块，贮存期短。第第42页页/共共102页页432024/4/8 周一周一高威力硝铵炸药高威力硝铵炸药 提高硝铵炸药威力的途径有以下几种：1增大密度增大密度 增大密度可以操高爆轰压力，并在单位体积内容纳更多的药量，但硝铵类炸药密度增高以后起爆感度降低，起爆能量不足时爆速与猛度反而下降，故增大密度的效果是有限的。2加入铝粉加入铝粉 在炸药中掺入研磨极细的铝粉或铝镁合金粉，它们在氧化时产生大量的热，使爆温增高，能明显提高炸药的爆力和猛度。铝粉的掺量一般在47之间。3加入猛炸药加入猛炸药 将520的黑索金混入含梯思梯的硝铵炸药，对提高炸药威力效果非常明显，一般可使爆速达到4000m/s，猛度达619mm，爆力达到400500mL。国产硝铵高威力炸药大都属于增加猛炸药这一类，称为铵梯黑炸药铵梯黑炸药，也有既加黑索金又加铝粉的，称为铵梯黑铝炸铵梯黑铝炸药药。第第43页页/共共102页页442024/4/8 周一周一三、水胶炸药三、水胶炸药 组成：是在原有浆状炸药基础上发展起来的含水炸药。敏化剂敏化剂：甲基胺硝酸盐水溶液，这样就便氧化剂同还原剂的耦合状况大为改善，从而获得更好的爆炸性能。这类炸药的爆轰感度较高，能用雷管直接起爆。甲基胺硝酸盐的比重为1.42，氧平衡-34，比硝酸铵更易溶于水，不含水时可直接用雷管起爆。当温度95时，浓度低于86%的甲基胺硝酸盐水溶液用雷管不能起爆。人们利用这种特性，采用低于86的甲基胺硝酸盐水溶液来生产水胶炸药以保证安全。优点：爆炸性能如爆速和起爆感度高，可用8号雷管直接起爆；抗水性强；可塑性好；使用安全，且炸药密度、爆炸性能可在较大范围内进行调节，故适应性强。缺点：价格较贵。第第44页页/共共102页页452024/4/8 周一周一四、乳化炸药四、乳化炸药 组成组成氧化剂水溶液氧化剂水溶液：硝酸铵为主，并可添加硝酸钠作辅助氧化剂。燃料油燃料油：柴油同石蜡的混合物，并使其具有3.1Pas的粘度。乳化剂乳化剂：制造乳化炸药的关键组分，一般认为采用斯本80(失水山梨醇单油酸脂)，作乳化剂，效果较为理想。敏化剂敏化剂：化学发泡剂或多孔性物质(空心玻璃微珠，珍珠岩等)，能形成敏化气泡。特点特点：氧化剂水溶液与燃料油经乳化而成的油包水型乳状液是它的爆炸性基质。薄层油膜包覆在氧化剂水溶液微滴表面，既可防止内部水分蒸发，又可阻止外部水分浸入，使它具有非常好的抗水性能。第第45页页/共共102页页462024/4/8 周一周一 分类分类：煤矿许用乳化炸药、岩石乳化炸药和露天乳化炸药三类。优点优点：密度可调，因而适用范围广；爆炸性能好，爆速一般可达40005500m/s，由于爆速与密度均较高，乳化炸药猛度比2号岩石硝铵炸药高，可达1519；可用8号雷管直接起爆；乳化炸药比浆状炸药与水胶炸药抗水性更强，生产与使用安全；不需要添加猛炸药，原料来源广。缺点缺点：炸药爆力却不比铵油炸药高，故在硬岩中使用的乳化炸药应加入热值较高的物质如铝粉、硫磺粉等。第第46页页/共共102页页472024/4/8 周一周一第第47页页/共共102页页482024/4/8 周一周一2.4 起爆材料起爆材料 一、雷管二、导爆索和继爆管 三、导爆管 第第48页页/共共102页页492024/4/8 周一周一一、雷管一、雷管 火雷管火雷管第第49页页/共共102页页502024/4/8 周一周一电雷管电雷管煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管 第第50页页/共共102页页512024/4/8 周一周一电雷管的种类和结构（重点电雷管的种类和结构（重点7）1瞬发电雷管瞬发电雷管 管壳管壳：金属或纸制圆筒；起爆药起爆药：二硝基重氮酚；加强药加强药：黑索今；电点火装置电点火装置：直插式直插式：桥丝直接插入二硝基重氮酚，脚线、密封塞，无加强帽；药头式药头式：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。起爆过程起爆过程：药头式：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；第第51页页/共共102页页522024/4/8 周一周一2.秒延期雷管秒延期雷管 定义：通电以后经过一段时间后，才爆炸的雷管，叫延期雷管，延期时间以秒为单位计量的，叫秒延期雷管。结构：与瞬发雷管的不同之处在于引火头与起爆药之间有一段精致的导火索做延期药，用导火索的长度来控制延期秒量。引火头周围的管壳上有排气孔，排除燃烧生成的气体，避免压力升高，影响燃烧速度。第第52页页/共共102页页532024/4/8 周一周一3.毫秒延期雷管毫秒延期雷管定义：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成的气体的空间，保证压力不变。延期药有两种：硅铁、铅丹、硫化锑、硅藻土；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。国产延期雷管系列见表。第第53页页/共共102页页542024/4/8 周一周一4抗杂散电流电雷管抗杂散电流电雷管 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分导电成分，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。第第54页页/共共102页页552024/4/8 周一周一电雷管主要性能参数电雷管主要性能参数1电雷管电阻电雷管电阻 脚线电阻脚线电阻：包塑镀锌铁脚线，d=0.52mm，每米不大于0.6。桥丝电阻桥丝电阻：l=4，康铜丝，d=50m，电阻0.80.13；镍铬丝，d=40m，电阻30.4。按脚线2m计算，康铜丝雷管电阻不大于4，镍铬丝雷管不大于6.3，煤矿安全规程规定电雷管在发绐放炮员前，必须对电雷管进行逐个检查检查，严禁发放不导通和电阻不合格的电雷管。常用的检测仪器有205型爆破电桥和欧姆表等，不论用哪种仪表，测量时的工作电流都必须小于50mA，为保证起爆可靠，成组起爆力雷管，其雷管之间的电阻差不能大于0.25Q第第55页页/共共102页页562024/4/8 周一周一 2最大安全电流和最小发火电流最大安全电流和最小发火电流 电雷管引爆灼热原理：Q=I2Rt 最大安全电流 雷管技术标准规定，通以恒定直流电5min不爆的电流值为最大安全电流，实测的最大安全电流值都在150mA以上。为了安全起见，技术标准中规定：安全电流以通入50mA直流电持续5min不爆为合格，这是雷管对于电流的安全指标，所有检测雷管的仪表，其电流值都不能超过50mA，杂散电流也不能超过这一值。最小发火电流：若从最大安全电流开始，将电流逐渐增大，则雷管爆炸的百分数也逐渐增加，当电流达到某一数值时，将会达到99.9999%发火，这时的电流值称为最小发火电流。按雷管技术标准规定，以700mA的恒定直流电通入1min发火的雷管应达到上述百分数，故700mA为规定的最小发火电流，这是起爆单发雷管必须满足的电流值。第第56页页/共共102页页572024/4/8 周一周一 100ms发火电流：通电100 ms使雷管100%爆炸的电流。6 ms发火电流：通电6 ms使雷管100%爆炸的电流。因为我国规定瓦斯矿井放炮的通电时间必须小于6ms，以免电路被炸断时产生火花，因而是设计放炮器必须参考的数据。3.发火冲能发火冲能 发火冲能：是桥丝加热到足以使引火药发火的温度时，桥丝单位电阻所产生的热能。Ke=I2t I为通过桥丝的电流（A）；t发火时间，从雷管开使通电到引火药开 始发火的一段时间（s）。第第57页页/共共102页页582024/4/8 周一周一 标准发火冲能：Kb=（2I100）2t把对应于两倍百毫秒发火电流的发火冲能，称为标准发火冲能，并用它来比较雷管的电发火性能，其值越小，雷管就容易引燃爆炸。雷管发火感度：标准发火冲能的倒数，S=1/Kb。熔断冲能：Km=I2tm，使桥丝熔断的冲能。其值大于发火冲能，保证雷管在发火之前不熔断。煤矿安全规程规定，不同厂家、不同品种、不同期生产的雷管不能同时使用。2I100I100IKeKb第第58页页/共共102页页592024/4/8 周一周一4传导时间和成组雷管的准爆条件传导时间和成组雷管的准爆条件 传导时间：从点火头开始燃烧到雷管爆炸或延期药点燃的这一段时间。为什么需要传导时间？2-3ms，多发雷管串联电路，桥丝电阻不可能绝对相同，总会有一个发热最快的雷管首先达到发火温度，先起爆。需要传导时间，使每一个雷管均发热，先后起爆。准爆条件：tmaxtmin+tmin最敏感雷管的发火时间；tmax最钝感雷管的发火时间；传导时间。各雷管的值也不是一致的，为使成组雷管的爆炸可靠，应取最小值。K-发火冲能。雷管技术标准规定，直流电起爆时，串联准爆电流值，康铜丝雷管为2A镍铬桥丝雷管为1.5A。使用交流电起爆，准爆电流值应取得高些。第第59页页/共共102页页602024/4/8 周一周一5电雷管的起爆能力电雷管的起爆能力 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227)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。图图2-27第第60页页/共共102页页612024/4/8 周一周一二、导爆索和继爆管二、导爆索和继爆管 导爆索：导爆索是以猛炸药为药心，外面缠绕数层纱线、纸条，并有两层防潮层而制成的绳索状起爆材料。种类：普通导爆索和安全导爆索(加裹一层食盐)两类。国产导爆索以黑索金为药心，药量不小于12g/m，普通导爆索外径不大于6.2mm，爆速不低于6500m/s安全导爆索外径不大于7.3mm爆速不低于6000ms。普通导爆索的结构 第第61页页/共共102页页622024/4/8 周一周一 导爆索起爆导爆索起爆 先由雷管爆炸引爆导爆索，再由导爆索起爆炸药爆炸。起爆装药群时，可将导爆索敷设成网路，由于导爆索爆速很高，无论采取哪种网路形式，都能使各装药几乎同时起爆。第第62页页/共共102页页632024/4/8 周一周一继爆管继爆管 由消爆管和不带点火装置的毫秒延期雷管组成，对导爆索起延期作用。分单向继爆管和双向继爆管。第第63页页/共共102页页642024/4/8 周一周一 导爆索多用于露天深孔爆破和硐室大爆破。近年煤矿爆破作业中，出现了深孔爆破等新技术，相应提出使用导爆索起爆问题。但煤矿井下不准使用普通导爆索，只能使用安全导爆索。导爆索和继爆管起爆导爆索和继爆管起爆第第64页页/共共102页页652024/4/8 周一周一三、导爆管三、导爆管 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。第第65页页/共共102页页662024/4/8 周一周一 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。煤矿安全规程规定，煤矿井下禁止使用导爆管放炮。1.导爆管；2-卡口塞；3-雷管第第66页页/共共102页页672024/4/8 周一周一2.5 电雷管起爆法电雷管起爆法一、起爆电源二、电爆网路的联接方式及其计算 三、爆破事故预防和处理第第67页页/共共102页页682024/4/8 周一周一发爆器发爆器 煤矿安全规程规定，井下放炮都必须使用发爆器(矿用防爆型)。发爆器有发电机式和电容式两类，目前常用的，几乎都是电容式的。电容式发爆器通常由以下几部分组成：直流电源。交流器。整流线路。充电器。充电电压指示。毫秒限时开关及放电回路。防爆外壳。原理：利用晶体管振动电路将数节干电池的直流电改变为诊断交变电流，然后经变压器升压，再经整流为直流电给主电容器充电，当充电达到额定电压时就可接通电报网络。使主电容器放电而引爆雷管。一、起爆电源一、起爆电源第第68页页/共共102页页适用范围及用途系列发爆器供有沼气（甲烷）及煤尘爆炸危险的矿井，起爆电?之用。主要特征:1、发爆器外壳是用高强度酚醛玻璃丝塑料热压制造；2、如发现被测量线路接触不良或?质量不符合标准，则不发光；3、操作简单，使用安全。FD2-100可充电型袖珍发爆器的适用范围和性能.具备原发爆器所具备的功能的基础上，具有可充电再利用功能，一次充足电可起爆200次以；具有电源检测功能，双色指示灯，可提醒充电；具有导通检查功能；体积小巧且重量最轻；采用3.6Vni-mh130mah电源电池；主要技术参数型号:FD1-50 防爆型式矿用隔爆兼本质安全型 Exdib脉冲电压峰值（V）900允许外接电阻()320供电时间（ms）4充电时间（s）10输出冲量（mA2s）12.5A2ms8.7电源电池(V)(高能电池)1.53=4.5外形尺寸（mm）20713751重量（kg）1.48第第69页页/共共102页页702024/4/8 周一周一FB系列发爆器系列发爆器 第第70页页/共共102页页712024/4/8 周一周一照明或动力线路电源照明或动力线路电源 220 v或380 v交流电源：这种电源的电流强度大，因此在电爆网路中的雷管数量多，网路连接复杂，需要总电流强度大时应用较多。煤矿安全规程规定，煤矿井下放炮不能用这种电源，只能用于无瓦斯的井筒工作面和露天放炮。采用交流电源时，必须在放炮的安全地点设置放炮接线盒。接线盒应满足：设置电源开关刀闸和放炮刀闸两个开关，且都必须是双刀双掷刀闸；设置指示灯，当电源开关刀闸合上以后，指示灯发光表明电源接通；在煤矿立井施工中，在接近和通过瓦斯煤层时，在接线盒上应设置毫秒限时开关。为提高交流电源的起爆能力，可采用三相交流全波整流技术，将三相交流电源变成直流电源，并提高电源的输出电压。第第71页页/共共102页页722024/4/8 周一周一各种联接方式各种联接方式串联：并联：串并联电路：二、电爆网路的联接方式及其计算二、电爆网路的联接方式及其计算第第72页页/共共102页页732024/4/8 周一周一各种连接电路的电流计算各种连接电路的电流计算通用公式：每个雷管的电流 U电源电压，r雷管电阻，R母线电阻R1和电源电阻R2之和。l串联时，n为串联雷管个数，m=1；l并联时，m为并联雷管个数，n=1；l串并联时，n为每个串联组中串联个数，m为并联组数。例题例题：某工程爆破，一次起爆60个炮眼，每个炮眼装一发3电雷管,用串并联电爆网路,每串组10发雷管,6组并联,导线电阻5,问220v交流电能否起爆.(交流准爆电流4A)4,不可靠。用380v，I=6.33，可靠。第第73页页/共共102页页742024/4/8 周一周一三、爆破事故预防和处理三、爆破事故预防和处理 瞎炮瞎炮 通电起爆后，工作面雷管全部或少数不爆称为瞎炮。原因：全部不爆多由电路断路所致，如母线断了，接头不良，或串联电路中有一发不导通等；发爆器电源不够，使各雷管电流不够；工作失误，错接、漏接、个别雷管短路；残暴，炸药原因引起不爆现象，炸药变质，使用不当；电路故障排除：观测法：观测法：1/2淘汰法淘汰法：将整个网路分为两部分，测一部分电阻，正常的抛开，剩下的一部分再分为两半，正常的一部分抛开，不断缩小范围。第第74页页/共共102页页752024/4/8 周一周一 处理：瞎炮处理应按处理：瞎炮处理应按煤矿安全规程煤矿安全规程进行。进行。由于连线不良造成的拒爆，可重新连线起爆。在距拒爆炮眼0.3m以外另打与拒爆炮眼平行的新炮眼，重新装药起爆。严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管。不论有无残余炸药,严禁将炮眼残底继续加深；严禁用打眼的方法往外掏药；严禁用压风吹拒爆（残爆）炮眼。处理拒爆的炮眼爆炸后，爆破工必须详细检查炸落的煤、矸点进行与处理拒爆无关的工作。第第75页页/共共102页页762024/4/8 周一周一 早爆早爆 爆炸材料比预定起爆时间提前爆炸的现象，这种事故很可能造成人身伤亡。这种事故的发生大多由于下述原因：1器材问题 炸药雷管变质，雷管外壳破损，装药时，起爆药受到冲击、摩擦，雷管脚线绝缘损坏，装药时误触带电设备等都可能引起早爆。因此，质量有问题的器材应该报废，不应凑合使用。2操作问题 如砸碰雷管，装引药时冲击挤压了雷管，加深炮窝子，瞎炮未及时处理或采用拉出雷管等危险办法进行处理，放炮器管理不严，放炮信号不明确等都可能产生早爆造成事故。3杂散电流影响 井下杂散电流多由设备漏电、电车线漏电等引起。化学电，硝铵类炸药溶解形成正负离子，在大地正负极的作用下向两极移动，形成电流。第第76页页/共共102页页772024/4/8 周一周一2.6 破岩原理与爆破技术破岩原理与爆破技术 一、在爆破作用下的岩石破碎机理 二、柱状装药的爆破特点三、瓦斯矿井的安全爆破四、微差爆破五、光面爆破第第77页页/共共102页页782024/4/8 周一周一自由面和最小抵抗线自由面和最小抵抗线 如果将一个球形或立方体形炸药包(爆破上称之为集中药包)埋入岩石中，岩石与空气接触的表面称为自由面。药包中心到自由面的垂直距离W称为最小抵抗线。一、在爆破作用下的岩石破碎机理（重点8）第第78页页/共共102页页792024/4/8 周一周一爆破作用下的岩石破碎几种情况爆破作用下的岩石破碎几种情况 当W1很大时，自由面对爆破不产生影响，由药包中心向外依次形成粉碎区、裂隙区、震动区，爆破的破坏范围较小。第第79页页/共共102页页802024/4/8 周一周一 当W2逐渐减小，应力波在自由面处反射形成拉伸波，产生了由自由面向药包一层层剥落的拉伸破坏（拉断区）剥落的拉伸破坏（拉断区）;当W3在小一些，拉断区和裂隙区连接起来，通过爆生气体的做功，形成爆破漏斗。第第80页页/共共102页页2024/4/8 周一81 爆炸应力波反射拉抻作用理论爆炸应力波反射拉抻作用理论 的试验基础的试验基础水泥板的爆轰破坏水泥板的爆轰破坏1空气冲击波波阵面；2水泥板中冲击波波阵面；3水泥板岩石杆件的爆破岩石杆件的爆破 板件爆破试验板件爆破试验1装药孔 2破碎区 3拉裂区4震动区 第第81页页/共共102页页2024/4/8 周一82炸药在岩石中爆破的破坏过程炸药在岩石中爆破的破坏过程炸药爆炸后冲击波径向压缩阶段.A第一阶段第一阶段第一阶段第一阶段 爆炸气体膨胀，岩石受爆炸气体超压力的影响，在拉伸应力和气楔的双重作用下，径向初始裂隙迅速扩大。C第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段对应力波反射引起自由面处的岩石片落。B第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段第第82页页/共共102页页832024/4/8 周一周一 衡量爆破作用的效果：衡量爆破作用的效果：爆破作用指数 r爆破漏斗半径；W最小抵抗线。当n=1时，形成标准抛掷漏斗（c）；1n3时，形成加强抛掷漏斗（d）；0.75n1时，形成减弱抛掷漏斗（b）；n=0.75时，岩石只形成松动而不形成抛掷，叫做松动漏 斗（a）；n0.75时，爆破漏斗不能形成。第第83页页/共共102页页842024/4/8 周一周一自由面数对爆破效果的影响自由面数对爆破效果的影响 如果自由面不止一个，则应力波在各个方向都能形成反射，也都能形成由自由面向药包中心的拉断破坏区。因此增加自由面就可使炸落单位体积岩石的炸药消耗量降低，而且岩石的块度比较小而均匀。有些资料认为，两个自由面的炸药消耗量只是一个自由面的60，三个自由面可以降低到40，实际上由于其它因素影响，只接近这个数字。因此，在爆破工程实践中，使几个炮眼首先爆破，为后继炮眼的爆破创造附加的自由面，这种方法称之为掏槽。第第84页页/共共102页页852024/4/8 周一周一二、柱状装药的爆破特点（重点二、柱状装药的爆破特点（重点9）长条装药可以看作是若干个小的集中药包，最接近眼口的几段，抗线短，具有加强抛掷的作用，接近眼底的几段，由于抵抗线大，可能只具有松动作用，炮眼最底部的药包甚至不能形成爆破漏斗，总的漏斗坑形状，就是这些漏斗的外部轮廓线，大致呈喇叭形，眼底破坏极少，形成“炮窝子”。通常把实际爆