1、第四章 爆破材料与爆破原理,第一节 爆炸和炸药的一般特性一、概述 爆破不仅仅在煤矿进行，而且在其他矿山，如铁矿、铜矿、金矿等有色金属矿山也要进行，在铁路、公路和海底隧道等施工中也要爆破，在山区建设、开采料石时也离不开爆破。所以爆破工作与整个国民经济的发展都有密切联系，其适用范围非常广泛。1、爆破规模 我国已经进行过的最大规模爆破，达到一次装炸药千余吨（相当于10吨汽车拉了100车），一次爆落土石方万余吨。2、爆破种类 专家们将其归纳为以下4种： 地面爆破 如开挖土石方，移山填沟填海工程等 地下爆破 如开挖井巷，建设煤矿、铁矿等矿山工程 拆除爆破 如拆除老式楼房，大型烟囱等建筑物 特种爆破 如销
2、毁炸弹，实施抢险救灾工程等,69,二、爆炸现象及种类1、爆炸现象由于雷管或炸药等爆炸物，在瞬间发出大量能量并对周围介质做功，使其发生变化或破坏，同时伴有声、光、热等效应产生的现象。2、爆炸类型 常见的爆炸现象有下列3种: 物理爆炸 仅发生物态变化，不改变化学成份。如锅炉爆炸后将整体锅炉炸为碎铁片。 化学爆炸 不仅发生物态变化，化学成份也有变化。如炸药本身爆炸以后会面目全非。 核爆炸： 由原子核发生裂变或聚变的现象，如原子弹或氢弹爆炸。三、炸药的特性1、没有外界能量作用时比较稳定。足以保证加工、运输和储存的安全。2、受到外界能量作用时，自身发生高速化学反应，致其爆炸，并产生大量高温高压气体和热量
3、。所以接触炸药时必须轻拿轻放，不得将其放在高温火源周围等。,70,3、在微小的体积中蕴藏着巨大的能量，比煤炭燃烧时释放出的能量要大数百万倍。4、炸药本身由碳、氢、氧、氮四元素组成，其中前三种都是爆炸物品，所以只要有高温火源或冲击能量，就完全有可能爆炸。四、炸药爆炸的三要素1、吸热或放热不足时都不会爆炸。只有放热达到一定程度才能爆炸。2、化学反应的速度特别快。爆炸的速度可达每秒数千米，所以只要几微秒就能产生大量气体，释放大量能量。3、生成气体产物。爆生气体是做功的介质，气体在高温高压下快速膨胀，对外做功。上述三要素互相联系互相促进：放出的热量使温度上升，促使反应加快；高速反应又促使产生大量的气体
4、和热量。所以高温、高压和高速是炸药爆炸的“三高特点”。,71,五、炸药化学变化的形式每种炸药由于所处环境条件的不同，都具有下列 三种不同形式的化学变化。1、缓慢分解 在常温条件、无外界能量作用时，会缓慢分解，温度越高分解越快。因此，炸药不能存放时间太长，否则会变质或失效。2、爆燃 在高温作用下，炸药会以每秒几米的速度快速燃烧。3、爆轰 在外界能量作用下，炸药会爆炸，爆速可达200900米/秒。上述三种化学变化形式，在特定的条件下能够互相转化，即分解可发展为燃烧或爆炸，爆炸也可转化为燃烧。,72,第二节 炸药的爆炸性及其测定一、起爆与传爆激发炸药爆炸的过程叫做起爆。使炸药发生爆炸所需要的活化能量
5、叫做起爆能或初始冲能。1、殉爆一处炸药遇到外加能量爆炸后，会引起另一处没有遇到外加能量的炸药也跟随爆炸的现象叫做殉爆。对这一性质我们必须取利避害： 在生产、运输和储存炸药时，必须小心谨慎，防止殉爆； 在施工作业时，必须想方设法保证炮眼内相邻药卷之间充分殉爆，从而既保证爆破效果，又不会埋下安全隐患。殉爆的难易程度取决于炸药对冲击波的敏感度，每种炸药殉爆的距离都是不相同的。可用实验办法获得，如P37图41。,73,2、传爆地下爆破施工时都用电雷管的起爆能量来带动炸药爆炸：电雷管带动跟前炸药，跟前炸药再一卷一卷地传递给全部炸药，这种稳定传播的过程就叫做传爆。传爆的能量多大，距离多远，主要取决于下列四
6、个因素： 药卷直径一般情况下，药卷直径小于25毫米时爆速急剧降低，传爆不良；药卷直径为3235毫米时爆炸效果较好；再适当加大药卷直径，爆炸性能会更好，但药卷粗要求炮眼也粗，这就增大了钻眼的难度。 炸药密度一般来讲，炸药密度越大，爆轰的稳定性越好，但也有“压死”的熄爆现象，故每种炸药都有其最佳密度。影响密度的主要因素有下列几种：A、组成炸药的颗粒大小与其相互级配；,74,B、颗粒混合的均匀程度；C、炸药含水率的大小；D、药卷的直径粗细； E、药卷外壳约束炸药的松紧程度。起爆冲能 从理论上讲，雷管的能量越大，引发炸药爆炸的效果越好。但大雷管代价高，以适可为最好。其它因素 A、药卷外包装的强度。如金
7、属包装比纸包装好；B、炸药的变质程度。如新炸药比旧炸药好C、炮眼的充填质量。越填深越捣实效果越好间隙效应 经验表明：一个炮眼内最多只能装6卷炸药，再多了传爆时就会传不动，一旦残余下一部分炸药，就会既造成浪费，又埋下安全隐患。二、爆炸作用 炸药爆炸后，对周围介质产生强列的冲击和压缩作用，使其变形，破坏和抛掷。实践证明：这种现象是由两方面的作用造成的：动作用：利用爆炸生成的冲击波和应力波破坏，相当于用一个巨大的铁锤砸碎岩石一样，常用猛度来描述。静作用：利用爆炸生成的大量气体膨胀做功来破坏，相当于打气太多就会撑破轮胎一样，常用爆力来描述。,75,上述两者的综合作用力叫做威力。有些炸药的猛度大爆力小，
8、而有些炸药则猛度小爆力大。1、猛度及其测定炸药的猛度就是炸药爆炸时对周围介质冲击粉碎的能力，炸药的密度越大，爆速越高，冲击粉碎的能力就越强。测定炸药猛度常用铅柱压缩法，即将装满铅粉的圆柱形试管放在炮眼口处，爆破后铅粉缩回几毫米，就是几个猛度。如P39图42所示。2、爆力及其测定炸药的爆力就是炸药爆炸时所生气体的膨胀扩充作用对周围介质破坏的能力。测定炸药爆力常用铅柱扩孔法， 即将装满铅粉的茶壶型试管放在炮眼口处，爆破后在试管内形成梨型状空洞，将量杯内的水倒入便可知其容积，依此就可计算出爆力为多大，如P39图43所示。3、爆速及其测定我国习惯上把爆速分成三个层次：爆速 3000m/S 猛度 10m
9、m 时叫低威力或低爆速炸药,76,爆速 4000m/S 猛度 16mm 时叫高威力或高爆速炸药爆速 3000400m/S 猛度10 16mm 时叫中威力或中爆速炸药测定爆速的方法是距离除以时间，如P39图44所示。4、选择炸药的原则一般情况下，坚硬岩层中，选高猛度低爆力炸药；中硬或软岩层中，选低猛度高爆力炸药。总的要求是：爆下来的岩块必须大小适中，易于装运，还要有利于光面爆破。岩块太大，还得二次破碎，增加了工序，浪费了时间；岩块太小，既浪费了炸药，又增大了粉尘，还有可能把围岩也震坏了。三、炸药的敏感度1、敏感度概念 激起炸药发生爆炸所需要的起爆能量叫炸药的敏感度。敏感度简称感度，各种炸药的感度
10、相差很大：如半冻结的硝化甘油胶质炸药，只要轻轻地弯折一下就会爆炸；而对于硝酸铵炸药，即便施加一定的冲击、摩擦甚至点火也不会爆炸。2、感度的运用,77,感度过高，会给生产、运输和储存带来危险性，所以尤其不适于各种环境都比较差的煤矿井下使用。感度过低，则难以引燃引爆，会给施工带来不必要的麻烦和困难。所以，我们必须选择和使用感度适中的炸药。3、感度分类根据不同种类炸药对不同形式起爆能量的感度差异，常将炸药感度分为下列4个种类： 热感 度 指炸药在热能作用下发生爆炸的难易程度。它又分为热安定和火焰感度两种：A、热安定 指炸药在均匀加热条件下发生爆炸的难易程度，见P40表41。B、火焰感度 指炸药在明火
11、作用下发生爆炸的难以程度 机械感度 指炸药对冲击、摩擦、挤压等机械作用的敏感度。A、冲击感度 做实验时用铁锤敲打，即将重量为10Kg的铁锤，从250mm的高处下落，砸中0.5克炸药，重复25次，爆炸的几率是百分之几。,78,B、摩擦感度 做实验时常用摆动式摩擦仪测定，即用1500克重的摆锤，摆动角为900，摩擦0.02克炸药，平行试验25次，观察炸药爆炸的百分率。 冲能感度 指炸药对于爆轰冲击波的敏感度。地下工程施工中常用雷管的小爆炸来引起炸药的大爆炸。 静电感度 指炸药对各种静电的敏感程度在生产或压气装药时，必须采取安全措施，否则很容易引起很高电压的静电。如井下工人不允许穿化纤类衣服就是这个
12、道理。四、爆轰产物与有害气体炸药爆炸后主要有H2O、CO2、CO和硫化氢、氯化氢、氮氧化合物等，这些气体大多数对人体十分有害，所以我们必须设法防止和避免这些有害气体对工人的伤害。,79,1、炸药的氧平衡炸药主要由C、H、O、N四种元素组成，爆炸后的有害气体都是发生氧化反应后生成的，因此，如果我们控制好炸药中氧的含量，生成有害氧化物的机会就少多了。 零氧平衡就是爆炸后炸药中的氧元素正好消耗完，既没有多余的氧元素将氮氧化，也不会因氧元素不够而生成一氧化碳，这就限制了有害气体的生成。 正氧平衡炸药爆炸后，氧含量将碳和氢完全氧化后还有剩余，所以还能生成NO或NO2。 负氧平衡炸药爆炸后，氧含量不足以把
13、氢和碳完全氧化，使爆生气体中出现了较多的CO。,80,第三节 矿用炸药无瓦斯矿 用光学仪器测不到瓦斯浓度矿井低瓦斯矿 相对涌出量小于10的矿井高瓦斯矿 相对涌出量等于或大于10的矿井煤与瓦斯突出矿 有可能短时间内突然涌出大量 瓦斯的矿井特殊危险情况 石门揭煤或突出次多量大矿井,81,煤矿瓦斯 等级划分,2、防止有毒有害气体我们知道，一氧化碳和氧化氮都是剧毒气体，它会严重危害井下 工人的身体健康。因此，在井下爆破时，我们必须使用零氧平衡炸药，并且在炮前 和炮后都要加强通风，确保稀释或消除有毒有害气体。,预 备 知 识,其中低、高、突是 煤矿安全规程 中载明的等级，而无瓦斯和特殊危险情况，则是煤矿
14、专业技术人员根据现场工作情况总结出的很有适用价值的等级 。比如石门揭煤，它有可能把煤层顶板下面处于游离状态的 、大范围内的瓦斯一下子放出来，其危险性不言而喻，实际工作中已经发生过多次此类事故。明白了上述道理后，我们就容易学习下面的知识了。 矿用炸药共有三大类，即,煤矿许用炸药岩石炸药露天爆破炸药,一、煤矿许用炸药准许在有煤尘和瓦斯爆炸危险工作面使用的炸药。这种炸药共分五个级别五个品种，其中一、二级适用于低瓦斯矿井，三级适用于高瓦斯矿井，四级适用于煤与瓦斯突出矿井，五级适用于溜煤眼和石门揭煤爆破等特殊危险情况。,82,下面分别学习5个品种：1、煤矿铵梯炸药这种炸药均为粉末状，用涂蜡的牛皮纸包成圆
15、柱形药卷，每卷的重量为150克，规格有直径32mm长度190mm和直径35mm 长度170mm两种。这种炸药的威力最大，在没有安全、淋水等忧虑的前提下属首选药。药卷的一端为平面，另一端为锥形坑，也叫聚能穴，装药时必须使聚能穴对准传爆方向，有利于顺利传爆。这种炸药共有 1、 2、 3、 三个型号，号越小威力越大，号越大安全性能越好。因此，大号可以代替小号，小号绝对不能代替大号。这条规律也适用于其它炸药。使用时必须注意：1 号仅适用于无斯矿井，2 号适用于低斯矿井，3号适用于高斯矿井。详细组成、性能和型号等见P42表44。,83,2、煤矿水胶炸药这种炸药是由氧化剂水溶液，水溶性的敏化剂和悬浮在溶液
16、中的其 其他固体成份颗粒组成的爆炸物。它对机械力的作用和普通火花的热效 应均不敏感。这种炸药的最大特点是在 20 0C左右的水中浸泡 4小时后，仍能用 电雷管起爆，这个时间远大于我们井下“ 装药、连线、起爆 ”三项工 序实际需要花费的总时间。这种炸药共有SM，SM，SM三种型号，其中号适用于 低瓦斯矿井，号适用于高瓦斯矿井， 号适于有煤与瓦斯突出危险 的矿井。这种炸药的威力比较高，安全性能比较好，抗水性能很强，所以经 常用于淋水较大的工作面。另外，由于它的管道效应明显，故也适用于 硬岩深孔爆破。,84,3、煤矿乳化炸药这种炸药的氧化剂，处在硝酸铵和硝酸钠饱和液被乳化成微细液滴形成的连续油相中，
17、构成油包水型乳胶体。所以它的抗水性能和安全性能都比较好，但它的猛度较低，所以只适用于在软弱岩层和煤层中爆破。这种炸药共有1、2、3、4、5、五个个型号，目前国内煤矿主要使用中间的2、3、4 三个型号。其中2号适于高瓦斯矿井；3 号适于有煤与瓦斯突出危险的矿井；4号适于有特殊危险作业场所，包括煤与瓦斯的突出比较严重和石门揭煤等。,85,4、离子交换炸药这种炸药内混合有氯化钠消焰剂，具有 “选择爆轰” 的独特性质，会 自动调节消焰剂的有效数量和作用。在日常情况下交换盐比较安定 ；在 爆炸不强 烈时交换盐比较少；在爆炸强烈时交换盐大量生成氯化钠和硝 酸铵，氯化钠粉沫弥漫在爆炸点周围，可有效地降低爆源
18、温度和抑制引 燃瓦斯。这种爆炸药共有5个型号，因为它是安全性能最好的炸药，所以只 有威力大小的选择，没有安全性能的忧虑。5、被筒炸药这种炸药用煤矿铵梯炸药做药芯，外表包裹了一层用消焰剂制成的 安全套筒。当药芯爆炸时，外包裹的食盐套筒被炸成粉沫状，在高温爆 源周围形成一层盐雾，笼罩着高温火焰，阻止其向外延烧。这种炸药的消焰剂占药品总量的5左右，既具有较强的安全保护作 用，又能较好地维持铵梯炸药的高威力。,86,二、岩石炸药只适用于在没有瓦斯和煤尘爆炸危险的岩石井巷爆破，比煤矿许用炸药威力高，但点燃瓦斯煤尘的危险性大，故一般在中硬以上岩巷掘进中采用。主要有下列两个品种：1、岩石铵梯炸药这种炸药由硝
19、酸铵、梯恩梯和木粉三种成分制成，保质期为6个月。根据梯恩梯含量的不同，有1号、2号和抗水2号、抗水3号、抗水4号5个型号。其中2号和抗水2号使用最为普遍；1号和2号适于爆破中硬岩层；3号适于爆破软岩层；4号是新研制的品种，威力最大，适于爆破硬岩层。其中抗水二字，代表有一定的抵抗水的能力，加上防水套后可用于友淋水的工作面。2、岩石水胶炸药这种炸药的主要成份和特点与煤矿水胶炸药相似，共有高威力,87,1 号、高威力 2号、中威力和铝100 型四个型号，比岩石铵梯炸药威力小一点，但在淋水工作面使用时不需要采取其他防护措施。三、露天炸药不能用于井下掘进，只能用于井口以外爆破的炸药，如开辟地基，开采料石
20、等。这种炸药共有1号、2号、3号和露天1号、2号、3号露天抗水及露天铵油炸药7个型号，选择时只要考虑威力大小和是否需要防水便可，不必考虑引燃引爆瓦斯或产生多大有毒有害气体等到问题。第四节 起爆器材煤矿常用的起爆器材主要是电雷管，其外形尺寸为直经7mm，长度45mm，像一个中型鞭炮的个头。与鞭炮不同的是鞭炮用点火形式引爆，而电雷管则用通电形式引爆。它主要有下列7个品种：,88,电雷管,瞬发电雷管 秒延期电雷管 毫秒延期电雷管 抗杂散电流电雷管,普通瞬发 煤矿瞬发,普通毫秒 煤矿毫秒,无桥丝 低阻桥丝,2、按使用范围分为3 类7 种,电雷管,煤矿许用,煤矿非许用,特殊场合用,煤矿瞬发 煤矿毫秒,普
21、通瞬发 秒延期 普通毫秒,无桥丝 低阻桥丝,89,1、按爆破时序分为4 类7 种,东方明珠,下面逐一研究和认识：一、瞬发电雷管1、普通瞬发电雷管如下图所示，这种电雷管可拆分为8个部件：,5,4,3,8,1,2,7,6,1、铜壳 2、纸壳 3、加强药 4、起爆药 5、桥丝 6、加强帽 7、传火孔及塑料塞 8、脚线,下面我们按管壳、加强帽、起爆药、加强药和电引火装置5部分来讲解。,90,我 好 看 吗, 管壳 用纸、复铜和铜轧制而成。其中纸厚1mm， 铜厚0.2mm，既保护药品不受潮，又有一定的强度, 确保稳定爆轰。 加强帽 用0.2mm 厚的铜片冲制而成，像瓶盖一样，中心开2mm直经的传火孔。其
22、作用是配合管壳保护药品。 起爆药 采用热感度很高的贵重炸药，保证雷管爆炸的准确性和可靠性。其重量只有0.3克，爆发点只有1650C。 加强药 采用热感度较高的黑索金猛炸药，保证雷管爆炸后能够达到预定的能量，以便较好地引爆炸药卷。 其重量只有1 克，比起爆药便宜，可降低雷管成本。 电引火装置 它由脚线、桥丝、塑料塞、引火头4部分组成。其中脚线分为火线和零线两根，从传火孔插进雷管内部，用来传导电流；桥丝用鏮铜丝或镍铬合金丝制成电炉丝形状，焊接,91,在两根脚线的端头，通电后像电炉丝发热一样引爆起爆药；塑料塞用来塞紧传火孔，保证炸药不受潮不外泄；引火药头过去使用，现在大都将桥丝直接装入起爆药中。普通
23、瞬电雷管只能用于无瓦斯的工作面，通常用于炮采工作面及其小断面煤巷和半煤岩巷掘进。2、煤矿瞬发电雷管其结构和原理与普通瞬发基本相同，主要有以下两点区别： 在加强药中加入16%的消焰剂，用来阻止和抑制高温火源引燃瓦斯； 雷管底部不压制聚能空，避免聚能流引起高温火源。因此，这种电雷管可以用于各种瓦斯等级的工作面。,92,二、秒延期电雷管通入电流后，每段之间间隔1秒钟左右时间依次爆炸的电雷管。国产秒延期电雷管共分为7段，足以满足大断面分层次爆破工作的需要。这种电雷管与瞬发电雷管的主要区别在于： 在起爆药中加了一些延期药或缓燃剂，拖延起爆时间； 调整加强药中各种成份的配比，使其改变燃烧速度达到不同段数延
24、期的要求。这种电雷管只能用于没有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面。因为它没有加进消焰剂，而且各段之间拖延的时间比较长，前面爆碎岩体中涌出的瓦斯和煤尘，有可能被后面爆破的高温火源引爆。,93,三、毫秒延期电雷管通入电流后各段之间间隔若干毫秒依次起爆的雷管。这种雷管的基本原理与秒延期相同，只是因为延期的时间很短，要求的精度很高，所以必须采用氧化剂、缓燃剂及调整药品配比三管齐下的措施，才能保证每段之间达到毫秒延期要求。按其用途的不同又分为普通毫秒和煤矿毫秒两种：1、普通毫秒延期电雷管延期药由氧化剂铅丹和还原剂硅铁，按照3：1的比例混合，再加入0.54%的缓燃剂硫化梯来共同调整燃速。,94,95,由于它的延
25、期装置是内铜管，爆炸后会产生灼热颗粒，有可能 引爆瓦斯，故这种雷管不能用于有煤尘和瓦斯爆炸危险的工作面。这种雷管共 分为5 个系列，其中第一、二系列的前 5 段应用最普遍，5 段的总延期量不超过130豪秒。2、煤矿毫秒延期电雷管这种电雷管的延期装置为 5 芯铅体管，内装的延期药和缓燃剂 与普通毫秒电雷管完全一样。由于铅体管爆炸后不产生炽热颗粒，可以避免引燃瓦斯和煤尘，故这种雷管可以用在任何危险地点。这种雷管检共有两个系列，其中第一系列只有 5 段，第二系列共有 9 段，总延期量也不超过130毫秒。,四、抗杂散电流电雷管这种类型的电雷管主要有两种：1、无桥丝电雷管在电引火装置中取消了桥丝，把脚线
26、直接插在起爆药中；在起爆药中加入了一定的导电物，让脚线直接在起爆药中发热和起爆，这就极大地增加了发热和起爆的难度，相当于降低了雷管的灵敏度。所以这种雷管必须使用高能发爆器或动力电源才能引爆，而普通发爆器和一般杂散电流是不可能引爆的。2、低阻桥丝电雷管它是把普通毫秒电雷管中的镍铬丝更换为紫铜丝，通过降低电阻值来增大发热和起爆的难度。所以靠一般杂散电流也时很难引爆的。这两种电雷管主要用于地面高危险行业的爆破作业中，煤矿井下一般不使用。,96,五、电雷管的主要性能参数1、全电阻 指电雷管的脚线电阻和与桥丝电阻之和。实践证明：在同一电爆网络中各个电雷管的全电阻之差不应超过0.3欧，否则大电阻者先爆了，
27、小电阻者可能爆不了，很容易产生瞎炮。所以，不同厂家、不同型号、不同出厂日期的所谓 “三不同” 电雷管绝对不能混合起来使用。2、最大安全电流国家规定：用50毫安的直流电流，通过串联线路的若干个电雷管5分钟时间，不能有一发爆炸。不则便是不合格雷管。它的核心内容就是要求雷管不能太灵敏，而必须有一定的愚笨程度，以确保生产、运输、储存和使用的安全。据此，国产电雷管的最大安全电流为：鏮铜丝0.3 0.55A镍铬丝0.125 0.175A,远大于0.05A（50毫安）,97,3、最小发火电流国家规定：用700毫安的直流电流，分别通过单个电雷管300毫秒时间，必须全部爆炸。它的核心内容就是要求电雷管不能太愚笨
28、，而必须有一定的灵敏度，以确保使用时的方便和可靠。据此，国产电雷管的最小发火电流为：鏮铜丝0.40.7A镍铬丝0.20.25A在实际工作中，发爆器所提供的直流电流远大于700毫安，所以只要网路联线正常，总电阻不超限，发爆器引爆雷管没有任何问题。,远小于0.7A（700毫安）,4、准爆电流：从最大安全电流和最小发火电流的道理中我们知道，雷管既不能太灵敏，也不能太愚笨，而必须在灵敏与愚笨之间获得平衡，这就是准爆电流的依据。在煤矿爆破工作中，主要使用两种电源：,98,一是专用发爆器，有小功率和大功率之分；二是线路电源，有220伏和380伏两个电压等级。各种电源的准爆电流为： 直流专用发爆器 鏮铜丝
29、2 A 镍铬丝 1.5 A 交流动力电源 鏮铜丝 4 A 镍铬丝 3 A,第五节 起爆方法 我国煤矿井下，目前采用的全部都是电起爆方法。这种方法必须通过电雷管、导线和起爆电源三部分组成的电爆网络来实现。前面我们已经学习了电雷管，下面学习导线和电源：一、导线 它是传导电流的金属线即电线。在井下电爆网络中，导线一般应由下列5部分组成，如图所示：,99,东方明珠,联接线,区域线（支线）,母线（主线）,发爆器,1、母线 也叫主线，煤矿工人称其为炮线。它是连接起爆器与区域线的导线，处在不被放炮崩落飞石砸坏的地段，管理好的话可多次重复使用。对其有如下基本要求： 尽量使用有绝缘外皮的铜芯线，严禁使用裸线或铝
30、芯线，一般都用专用放炮线。 不得短路、漏电，有接头或外皮损伤处时，必须及时地、认真地用绝缘胶布包扎好。,100, 必须悬挂起来，并不得同轨道、管道、钢丝绳、刮板输送机等导电物体相接触；不得从电器设备跟前通过；不得挂在有淋水顶板下面；不得挂在有冒顶、片帮等危险处；不得遭受漏电或其他杂散电流影响。 要与动力、照明、信号、通讯等电缆保持0.3m以上距离。 多头巷道掘进时，必须随用随设，用完收起，严禁固定不动，以防造成相互接错问题。 只准使用两芯线进行单回路放炮，严禁将轨道或大地等当回路。 不用时必须将两芯扭成短路，以防杂散电流形成回路。 严禁使用四芯或多芯多根导线放炮。 每天都要带出井外、挂在墙上干
31、燥，还要定期进行电阻值测定。 其长度必须满足放炮工躲炮的安全距离要求，即：A 、采煤工作面75米以上；B 、掘进工作面浅孔爆破100米以上；C 、掘进工作面深孔爆破120米以上。,101,2、区域线 也叫支线，是连接母线和联结线的导线。根据炮眼数目和眼内装药量的多少，一般长度应为10 20米。它的基本作用就是充当炮灰，牺牲自已，保护母线。所以大多使用废旧电线切段备用，放一次炮消耗1段。 区域线的质量标准和管理要求与母线相同。3、联接线 它是把所有雷管的脚线或串联组和并联组网络在一块的导线。一般也用废旧电线，放一次炮消耗 1 根。其长度视工作面断面大小而定，以够得上网络全部炮眼为准。联接线的质量
32、标准和管理要求也与母线相同。4、端线 它是用来加长雷管脚线，使之引出炮眼口以外的导线。常用截面为0.20.4mm2的多股铜芯线，外包聚氯乙稀绝缘皮，必须耐挤压耐磨擦。操作时必须平滑连接，扭紧接头，尽量减小接头电阻。,102,端线只有在深孔爆破采用反向装药时才使用，而大多数浅孔爆破或者虽然深孔但采用正向装药时并不需要。5、脚线 雷管出厂时自带的两根细导线。一般采用红、兰两色来区分火线和零线，截面为0.20.4 mm2 的多股铜芯，外包聚氯乙稀绝缘皮，耐磨擦耐挤压。连线和放炮工作还必须符合下列要求：A、雷管未使用时两线必须扭结在一起，什么时候使用时再分开。B、导线连接时必须对头连接，不得顺向连接；
33、两根导线的接口处必须前后错开，不得对齐，并用绝缘胶布严密、结实地包扎好。C、脚线数目多，连线比较复杂，所以必须连接好、经检查无误后才能与联接线连接。D、联线工作只准放炮工一人操作，其他人员必须撤离到躲炮距离以外的安全地点。E、工作面爆破时必须严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮” 制度，确保安全爆破。,103,二、起爆电源煤矿井内外爆破时使用的电源主要有交流电和发爆器两种，其中交流电主要用于开凿井筒和井下无瓦斯危险的工作面，发爆器可以用于任何采掘作业面。1、220伏或380伏交流电煤矿安全规程规定：在开凿井筒和井下无瓦斯的工作面时，可以使用不超 380伏电压的交流电，并设有电力起爆接线盒。据此
34、，我们只能选用220伏或380伏两个标准电压等级。交流电的电流强度大，可以敷设较长的电爆网络，一次起爆较多的雷管数目。但是交流电的电流波动较大，有峰值和谷值之差。所以为了确保起爆的可靠性，必须做到下列几点： 选择安全地点，设置起爆接线盒。,104, 设置电源开关和放炮开关两个刀闸，并且都是双刀双掷刀闸。 设置指示灯。电源刀闸合上后，指示灯发亮，表明电源已接通，再合放炮刀闸。 设置专门变压器。因为较大直经的主井井筒施工时，每茬炮的炮眼数较多，网路需要的电流很大，只有升高电压才能保证电流。 井筒施工中，在接近或通过煤层时，还应设置毫秒开关，将放炮时间限制在极短的时间内，以确保不会引爆瓦斯。也可利用
35、三相交流电全波整流技术，即把三相交流电全部变成直流电，更容易满足雷管对准爆电流的要求。,105,2、发爆器 也叫起爆器，煤矿工人干脆称其为放炮器。它是煤矿使用最普遍的起爆电源，其外观像一个小型半导体收音机，用干电池作为动力。 基本原理 它是晶体管振动电路，内装变压器、整流器和电容器各一个，工作时先将干电池的直流电改变为交流电，然后经过变压器升压后再由整流器改变为直流电，最后给电容器充电，充电达到额定电电压时指示灯发亮，表明有能力引爆了。 常用型号及特点A、MFB50型和MFB100型这两种发爆器的最大外接电阻为170320欧，发爆能力不能随雷管数量的变更进行调整，很容易造成“大马拉小车”现象。
36、,106,一,B、MFBB型这种起爆器采用了控制模块技术，能够随着外接负荷的变化来自动 换挡以输出适量电流，避免了“大马拉小车”现象。它还有网路闭锁功能，即当网络虚连、短路或断路时，能自动闭锁不输出电流。因此越来越被推广使用。C、大功率发爆器它是近几年来刚刚研制出的新型发爆器，其基本原理与MFBB型相似，可以一次引爆数千发电雷管。 操作技巧上述几种发爆器的共同优点是体积小、重量轻、携带方便。其外观结构也都很简单：正面中间有一个钥匙孔，偏上方中间有两根接线柱。使用时，先将母线的两芯分别连接在两根接线柱上，然后旋转接线柱上的塑料螺母压紧接头；再插入钥匙，先反转900，红灯发亮，表示正在充电；待绿灯
37、发亮后表示充电完毕，这时再正转1800，便可集中放电而引爆雷管。,107,适用范围小功率发爆器可一次引爆数十发雷管；大功率发爆器可一次引发数千发雷管，足以满足井下各种爆破工作的需要。它还不受瓦斯、煤尘困扰，可以用于各种有危险性的采掘作业面。 、注意事项A、发爆器的钥匙必须由爆破工随身携带，不用时严禁插在发爆器上 或 转交他人保管。B、严禁在工作地点拆修发爆器或更换电池。C、严禁将两个接线柱联接短路，否则会耗完电池或引起火灾。D、严禁用发爆器检查母线的导通情况。E、在有煤尘和瓦斯爆炸危险的大断面工作面，严禁同时使用两台发 爆器放 炮，只能用一台发爆器分批放炮。,108,三、电爆网络的联接方式及计
38、算电爆网络的联接方式有串联、并联和混合联三种，它 们各有明显的优点和缺点，分别适用于不同的场合。（一）串联 将各个雷管的脚线按照红兰，红兰顺序连成 一串，最后将一个红色端头和一个兰色端分别连在联接线 的两个芯上。如下页图所示： 1、优点： 电路需要的总电流小，适用于发爆器起爆，安全性好； 电流只通过母线一次，母线电阻的大小对雷管起爆的影 响并不明显，炮眼数目较少时可用铁芯导线。 联线操作和检查都比较简单方便，不易漏联或误联，便 于导通表检查。,109,导线,雷 管,发爆器,2、缺点： 若有一个雷管断路，会导致全部雷管因无法通过电流而拒爆， 即 “一个老鼠坏一锅汤” ，而且寻找和处理起来还很费劲
39、。 对雷管的全电阻值要求比较严格，否则有可能大阻值的先发热爆炸了，而小阻值的却失去了爆炸机会。所以 “三不同” 雷管绝对不能混用。,110,不要看我,3、电阻和电流计算： 电阻 由上图可知，串联电路的电流是从一根导线 出发依次流过所有雷管后，再从另一根导线流回。所以， 它的总电阻就是导线电阻与所有雷管的全电阻之和，即：R总=R导+n r 式中 R导 导线电阻n 串联的雷管个数r 一个雷管的全电阻电流 根据欧姆定律，其电流为： I =,V,R总,=,V,R导+nr,式中 V 为起爆电源的电压I 为网络通过的总电流，也是每个雷管上通过的分电流只有各个雷管上通过的电流值大于或等于雷管的准爆电流，即
40、I I准，网络才能正常引爆 。,111,另外，从 I = 公式中，我们得知：不管使用何种起爆电源，V为恒定值；对于同一个工作面来讲，R导和 r 也是恒定值。所以 I 的大小与 n 的多少成反比。也就是说，串联的雷管数多到一定程度，电流就会不足，使网络无法起爆。 适用条件A、井下所有作业地点，包括有瓦斯和煤尘爆炸危险的采掘工作面。B、一次起爆的雷管即炮眼数目不能超过发爆器的额定能力。课堂练习题已知发爆器的额定电压为12伏，导线的电阻为欧，雷管的全电阻为.1欧，请计算串联时一次最多可以引爆多少个炮眼？,导,112,（二）并联 将所有雷管的红色脚线联在导线的一芯上，兰色脚线联在导线 的另一芯上的联结
41、方式。,A 分段并联,B 两把抓并联,113,解：,根据题意得：1、本题已知 V12 伏 R导2 欧 r 0.1 欧2、查课本P50得 I准鏮2 安 I准镍1.5 安3、求n ？4、将公式 I 转换为 n 5、将已知数代入上式，分别得到 n鏮 40（个）和 n镍60（个）,V,R导 n r,r I,VR导 I,这种联接方式在具体操作时又有下列两种方法： 分段并联 如上页图A所示，在导线上打开若干缺口，一根脚线有一个接头。此法连线简单，但接口较多，既费时间又费胶布。 两把抓并联 如上页图B所示，将所有的红色脚线抓在一起，统一连在一根导线上；再将所有的兰色脚线抓在一起，统一连在另一根导线上，总共就
42、有两个接头。此法操作简单，且既省时间又省胶布，但炮眼外露出的脚线必须足够长。1、并联优点： 即使有一个雷管断路，不会影响其他雷管的正常起爆。 两把抓联线法接头少，速度快，省材料，也不易连错。2、并联缺点： 电路需要的总电流很大，发爆器无法引爆，必须用线路电流引爆。而在瓦斯矿井中线路电流的危险性很大，禁止使用。,114, 有多少个雷管，电流就通过多少次导线，所以 导线及接头处的电阻大小对雷管的准爆影响很大，所以必须使用断面较大的铜芯线； 分段并联时，各个雷管所连的导线长度即电阻值差别很大，尤其是首端和末端的两个电雷管，所能得到的电流会有很大悬殊。3、并联网络电阻和电流的计算 电阻：由111页并联
43、图得知，并联时有几个雷管，电流就分成几路，而导线在每一路上都产生电阻，故每一路的总电阻为：R总 = m R导 + r 式中 m 为并联的雷管个数r 为每个雷管的全电阻,115, 电流 根据欧姆定律，网络上的电流为：,I =,V,R总,=,V,M R导 + r,与串联同理，只有I I准时，网络才能正常起爆。由上式得知：V 、 R导和 r 均为恒数， I 与 m 成反比，所以，并联的雷管数目越多，需要的电流越大。与串联相比，公式中的分子完全一样，分母却由一个雷管全电阻的若干倍变为导线电阻的若干倍，而导线的电阻比一个雷管的电阻要大很多，这就是发爆器难以引爆并联电爆网络的道理。4、适用条件立井和斜井井
44、筒施工时，往往断面大、炮眼多，而且又不能分批放炮，所以必须使用线路电流，采用并联连结。,116,（三）混合联 一个电爆网络中，既有串联又有并联的联接方式。在实际操作中，又有若干种具体办法，比如：A、把100个雷管分成10组，先把每组内的10个分别串联起来，再把10个串联组并联在一起，叫串并联。B、把100个雷管分成10组，先把每组内的10个分别并联起来，再把10个并联组串联在一起，叫并串联。C、同理，把1000个雷管分成10组，再把每组的100个分成10组，根据不同的需要，就可有串串并，并并串，串并串，并串并等若干种连接方法。最简单的串并联和并串联连接法如下图所示：,A、串并联,B、并串联,1
45、17,1、混合联的优点： 在同样电压和起爆电流条件下，可以引爆的雷管数目最多。比如说，单一串联时一次最多可引爆80个，单一并联时一次最多可引爆30个，而混合联后则可以一次引爆100个。 采用最优并联组数时，每个雷管都能获得最大电流。比如说一共有80个雷管，可以分成4组、8组、10组、20组等，但其中只有一种分法是最优秀的。2、混合联的缺点： 联线比较 复杂，容易出现差错。 各串联组的雷管数目必须完全相等，否则每组之间就有电阻值差距，有可能造成较多瞎炮。3、最优并联组数计算： 经验公式为,R导,N r,m,最后按四舍五入办法 取m为整数，并能被N 整除，可少量增减 N,式中：N 每茬炮中雷管的总
46、数m 最优并联组数,118,4、混合联的电流计算 I =,V,m R导+n r,式中：m 最优并联组数n 每个串联组的雷管个数 n =与单一串联和并联同理，只有 II准时，电爆网络才能正常起爆。5、 适用条件 大断面井巷或硐室需要一次起爆时； 大规模工程需要一次爆破时。大规模工程的炮眼即雷管总数往往很多，即便线路电流很大，也必须合理选择混合联方式，才能保证每个雷管都能获得足够的电流。,m,N,119,四、混合联电爆网路的检测因为混合联电爆网路的联线比较复杂，容易发生差错，所以，线路连接好后还必须进行必要的检测，以确保爆破工作省时高效。常用的检测方法有两种：1 、导通检测常用光电导通表，也叫测炮
47、表来进行检查，详见P55图414 仪器特点 结构简单，操作方便，导通电流只有10 毫安，远小于雷管的最大安全电流，可确保导通检测时的安全。 基本原理 内装硒光或硅光电池，有光照时最高可产生0.5伏电压，无光照时不产生电压。 使用方法 先用矿灯照射导通表上的电池，再将被测网络的两个端头与导通表两边的金属片碰撞，假若检流计指针左右摆动，说明该网路已经接通，可以引爆；如果指针不动，说明该网络未接通，需要进行检查或者重新连接。,120,2、 电阻检测常用仪器是205型爆破电桥，简称多功能表，详见P56图45 仪器特点 既可作导通检测，又可作电阻检测，工作电流很小，安全可靠，但操作起来比较复杂一些。 操
48、作使用 这种仪器操作时分两个步骤： A、导通检测 先将被测网路的两个端头分别连接在电桥的两个接线柱上，把功能开关指向网路位置，按下按钮；再旋转分划盘，若检流表指针摆动，表明网路导通。B、电阻检测 在检流表指针摆到居中位置时，快速按起按钮，这时分划盘上对应的读数就是该爆破网路的电阻值。 注意事项 导通检测是为了判断电流能不能通过；而电阻检测则是为了判断发爆器能不能带动。所以炮眼较少时就不需要进行电阻检测。,121,第六节 炸药在岩石中的爆破作用和机理岩石的爆破作用机理是爆破工程设计和施工的依据。虽然炸药的爆炸反应是一个高温、高压和高速的过程，能量转换、释放、传递和做功的过程极为短促，但随着科学技术的发展，借助于超动态测量和爆破模拟试验研究，岩石爆破作用机理的研究取得了积极的成果。一、岩石的爆破破坏理论研究成果可归纳为三种：1、爆生气体的膨胀作用炸药爆炸后生成的大量高压气体钻进岩石的裂缝中，然后向外膨胀扩充，造成岩石破坏，类似于打气筒打爆轮台一样。2、爆炸应力波的反射拉伸作用炸药爆炸产生的压缩应力波向外围传播，遇到自由面后形成拉伸应力波反射。我们学过，岩石的抗拉强度远小于抗压强度，因此岩石在拉应力作用下产生破碎。类似于用一把巨大的铁锤砸碎岩石一样。,
