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1第一章爆破工程概论1.工程爆破主要有哪些方法？答：1）按药包形状分类：集中药包法。最长边不超过最短边的4倍（辐射状作用）。平面药包法。炸药包的直径大于其厚度的3或4倍（柱面波作用）。延长药包法。最长边超过最短边或直径的4倍（长度大于17~18倍直径）（近似平面波作用）异形药包法。2）按装药方式与装药空间形状的不同分类药室法、药壶法、炮孔法、裸露药包法3)、按爆破技术分类定向爆破、预裂、光面爆破、微差爆破、聚能爆破、其他特殊条件下的爆破技术第二章爆破器材与起爆技术2.1对工业炸药的基本要求有哪些？答：1）具有足够的炸药能量，爆炸性能良好，且有足够的爆炸威力；2）具有合适的感度，既能用工业雷管引爆，又能确保制造、运输、储存和使用等方面的安全；3）炸药的反应接近零氧平衡，即爆后生成的有毒气体不得超过安全规定所允许的标准；4）具有一定的化学安定性，在存储中不变质、老化、失效甚至爆炸，具有一定的存储期；5）原料来源广，制造工艺简单，价格便宜。2.2试比较铵梯炸药、铵油炸药的优缺点及组成成分。答：铵梯炸药组成：NH4NO3─铵梯炸药的主要成分---氧化剂TNT(黑索金）─敏化剂（还原剂）、可燃剂木粉（柴油、Al粉）─可燃剂沥青（石蜡、松香等）─憎水剂谷糠（木粉）─疏松剂NaCl(KCl)─消焰剂岩石硝铵炸药。适用于岩石隧道、巷道的掘进，由硝酸铵、梯恩梯和木粉三种成分组成。（有毒气体80L.kg-1）。露天硝铵炸药。梯恩梯含量低。煤矿硝铵炸药。有毒气体生成量少，瓦斯、煤尘爆炸。高威力硝铵炸药。高威力炸药、中威力炸药（猛度10～16mm，爆速3000m/s～4000m/s；），低威力炸药。铵油炸药：是一种无梯炸药(廉价炸药)最广泛使用的一种是含粒状硝酸铵（94％）和轻柴油（6％）的氧平衡混合物。为了减少炸药的结块现象，可适量加入木粉作为疏松剂,和表面活性剂。特点：铵油炸药与铵梯炸药相比成分简单，原料来源充足，成本低，制造使用安全，可自己制造，一般用于露天爆破。感度低，起爆比较困难，吸潮及固结的趋势更为强烈。性能及配比原则（硝酸铵粒度和含水量）2.3试比较水胶炸药和乳化炸药的组成、优缺点。答：水胶炸药：主要由氧化剂、水溶液、敏化剂、胶凝剂和交联剂组成，有时加入少量交联延迟剂、抗冻剂、表面活性剂和安定剂，以改善炸药的性能。水胶炸药的特点：抗水性强，适合于有水工作面的爆破作业；机械感度低，安全性好；爆炸产生的炮烟少，有毒气体含量少；炸药的威力高，猛度和爆速值一般高于岩石铵梯炸药；具有塑性和流动性，有利于机械化装填，可提高工作效率、装药密度和爆破效果。乳化炸药：也称乳胶炸药，是在水胶炸药的基础上发展起来的一种新型抗水炸药。它由氧化剂水溶液、燃料油、乳化剂、稳定剂、敏化发泡剂、高热剂等成分组成。乳化炸药的特点：乳化炸药不含有爆炸性能的敏化剂，炸药的敏化是通过加入发泡剂，使其产生大量的气泡或直接加入空心多孔物质实现的。乳化炸药的密度可调范围较宽、爆速、起爆敏感度高、猛度较高、抗水性能比水胶炸药更强；加工使用安全，可实现装药机械化；原料广泛，加工简单；适合各种条件下的爆破作业。2.4名词解释最大安全电流：给电雷管通以恒定直流电，5min内不致引爆雷管的电流最大值，称为最大安全电流，又称工作电流。最小发火电流：给电雷管通以恒定直流电，能准确地引爆雷管的最小电流值，称为最小发火电流，一般不大于0.7A。发火冲能：电雷管在点燃tB时间内，每欧姆桥丝所提供的热能称为发火冲能，在tB内，若直流电为Ｉ，则发火冲能为：BBtIK2实际中常采用当电流强度等于两倍百毫秒发火电流时的发火冲能值（标称发火冲能）替代最小发火冲能。2.5常用的起爆方法有哪几种？试述各种起爆方法所用的器材？电力起爆法（电雷管起爆系统）非电力起爆法(火雷管（导火索）起爆系统)导爆索起爆系统（导爆管─雷管起爆系统）其它新型起爆系统第三章炸药爆炸的基本理论3.1炸药爆炸必须具备哪三个基本要素？为什么？答：1）反应的放热性：因为爆炸过程必须是一种放热的分解反应，所以必须先供给能量，分解活化或破坏其原来的结构，重新组成新的产物分子；且爆炸时先要进行能量转换，将内含能转变为热能，再由热能转变为机械能对外做功。所以需要放热以提供做功的能量。2）反映的快速性：反应的快速性使炸药爆炸时产生的气体来不及发生膨胀，同时减少了热量的热传递和热传导的损失，使炸药达到一个很高的能量密度，进而使炸药拥有巨大的做功能力。3）生成大量气体：爆炸对环境介质做功是通过高温高压的气体膨胀实现的，也就是说气体产物是炸药爆炸时对外做功的工质。3.2炸药化学变化的基本形式是什么？热分解；燃烧;爆炸；爆轰3.3什么叫氧平衡？有几种类型？配置时为什么要选用零氧平衡？答：炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称为氧平衡。用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或百分数表示。类型：正氧平衡（Kb＞0）、负氧平衡（Kb＜0）和零氧平衡（Kb＝0）零氧平衡炸药因氧和可燃元素都能得到充分利用，故在理想反应条件下，能放出大热量，而且不会生成有毒气体。3.4炸药爆炸生成哪些有毒气体？影响其生成量的主要因素是什么？有毒气体：CO，NO,DN2，SO2等；影响有毒气体生成量的因素：炸药的氧平衡；化学反应的完全程度；装药外壳等。3.5什么是炸药的爆容、爆热。爆温和爆压？答：爆容：单位质量炸药爆炸时，气体产物在标准状态下的体积。爆热：单位质量炸药在定容条件下爆炸所释放的热量称为爆热。爆温：爆温是指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。爆压：爆轰产物在爆炸完成的瞬间所具有的压力称为爆压。3.6什么叫做炸药的起爆和起爆能？起爆能的常见形式有几种？通常把炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的过程称为起爆。这种外界的能量称为起爆能。起爆能形式热能：利用导火索的火焰引爆火雷管，利用通电电流使雷管桥丝加热引爆电雷管等，均属热能起爆。机械能：通过撞击摩擦等机械作用，使机械作用的局部炸药分子活化，产生强烈的相对运动，并在瞬间产生热效应（即由机械能转化为热能）使炸药起爆。冲击波能量：利用起爆药爆轰产生的爆轰波、冲击波和高温高压气体物流，以及起爆药包爆炸所释放的能量，使另一些炸药起爆，冲击波能量是利用最广泛的起爆能。电能：利用静电、高压火花放电、电磁辐射、高能粒子辐射等能量引爆炸药。3.7试简述热能起爆机理？炸药的放热反应速度大于散热速度产生的热积累，温度不断升高，使反应加速导致爆炸。3.8试论述热点学说？炸药受到撞击或摩擦作用时会发热，假设所产生的热来不及均匀地分布到全部炸药中去，只集中在承受机械作用的个别或几个点上，如个别结晶的两面角，特别是多面棱角或小气泡周围，则当这些小点温度达到爆发点时，便首先爆炸，并扩展开去。这些小点称为热点。热点形成的主要三种情况：炸药颗粒之间、颗粒与杂质之间发生强烈摩擦生成热点。高速粘性流动发热形成热点。微小气泡的绝热压缩形成热点。热点发展为爆炸的条件：热点温度在300～6000C;热点半径在10－3～10－5cm；热点作用时间在10－3s以上;热点的热量达4.18×10－8～4.18×10－10J以上。3.9什么是爆轰波？答：在炸药中传播并伴随又有高速化学反应的冲击波就叫爆轰波，也称为反应性冲击波或自持性冲击波。3.10试述影响炸药爆速的主要因素？答：1)药卷直径的影响：2)炸药密度的影响：3)炸药粒度的影响：4)装药外壳的影响：5)起爆冲能的影响：3.11炸药爆炸作用有哪两种？答：炸药的爆炸作用可分为动作用和静作用两部分：动作用：利用炸药爆炸产生冲击波或应力波形成的破坏作用称为炸药爆炸的动作用；静作用：利用爆炸气体产物的流体静压或膨胀功形成的破坏或抛掷作用称为炸药爆炸的（准）静作用。3.12何为炸药的爆力和猛度？答：爆力：炸药的爆力是爆炸产物对周围介质膨胀做功的能力（静作用）。猛度：炸药爆炸产生冲击波和应力波的作用强度称为猛度。第四章岩石中爆炸的基本理论4.1何为岩石的波阻抗？其物理意义是什么？答：岩石的密度ρ与纵波在该岩石中传播速度Cp的乘积。其物理意义是使岩石介质产生单位质点运动速度所需的应力波的应力值。4.2岩石爆炸破岩理论有哪几种假说？答：岩石爆破破岩机理三种假说：1）爆生气体膨胀作用理论（静作用理论）该理论认为使岩石破碎和抛掷的推力是炸药爆炸过程中建立起来的巨大的气体膨胀压力，这一假说完全忽视冲击波的作用。实验基础：早期的黑火药爆破漏斗理论。2）反射拉伸应力波作用理论（动作用理论）该理论单纯强调冲击波的作用，认为岩石破碎是由于爆炸产生的压缩应力波从自由面反射而形成的拉伸应力引起的这种拉伸应力，从自由面朝向装药的位置将岩石成片拉裂。这种假说忽视了爆生气体的作用。实验基础：杆件和板件实验。3）爆生气体和应力波共同作用理论该理论认为岩石的破碎是冲击波和爆生气体压力综合作用的结果。生产和试验研究证明，这种假说客观地、全面地反映了爆破破岩的机理。实质：最初裂隙由应力波造成，随后爆生气体渗入裂隙，并在准静态作用下使裂隙扩展。4.3试简述爆生气体和应力波综合作用破岩理论？该理论认为岩石的破碎是冲击波和爆生气体压力综合作用的结果。生产和试验研究证明，这种假说客观地、全面地反映了爆破破岩的机理。实质：最初裂隙由应力波造成，随后爆生气体渗入裂隙，并在准静态作用下使裂隙扩展。岩石按波阻抗的大小分类高阻抗岩石：阻抗为15～25×106g/cm3·cm/s应力波为主中阻抗岩石：阻抗为5～15×106g/cm3·cm/s共同作用低阻抗岩石：阻抗为5×106g/cm3·cm/s爆生气体为主4.4什么叫爆破的内部作用和外部作用？答：爆破内部作用：当药包爆炸后，在自由面上不会看到爆破迹象。也就是说，爆破作用只发生在岩石的内部，未能达到自由面，药包的这种作用叫做爆破的内部作用。爆破外部作用：当最小抵抗线小于临界抵抗线时，即不是在无限岩石中，而是在半无限岩石中装药爆破时，炸药爆炸后除发生内部的破坏作用外，自由面附近也将发生破坏。也就是说，爆破作用不仅发生在岩石内部，还将引起自由面附近岩石的破碎、移动和抛掷，形成爆破漏斗。4.5试简述爆破内部作用和外部作用时，岩石的破坏过程。答：爆破内部作用岩石破坏过程：1）压缩粉碎区的形成炸药爆炸后，产生二、三千度以上的高温和几万兆帕的高压，形成每秒数千米速度的冲击波，伴之以高压气体在微秒量级的瞬时内作用在紧靠药包的岩壁上。2）裂隙区的形成①径向裂隙的形成②环向裂隙的形成③在径向裂隙与环向裂隙形成的同时，受径向应力和切向应力作用的结果，还可能形成剪切裂隙。这样应力作用首先形成了初始裂隙，接着爆轰气体的膨胀、挤压、气楔作用助长裂隙的延伸和扩展，只有当应力波与爆轰气体衰减到一定程度后才能停止裂隙的扩展。随着径向裂隙、环向裂隙和剪切裂隙的形成、扩展、贯通，纵横交错、内密外疏、内宽外细的裂隙网分割成大小不等的碎块。靠近粉碎区处岩块细碎，远离粉碎区处大块增多，或只出现延伸的径向裂隙。这就是破裂区（裂隙区）的破坏过程。3）震动区当应力波衰减到不能破坏岩石时，只能引起岩石质点作弹性震动，形成地震波，它的能量仅占爆破总能量的很小一部分，约为2～6％。爆破地震瞬间的高频振动可引起原有裂隙的扩展，或超过岩体的固有频率，导致露天边坡滑坡，地下冒顶片帮，地面或地下建筑物的破裂、损坏、倒塌。地震波是构成爆破公害的危险因素，因此必须掌握爆破地震的规律，采取适当的控制爆破降震措施，尽量避免和防止爆破地震的严重危害。爆破的外部作用岩石破坏过程：1）反射拉伸应力波造成自由面岩石片落。2）反射拉伸应力波引起径向裂隙延伸。3）自由面改变了岩石中的准静态应力场。4.6试分析岩石爆破径向裂隙和环状裂隙的形成机理？在应力场作用下，由于岩石抗拉强度仅是抗压强度的3%到30%，当切向应力大于岩石的抗拉强度时，该处岩石被拉断，形成与粉碎区贯通的径向裂隙；高压爆生气体膨胀的气楔作用助长了径向裂隙的扩展。由于能量的消耗，爆生气体继续膨胀，但压力迅速下降。当爆源的压力下降到一定程度时，原先在药包周围的岩石被压缩过程中继续的弹性变形能释放出来，并转变为卸载波，形成朝向爆源的