煤矿用炸药的基础知识
炸药的基础知识
一、炸药与爆炸的基本概念
1.炸药
炸药是在一定条件下能够发生快速化学反应、放出能量、生成气体产物、显示爆炸效应的化合物或混合物。
2.爆炸
爆炸是物质系统一种极其迅速的物理或化学变化。在变化过程中，瞬间放出其内含能量，并借助于系统内原有气体或爆炸生成的气体的膨胀，对系统周围介质做功，使之发生巨大的破坏效应，同时可能伴随声、光、热效应。爆炸可分为：化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。炸药爆炸属于化学爆炸。
3.炸药爆炸的形式
炸药爆炸的形式有三种：爆炸、爆轰和燃烧。
(1)爆炸：是指炸药以每秒数百米至数千米可变速度进行的爆炸反应过程。变速爆炸又叫非稳定性爆炸。
(2)爆轰：是指炸药以每秒数十米不变的速度进行的爆炸反应过程。恒速爆炸又叫稳定性爆炸。
(3)燃烧：是指炸药以每秒数十毫米至数米的速度进行快速燃烧的过程。燃烧速度一般为每秒数毫米至数厘米，但最大可达每秒数百米，只产生微弱的声响，没有产生冲击波。
这3种爆炸形式在一定条件下是可以相互转化的。
4.炸药爆炸的基本特征
(1)反应的放热性。炸药爆炸反应都属于放热反应，爆炸过程中放出的大量热是对周围介质做功的能量。
(2)生成大量的气体。气体介质把炸药爆炸放出的大量热转化为机械功，对周围介质做功。
(3)化学反应和传播的快速性。炸药爆炸反应时间只需要几微秒至几十微秒;炸药爆炸传播的速度可达每秒数千米。
炸药爆炸的基本特征也是任何化学爆炸必须同时具备的3个条件，通常称其为爆炸的三要素。
5.炸药的氧平衡
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关系。炸药的氧平衡可分为：正氧平衡、负氧平衡和零氧平衡。煤矿中常用的炸药为负氧平衡和零氧平衡。
二、炸药的组成与分类
1.炸药的组成
炸药的主要元素是C、H、0、N。炸药爆炸的过程就是C、H原子氧化的过程。氧化时所需的氧并不取自周围空气，而是炸药本身就含有的，这是炸药与燃料的重要区别之一。另外，炸药具有燃料所没有的高能密度，单位体积放出的热量远比燃料多得多。
2.炸药的分类
炸药的分类方法很多，常见的分类方法如下：
(1)按炸药的组成可分为：单质炸药和混合炸药。
单质炸药：是各组成元素以一定的化学结构存在于同一分子中的炸药。
混合炸药：是由两种以上分子组成的混合物。它可以根据对炸药性能的要求调配不同的组分。工业炸药多为混合炸药。
(2)按炸药的用途可分为：起爆药、猛炸药和发射药(火药)3种。
起爆药的特点是，在很小的外界能量(如加热、火焰、摩擦、机械能冲击等)作用下就能爆炸，因此，常用做雷管的起爆药。起爆药有雷汞、叠氮化铅和二硝基重氮酚等。由于二硝基重氮酚的原料来源广，生产工艺简单、安全，成本低，而且具有良好的起爆性能，因此，广泛应用。
猛炸药的特点是：对外能的敏感程度比起爆药低，但爆炸威力大，主要用于起爆器材的加强药和改善炸药性能的附加成分。
发射药的特点是：能稳定燃烧并产生一定的推力。在工业上，主要用做起爆器材，如用黑火药做导火索药芯。
三、煤矿常用炸药
(一)煤矿常用炸药的种类
1.矿用炸药的分类
矿用炸药的分类见表9-1。
2.煤矿许用炸药的分类
煤矿许用炸药的分类见表9-2。
煤矿许用炸药按其组分分为：硝铵类、铵梯类、硝化甘油类、水胶类和乳化类。
3.矿许用炸药中各成分的作用或特点
(1)硝酸铵：含氧丰富，物理状态好，来源丰富，价格低，安全性好，是制造混合炸药的主要原料。
(2)梯恩梯(TNT)：三硝基甲苯，有机化合物，黄色片状结晶，一般含量为10%～17%，用6～8号工业雷管起爆。
(3)木粉：锯末，作松散剂，其作用是防止炸药结块。
(4)食盐：氯化钠，主要作消焰剂。主要作用是快速吸热，缓慢放热，降低爆温，消除火焰。
(5)石蜡、沥青：作防潮剂，占6%～14%。
(二)煤矿许用炸药的特点
1.煤矿对炸药的要求
(1)爆温要低，不能超过瓦斯的燃点，一般低于750℃。
(2)作用时间短，不能超过瓦斯爆炸的感应时间，一般短于3秒。
(3)化学氧平衡接近于零，偏差不大于0.55。
井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用雷管。煤矿许用炸药的选用应遵照下列规定：
(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)低瓦斯矿井的煤层掘进工作面、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。
(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。
严禁使用黑火药和冻结或半冻结的硝铵甘油炸药。同一工作面不得使用两种不同品种的炸药。
采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用的毫秒延期电雷管。使用煤矿许用的毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130毫秒。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使用。不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。
3.煤矿许用炸药的安全等级
煤矿许用炸药的安全等级共分为5个等级，每个等级的炸药又分3个号，1号威力最大，3号威力最小。
