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爆破安全管理
一、爆炸基本知识
爆炸:是物体的能量(热、化学、电磁、核能或动能等)极快的释放或
转化过程,并伴有强烈的力学效应和破坏作用的现象。是非常
迅速的物理、化学变化过程,内能瞬间变为机械功及光和热辐射,
炸点周围发生剧烈的压力突跃变化。
物理爆炸:形态变化学成分不变。闪电、轮胎、蒸气锅炉。
按性质分:
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化学爆炸:化学成分发生变化。甲烷、乙炔、炸药 Al。
核爆炸:U235裂,或聚变如氘、氚、锂的聚变。
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炸药是一种相对的不稳定系统,常温常压极缓慢进行反应,不易察觉,
在高温、高压冲击即燃爆,极高速——自动传播——化学变化,
改变物质状态参数——释放高温、高压气体,对周围介质释放能量,
形成压力。
1纳米= 2 ~ 10个原子
由经典的质能方程 E=mc2 ,质量是能量的极度浓缩。
1g巧克力E = 1小车不间断行驶1万年。
核电:裂变1/1000,聚变1/100。
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化学爆炸条件:(从化学反应角度看)
化学变化中,过程的放热性、快速性及生成气体产物,是化学反应
成为爆炸性反应三要素。
1、反应的放热性,以草酸盐为例
ZnC₂O₄→2CO₂+Zn - 21 KJ/mol 不爆
Ag₂C₂O₄→2CO₂+2Ag + 123 KJ/mol 爆炸
2、~,
单位质量放热性而言,常不如普通燃料
(如1Kg汽油在发动机燃5~6分钟而1000g炸药(~)
炸药快,维持极高能量密度,形成高温高压气体~巨大的功率
和强烈破坏作用。
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3、生成气体产物如 2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe+ 828 KJ/mol
反应产生热量很高,但无气体生成,体系膨胀几乎为零。
1 kg TNT能生成1180 L气态产物。体系膨胀1000余倍。
由于反应过程的放热性,造成气体产物瞬时被强烈压缩在近似于
原有的体积内,形成高温、高压(数十万个大气压)气体对外界
进行膨胀作功。
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化学变化的基本形式(热分解、燃烧、爆轰)
受激发条件、反应环境、本身性质影响,一般可由前者转为后者。
1、热分解:(发火下的分解)
(1)分解速度主要取决T,T↑、V↑
(2)分解放热失重,增大气体量,反过来又增大压力P PV=n RT
(3)分解生成气体产物(NO₂ NO 、N2O 、CO₂、H2O 高T)
对孤立体系而言, 热分解具有催化作用。
掩埋的炸药自燃、西充县瓶盖厂的自燃爆炸。
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热分解表示:炸药(固、液)→气体产物+固体产物(残渣)+ 热
故常用测热,测气体压力,测凝聚相失重等方法来确定炸药的热分解情况。
从储存来讲,要求:
1、存量不宜过多。
2、堆放不宜过密过紧。
3、库内温度不宜过高。
4、良好的通风条件。
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2、燃烧与爆轰
变化过程
燃烧
爆轰(在炸药内部)
传播速度:
每秒几mm至数m, (小于炸药中音速)受外界压力影响大。
数百m至数km/s(大于炸药中音速)受外界压力影响小。
传播的性质:
热传导、扩散、辐射。
冲击波。
对外界作用:
燃点压力升高不大,在一定条件下才对周围介质产生作用。
爆炸点有剧烈的压力突跃,无需封闭系统便能对周围介质产生强烈的爆破作用。
产物运动方向:
与波阵面运动方向相反。
与波阵面运动方向一致。
炸药的组成、结构、聚集状态、装药尺寸和形状等因素,
对于实际的爆轰过程有着很大的影响。
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炸药有关性能参量
1、爆热:爆炸反应过程放出的热。KJ/kg 提高装药密度,
改善氧平衡(绝热法测)加入高能物硼、氟、Al、Mg。
2、爆温:爆炸放出热将产物加热到最高T(测爆炸瞬时产物色温)。
取决于产物及放热。如煤矿、要求T↓,加KCl、MSO₄
MCO3 MC2O₄。
3、比容:(也称爆容) 1Kg 气态物在标准状态下占的体积V。表示,
L/Kg 炸药能量大小的示性参数。
4、爆速:爆轰波沿炸药内部直线传播速度m/s ,
测量爆速用导爆索法,高速摄影法。
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5、威力:爆力,高温高压气体产物膨胀对外作功。
测量威力的方法:铅铸扩孔法、。
6 、猛度:爆炸时对接触的物质和介质的粉碎能力(局部破坏能力)。
猛度与威力的比较
相同: 爆炸功表现形式,两者从不同角度表现热能向机械能转化。
不同点: 猛度为爆炸初始阶段在气体高压作用下的做功能