油气井爆破讲解课件.ppt

1、油气井燃烧爆破技术本次培训共学习共本次培训共学习共5 5部分内容部分内容第第1 1节节 油气井爆破的特点及分类油气井爆破的特点及分类1.1.在特定的条件下进行在特定的条件下进行 油、气井爆破与一般爆破工程不同，它在特定的油、气井中进行。油、气井油、气井爆破与一般爆破工程不同，它在特定的油、气井中进行。油、气井的构造（的构造（图）为表层套管、技术套管、油层套管等多层套管结构。爆破施图）为表层套管、技术套管、油层套管等多层套管结构。爆破施工一般在套管内指定井深处（如油层）进行射孔、压裂、整形、切割等工程内容。工一般在套管内指定井深处（如油层）进行射孔、压裂、整形、切割等工程内容。我国陆地油田绝大部

2、分井身为我国陆地油田绝大部分井身为5.5英寸套管，其内径为英寸套管，其内径为127.3118.6mm，壁厚分别，壁厚分别为为6.2、6.98、7.72、9.17、10.54mm，其间有限，深度不一，而且井内还充满了，其间有限，深度不一，而且井内还充满了压井液。在这样特定的条件下进行爆破，首先要求爆破器材设计制造非常精细，压井液。在这样特定的条件下进行爆破，首先要求爆破器材设计制造非常精细，结构严密，施工技术要求十分严格。结构严密，施工技术要求十分严格。第第1 1节节 油气井爆破的特点及分类油气井爆破的特点及分类2.2.在复杂的外界环境中进行在复杂的外界环境中进行 陆上油井井场，高空有高压电缆线

3、，地面有各陆上油井井场，高空有高压电缆线，地面有各种施工设备，常伴有感应电流、杂散电流、射频电种施工设备，常伴有感应电流、杂散电流、射频电流等，安全性要求甚高。若不加注意，将会带来井流等，安全性要求甚高。若不加注意，将会带来井毁人亡的灾难。而海上油田的油、气井爆破施工是毁人亡的灾难。而海上油田的油、气井爆破施工是在固定式钻井平台、自升式平台或半潜式钻井平台在固定式钻井平台、自升式平台或半潜式钻井平台上进行，其外界环境更受到限制，施工要求更加严上进行，其外界环境更受到限制，施工要求更加严格。格。1表层套管表层套管 2技术（或油层）套管技术（或油层）套管 3尾管尾管 4射孔段射孔段第第1 1节节

4、油气井爆破的特点及分类油气井爆破的特点及分类3.3.要有良好的耐热、耐压性能要有良好的耐热、耐压性能 我国油田的油层，大部分在我国油田的油层，大部分在10004000m井深处，超深井可达到井深处，超深井可达到60008000m，其井温很高，可达到，其井温很高，可达到250，其泥浆的压力可达到，其泥浆的压力可达到140MPa，在这样，在这样高温、高压下实施爆破，其爆破器材必须满足高温、高压的要求。要求在高温、高温、高压下实施爆破，其爆破器材必须满足高温、高压的要求。要求在高温、高压下爆破器材的发火感度，热稳定性、爆炸威力等能正常作用，达到工程设高压下爆破器材的发火感度，热稳定性、爆炸威力等能正常

5、作用，达到工程设计的要求。计的要求。第第1 1节节 油气井爆破的特点及分类油气井爆破的特点及分类4.4.应具有良好的密封、绝缘性能应具有良好的密封、绝缘性能 油、气井爆破是在数千米以下的油、气井内油、气井爆破是在数千米以下的油、气井内进行，油、气井内充满了泥浆，这就要求爆破器进行，油、气井内充满了泥浆，这就要求爆破器材具有良好的密封性和绝缘性，图材具有良好的密封性和绝缘性，图1-2是俄罗斯破是俄罗斯破碎式碎式knp100聚能射孔弹，它要求弹体绝对不允许聚能射孔弹，它要求弹体绝对不允许漏水。因为射孔弹漏水后，在爆炸时聚能射流全漏水。因为射孔弹漏水后，在爆炸时聚能射流全部被破坏，不能形成射流，也就

6、无法射孔，导致部被破坏，不能形成射流，也就无法射孔，导致施工失败。若绝缘性不好，产生漏电，易形成误施工失败。若绝缘性不好，产生漏电，易形成误爆，造成严重事故。爆，造成严重事故。1盖子盖子 2垫子垫子 3罩子罩子 4炸药装药炸药装药 5、6起爆药饼起爆药饼 7外壳外壳俄俄knp100破碎式聚能射孔弹破碎式聚能射孔弹第第1 1节节 油气井爆破的特点及分类油气井爆破的特点及分类5.5.起爆技术、传爆技术要求特殊起爆技术、传爆技术要求特殊 由于油、气井结构的特殊性，要求起爆、传爆器材也必须满足耐热、耐压、由于油、气井结构的特殊性，要求起爆、传爆器材也必须满足耐热、耐压、密封、绝缘不漏水的特定要求。为满

7、足油、气井的特殊要求，研制成功了电缆密封、绝缘不漏水的特定要求。为满足油、气井的特殊要求，研制成功了电缆车起爆、传爆技术以及撞击起爆技术、压差起爆技术等新技术。车起爆、传爆技术以及撞击起爆技术、压差起爆技术等新技术。第第1 1节节 油气井爆破的特点及分类油气井爆破的特点及分类 油、气井爆破器材种类繁多，目前油、气井爆破器材种类繁多，目前国内使用的油、气井燃烧爆破器材，按使国内使用的油、气井燃烧爆破器材，按使用性能和应用品种可分为三大类（图用性能和应用品种可分为三大类（图1-3）。第一类，油气井用爆破器材，它包）。第一类，油气井用爆破器材，它包括射孔器器材、复合射孔器材、爆炸切割括射孔器器材、复

8、合射孔器材、爆炸切割器材、爆炸整形、爆炸焊接器材以及爆炸器材、爆炸整形、爆炸焊接器材以及爆炸震源器材；第二类，油气井用燃烧器材，震源器材；第二类，油气井用燃烧器材，它包括高能气体压裂器材、油井取芯器材、它包括高能气体压裂器材、油井取芯器材、油井桥塞器材及耐热火药产品；第三类，油井桥塞器材及耐热火药产品；第三类，起爆、传爆器材，它包括起爆雷管、导火起爆、传爆器材，它包括起爆雷管、导火索、导爆索、塑料导爆管等传爆器材。索、导爆索、塑料导爆管等传爆器材。第第2 2节节 爆破术语爆破术语爆破是指采用工业火药或工业炸药进行破碎、压实、压裂、疏松、射爆破是指采用工业火药或工业炸药进行破碎、压实、压裂、疏松

9、、射孔、切割物体的作业。爆破的作用对象包括土岩、混凝土、冰、石孔、切割物体的作业。爆破的作用对象包括土岩、混凝土、冰、石材、建筑物、材、建筑物、废钢铁和油气井等。废钢铁和油气井等。在极短的时间内释放出大量的能量和高压气体的现象。火药的爆燃、在极短的时间内释放出大量的能量和高压气体的现象。火药的爆燃、炸药爆轰都是爆炸，从核爆到锅炉、煤气罐爆裂都是爆炸。炸药爆轰都是爆炸，从核爆到锅炉、煤气罐爆裂都是爆炸。爆轰是炸药在瞬间发生分解反应的一种特定形式，其实质是爆轰波在爆轰是炸药在瞬间发生分解反应的一种特定形式，其实质是爆轰波在炸药中的稳定传播。爆轰的特点是：化学反应区很薄，凝聚相炸药的化学反炸药中的稳

10、定传播。爆轰的特点是：化学反应区很薄，凝聚相炸药的化学反应区厚度在应区厚度在0.52.5mm之间；在化学反应区爆轰波以常速传播，该速度大于之间；在化学反应区爆轰波以常速传播，该速度大于炸药中的声速；在波阵面上产生很高的温度梯度和压力梯度。炸药中的声速；在波阵面上产生很高的温度梯度和压力梯度。单一化合物的炸药。单一化合物的炸药。两种或两种以上物质组成的炸药。两种或两种以上物质组成的炸药。熔点高，爆发点高且耐热性能优于或相当于奥克托金的炸药。熔点高，爆发点高且耐热性能优于或相当于奥克托金的炸药。爆轰波在炸药中传播的速度。爆轰波在炸药中传播的速度。第第2 2节节 爆破术语爆破术语炸药爆轰波阵面（炸药

11、爆轰波阵面（C-J面）处的压力。面）处的压力。在规定条件下，单位质量火药燃烧或炸药爆炸所放出的热量。在规定条件下，单位质量火药燃烧或炸药爆炸所放出的热量。在外界作用下火药或炸药发生燃烧和爆炸的难易程度。在外界作用下火药或炸药发生燃烧和爆炸的难易程度。在规定实验条件下，经过一定的爆发延滞期（一般为在规定实验条件下，经过一定的爆发延滞期（一般为5s），火、炸），火、炸药发生爆炸时的介质温度。药发生爆炸时的介质温度。炸药爆轰时，其波阵面是带有冲击波的化学反应区，该阵面称为爆炸药爆轰时，其波阵面是带有冲击波的化学反应区，该阵面称为爆轰波。爆轰波是爆轰作用的激发源。由捷里道维奇、诺依曼和达尔林各自独立提

12、轰波。爆轰波是爆轰作用的激发源。由捷里道维奇、诺依曼和达尔林各自独立提出的爆轰波结构模型，称为出的爆轰波结构模型，称为Z-N-D模型（图模型（图2-1）；前沿为压力）；前沿为压力Pz的波阵面（图中的波阵面（图中粗线），阵面后为化学反应区，反应区结束时压力为粗线），阵面后为化学反应区，反应区结束时压力为PCJ，一般，一般PCJ(1/2)PZ，压力为压力为PCJ的阵面称为契普曼的阵面称为契普曼儒格面（儒格面（CJ面），面），CJ面之后经过一个过渡段，爆面之后经过一个过渡段，爆轰产物变成高温高压静止气体。轰产物变成高温高压静止气体。冲击波是炸药爆炸后在介质中产生的传播速度高于介质声速的一种冲击波是炸

13、药爆炸后在介质中产生的传播速度高于介质声速的一种压缩波，其波阵面有陡峭的前沿，介质压力在波阵面发生突跃上升。经长距离传压缩波，其波阵面有陡峭的前沿，介质压力在波阵面发生突跃上升。经长距离传播后，压力上升逐渐趋于平缓，冲击波最终变成声波。播后，压力上升逐渐趋于平缓，冲击波最终变成声波。第第2 2节节 爆破术语爆破术语炸药在土岩介质中爆炸时，其冲击压力以波动形式向四周传播，这炸药在土岩介质中爆炸时，其冲击压力以波动形式向四周传播，这种波统称为应力波。当应力与应变呈线性关系时，介质中传播的是弹性波；呈非种波统称为应力波。当应力与应变呈线性关系时，介质中传播的是弹性波；呈非线性关系时，为塑性波和冲击波

14、。线性关系时，为塑性波和冲击波。爆破远区，应力波衰减并变成振荡式波形，称为爆破地震波。爆破远区，应力波衰减并变成振荡式波形，称为爆破地震波。表征地震波特点的参数有位移、速度、加速度、持续时间、频率。因爆破地震波表征地震波特点的参数有位移、速度、加速度、持续时间、频率。因爆破地震波有可能对周围建筑物造成一定危害，对大型爆破工程多进行地震波预报和测定。有可能对周围建筑物造成一定危害，对大型爆破工程多进行地震波预报和测定。测定仪器包括拾振器、放大器、记录仪、数据处理机等。测定仪器包括拾振器、放大器、记录仪、数据处理机等。靠近地表埋置的集中药包爆破后产生的倒圆锥靠近地表埋置的集中药包爆破后产生的倒圆锥

15、形爆坑，称为爆破漏斗。倒圆锥上口的半径称为爆破漏斗半径形爆坑，称为爆破漏斗。倒圆锥上口的半径称为爆破漏斗半径r，药包埋深以表，药包埋深以表示，示，r与之比称为爆破作用指数与之比称为爆破作用指数n，nr/W n1时爆破漏斗称为标准爆破漏斗，时爆破漏斗称为标准爆破漏斗，n1称为抛掷爆破，称为抛掷爆破，1n0.75称为加强松动爆破，称为加强松动爆破，n0.75称为弱松动爆破。称为弱松动爆破。第第3 3节节 爆破技术爆破技术1.1.定向爆破定向爆破 使爆破后土石方碎块按预定的方向飞散、抛掷和堆积，或者使被爆破的使爆破后土石方碎块按预定的方向飞散、抛掷和堆积，或者使被爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积，都

16、属于定向爆破的范畴。土石方的定向抛掷要建筑物按设计方向倒塌和堆积，都属于定向爆破的范畴。土石方的定向抛掷要求装药的最小抵抗线或经过改造后的临空面而形成的最小抵抗线的方向指向所求装药的最小抵抗线或经过改造后的临空面而形成的最小抵抗线的方向指向所需抛掷、堆积的方向；建筑物的定向倒塌则需利用力学原理布置装药，以求达需抛掷、堆积的方向；建筑物的定向倒塌则需利用力学原理布置装药，以求达到设计目的。到设计目的。定向爆破的技术关键是要准确控制爆破破坏范围以及抛掷和堆积的方向定向爆破的技术关键是要准确控制爆破破坏范围以及抛掷和堆积的方向与位置，有时还要求堆积成待建建筑物的雏形（如定向爆破筑坝），以便大大与位置

17、，有时还要求堆积成待建建筑物的雏形（如定向爆破筑坝），以便大大减少工程费用和加快建筑进度。对大量土石方的定向爆破通常采用集中药室法减少工程费用和加快建筑进度。对大量土石方的定向爆破通常采用集中药室法或条形药室法；对于建筑物拆除的定向倒塌爆破，除了合理布置炮孔位置外，或条形药室法；对于建筑物拆除的定向倒塌爆破，除了合理布置炮孔位置外，还须从力学原理上考虑爆破时各部位的起爆时差、受力状态以及对旁侧建筑物还须从力学原理上考虑爆破时各部位的起爆时差、受力状态以及对旁侧建筑物的危害程度等一系列复杂的问题。的危害程度等一系列复杂的问题。第第3 3节节 爆破技术爆破技术2.2.预裂、光面爆破预裂、光面爆破

18、常常把预裂和光面两种爆破技术并提，这是由于两者的爆破作用机理基常常把预裂和光面两种爆破技术并提，这是由于两者的爆破作用机理基本相同，光面、预裂爆破的目的在于爆破后获得光滑平整的岩面，以保护围岩本相同，光面、预裂爆破的目的在于爆破后获得光滑平整的岩面，以保护围岩不受到破坏。二者的不同在于，预裂爆破是要在完整的岩体内，在爆破开挖前不受到破坏。二者的不同在于，预裂爆破是要在完整的岩体内，在爆破开挖前施行预先的爆破，使沿着开挖部分和不需要开挖的保留部分的分界线裂开一道施行预先的爆破，使沿着开挖部分和不需要开挖的保留部分的分界线裂开一道缝隙，用以隔断爆破作用对保留岩体的破坏，并在工程完成后出现新的光滑面

19、缝隙，用以隔断爆破作用对保留岩体的破坏，并在工程完成后出现新的光滑面。光面爆破则是当爆破接近开挖边界线时，预留一圈保护层（又叫光爆层），。光面爆破则是当爆破接近开挖边界线时，预留一圈保护层（又叫光爆层），然后对此保护层进行弱装药爆破，以求得光滑平整的坡面和轮廓面。然后对此保护层进行弱装药爆破，以求得光滑平整的坡面和轮廓面。第第3 3节节 爆破技术爆破技术3.3.微差爆破微差爆破 微差爆破是一种巧妙地安排各炮孔起爆次序与合理时差的爆破技术。正微差爆破是一种巧妙地安排各炮孔起爆次序与合理时差的爆破技术。正确地应用微差爆破能减少爆破后出现的大块率，减小地震波、空气冲击波的强确地应用微差爆破能减少爆破

20、后出现的大块率，减小地震波、空气冲击波的强度和碎块的飞散距离，得到良好的便于清挖的爆渣堆积体。度和碎块的飞散距离，得到良好的便于清挖的爆渣堆积体。掌握微差爆破技术的关键是时间间隔的选择。合理的时差能保证良好的掌握微差爆破技术的关键是时间间隔的选择。合理的时差能保证良好的爆破效果，反之就造成不良后果，达不到设计目的，甚至出现拒爆及增大地震爆破效果，反之就造成不良后果，达不到设计目的，甚至出现拒爆及增大地震波危害等事故。微差爆破需要使用毫秒延期雷管，我国制造的非电毫秒雷管，波危害等事故。微差爆破需要使用毫秒延期雷管，我国制造的非电毫秒雷管，结合起爆网路的创新，可在通常出厂的结合起爆网路的创新，可在

21、通常出厂的15段或段或20段毫秒系列非电雷管的基础段毫秒系列非电雷管的基础上组合成更多段的微差起爆网路。上组合成更多段的微差起爆网路。目前，微差爆破技术在露天及地下开挖和城市控制爆破中已普遍采用，目前，微差爆破技术在露天及地下开挖和城市控制爆破中已普遍采用，大型药室法爆破的定向爆破筑坝也开始应用。可以预计，这种技术还有更广阔大型药室法爆破的定向爆破筑坝也开始应用。可以预计，这种技术还有更广阔的前途。的前途。第第3 3节节 爆破技术爆破技术4.4.控制爆破控制爆破 近年来我国爆破界突起一支新的技术队伍，各地成立了许多专业的爆破公司近年来我国爆破界突起一支新的技术队伍，各地成立了许多专业的爆破公司

22、。这些公司大多数专营城市拆除爆破业务，是为适老企业新建、改建、拆迁的需要。这些公司大多数专营城市拆除爆破业务，是为适老企业新建、改建、拆迁的需要而发展起来的一支技术力量。而发展起来的一支技术力量。城市拆除爆破只是控制爆破领域内的一个组成部分。严格地说，凡属工程爆破都是城市拆除爆破只是控制爆破领域内的一个组成部分。严格地说，凡属工程爆破都是有控制的爆破。我们认为：控制爆破是爆破的方向、倒塌范围、破坏范围、碎块飞有控制的爆破。我们认为：控制爆破是爆破的方向、倒塌范围、破坏范围、碎块飞散距离和地震波、空气冲击波等条件得到控制的爆破。散距离和地震波、空气冲击波等条件得到控制的爆破。通过合理地选用控制爆

23、破参数、防护措施以及起爆时差等，可达到爆破时个别飞石通过合理地选用控制爆破参数、防护措施以及起爆时差等，可达到爆破时个别飞石不打坏附近正在运转的机器；拆除建筑物时，碎块不能飞到邻近房屋或打伤破坏来不打坏附近正在运转的机器；拆除建筑物时，碎块不能飞到邻近房屋或打伤破坏来往行人及车辆，坍落的瓦砾不足以阻碍街道的交通；地震波和空气冲击波所产生的往行人及车辆，坍落的瓦砾不足以阻碍街道的交通；地震波和空气冲击波所产生的效应不能损坏爆破地点附近的建筑物或其它设施；爆破发出的音响，不应该使附近效应不能损坏爆破地点附近的建筑物或其它设施；爆破发出的音响，不应该使附近居民的心理上受到惊吓以及危害身心健康，等等。

24、居民的心理上受到惊吓以及危害身心健康，等等。第第3 3节节 爆破技术爆破技术5.5.油、气井爆破技术油、气井爆破技术 油、气井爆破技术是近年来我国迅速发展的一门爆破新技术，它有特定油、气井爆破技术是近年来我国迅速发展的一门爆破新技术，它有特定的作业条件和固定的作业范围的作业条件和固定的作业范围油、气井内。因此我们把在油、气井内进行油、气井内。因此我们把在油、气井内进行的各种特种爆破作业，统称油、气井爆破技术。油、气井爆破技术包括：聚能的各种特种爆破作业，统称油、气井爆破技术。油、气井爆破技术包括：聚能射孔技术、高能气体压裂技术、爆炸切割技术、套管爆炸整形焊接技术、井壁射孔技术、高能气体压裂技术

25、、爆炸切割技术、套管爆炸整形焊接技术、井壁取芯技术、桥塞药包施放技术等。取芯技术、桥塞药包施放技术等。由于油、气井爆破是在特定的作业条件和作业范围内进行的，对使用的由于油、气井爆破是在特定的作业条件和作业范围内进行的，对使用的爆破器材要求十分严格。一般的民用炸药和起爆器材，不能满足油、气井爆破爆破器材要求十分严格。一般的民用炸药和起爆器材，不能满足油、气井爆破的要求。而军用高能炸药、耐热炸药和枪、炮发射药、火箭推进剂等器材，经的要求。而军用高能炸药、耐热炸药和枪、炮发射药、火箭推进剂等器材，经过技术改造后可在油、气井爆破中得到广泛应用。也可以说，在油、气井爆破过技术改造后可在油、气井爆破中得到

26、广泛应用。也可以说，在油、气井爆破中，军转民技术得到普通的应用和发展。中，军转民技术得到普通的应用和发展。第第2 2节节 爆破技术爆破技术6.6.其它特殊条件下的爆破其它特殊条件下的爆破 爆破工作者有时会遇到某种不常见的特殊问题，用常规施工方法难以解决，或因时爆破工作者有时会遇到某种不常见的特殊问题，用常规施工方法难以解决，或因时间紧迫以及工作条件恶劣而不能进行正常施工，这时需要我们根据自己所掌握的爆破作间紧迫以及工作条件恶劣而不能进行正常施工，这时需要我们根据自己所掌握的爆破作用原理与工程爆破的基础知识，大胆设想采用新的爆破方案，按照精心设计、组织工程用原理与工程爆破的基础知识，大胆设想采用

27、新的爆破方案，按照精心设计、组织工程实施，解决当前的工程难题，之所以提出这样的要求，是因为爆破工程与其它工程有所实施，解决当前的工程难题，之所以提出这样的要求，是因为爆破工程与其它工程有所不同，效果的表现在不同，效果的表现在12秒钟之内就能显现，然而不恰当的爆破，后果却会造成不良影秒钟之内就能显现，然而不恰当的爆破，后果却会造成不良影响，甚至难以采取补救措施。响，甚至难以采取补救措施。国内外工程爆破史有不少特殊爆破的记载和资料，其中较多的是抢险救灾，如森林灭国内外工程爆破史有不少特殊爆破的记载和资料，其中较多的是抢险救灾，如森林灭火、油井灭火，抢堵洪水和泥石流等；其次为疏通被冰凌堵塞的河道，水

28、底炸礁或清除火、油井灭火，抢堵洪水和泥石流等；其次为疏通被冰凌堵塞的河道，水底炸礁或清除沉积的障碍物，处理软土地基或液化地基，切除桩头，水下处理淤泥地基，排除悬石危沉积的障碍物，处理软土地基或液化地基，切除桩头，水下处理淤泥地基，排除悬石危石等等，都曾有过成功的先例。石等等，都曾有过成功的先例。总之，现代爆破技术的发展，完全有可能利用炸药的爆炸能量去代替大量机械或人力总之，现代爆破技术的发展，完全有可能利用炸药的爆炸能量去代替大量机械或人力所难以完成的工作，甚至超越人工所能去为社会主义建设服务。所难以完成的工作，甚至超越人工所能去为社会主义建设服务。第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药

29、的基本特征及爆炸分类一、各类爆炸现象：一、各类爆炸现象：物理爆炸：物理爆炸：物理爆炸现象的实质是物质仅发生物态的急剧变化，而物质本身的分物理爆炸现象的实质是物质仅发生物态的急剧变化，而物质本身的分子组成，在爆炸前后并未改变。子组成，在爆炸前后并未改变。化学爆炸：化学爆炸：在爆炸前后，不仅物质的状态发生变化，而且物质的化学性质也发生在爆炸前后，不仅物质的状态发生变化，而且物质的化学性质也发生变化的爆炸现象属于化学爆炸。化学爆炸的例子很多。变化的爆炸现象属于化学爆炸。化学爆炸的例子很多。核爆炸：核爆炸：核爆炸的能量是核裂变（核爆炸的能量是核裂变（U235的裂变，如原子弹的爆炸）或核的聚变的裂变，如

30、原子弹的爆炸）或核的聚变（氘、氚、锂的聚变，如氢弹爆炸）反应所释放出的能量。核爆炸反应所释放出的（氘、氚、锂的聚变，如氢弹爆炸）反应所释放出的能量。核爆炸反应所释放出的能量比普通炸药爆炸放出的化学能量要大许多倍。核爆炸时可形成数百万到数千万能量比普通炸药爆炸放出的化学能量要大许多倍。核爆炸时可形成数百万到数千万度的高温，在爆炸中心区造成数百万到几千万大气压的高压，同时还有很强的光和度的高温，在爆炸中心区造成数百万到几千万大气压的高压，同时还有很强的光和热的辐射以及各种放射性粒子的贯穿辐射，因此，它的破坏力比炸药的爆炸大得多。热的辐射以及各种放射性粒子的贯穿辐射，因此，它的破坏力比炸药的爆炸大得

31、多。核爆炸的能量约相当于数万吨到数千万吨核爆炸的能量约相当于数万吨到数千万吨TNT炸药爆炸的能量。炸药爆炸的能量。第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类二、炸药爆炸的基本特征二、炸药爆炸的基本特征 1反应过程能放出大量的热反应过程能放出大量的热 炸药在爆炸过程中释放大量热能是对周围介质作机械功的物质基础，炸药在爆炸过程中释放大量热能是对周围介质作机械功的物质基础，否则就不能维持反应自动传播。显然，假如是吸热反应，则必须从外部否则就不能维持反应自动传播。显然，假如是吸热反应，则必须从外部补充能量才能维持反应的继续进行，故不具备爆炸的特征。例如，同样补充能量才能维持反应的

32、继续进行，故不具备爆炸的特征。例如，同样是草酸盐类，草酸铵在吸热反应的条件下不爆炸，而草酸银在放热反应是草酸盐类，草酸铵在吸热反应的条件下不爆炸，而草酸银在放热反应条件下则发生爆炸：条件下则发生爆炸：（NH4）2C2O4 2NH3+H2+CO+CO2-236.3kJ/mol AgC2O4 2Ag+2CO2+123.3kJ/mol单位质量炸药在爆炸反应过程中放出的热量称为爆热。常用炸药的爆热单位质量炸药在爆炸反应过程中放出的热量称为爆热。常用炸药的爆热约为约为16706280kJ/kg。吸热吸热放热放热第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类二、炸药爆炸的基本特征二、炸药

33、爆炸的基本特征 2.反应过程必须高速进行反应过程必须高速进行 仅有反应过程大量放热的条件还不足以形成爆炸。例如，每千克的无烟煤在空气中仅有反应过程大量放热的条件还不足以形成爆炸。例如，每千克的无烟煤在空气中燃烧可放出燃烧可放出9200kJ热量，比每千克炸药爆炸时放出的热量多，然而却并不能形成爆炸。热量，比每千克炸药爆炸时放出的热量多，然而却并不能形成爆炸。爆炸反应必须具备的另一条件是，反应速度极高。只有这样，反应的气体产物在尚未膨胀爆炸反应必须具备的另一条件是，反应速度极高。只有这样，反应的气体产物在尚未膨胀之前就被加热到之前就被加热到20003000的高温，使之达到数千甚至数万兆帕（的高温，

34、使之达到数千甚至数万兆帕（Mpa）的高压。）的高压。从单位质量物质放出的能量来进行比较，炸药还不及一般的燃料，从单位质量物质放出的能量来进行比较，炸药还不及一般的燃料，(如表如表2-1)。然而。然而一般的燃烧过程进行缓慢，以至反应放出的热量大部散失在空气中而无法达到较高的能量一般的燃烧过程进行缓慢，以至反应放出的热量大部散失在空气中而无法达到较高的能量密度。相反地，由于炸药爆炸反应速度极快，密度。相反地，由于炸药爆炸反应速度极快，1kgTNT可在可在10-6s内反应完毕，因而可以认内反应完毕，因而可以认为，爆炸反应所放出的能量绝大部分聚集在爆炸前装药所占据的体积内，从而维持一般化为，爆炸反应所

35、放出的能量绝大部分聚集在爆炸前装药所占据的体积内，从而维持一般化学反应所无法达到的很高的能量密度，这样可以形成高温高压气体，使得炸药的爆炸具有学反应所无法达到的很高的能量密度，这样可以形成高温高压气体，使得炸药的爆炸具有巨大的功率和强烈的破坏作用。巨大的功率和强烈的破坏作用。1kg普通炸药爆炸释放的能量仅相当于普通炸药爆炸释放的能量仅相当于1kW电机工作一个电机工作一个多小时的能量，但爆炸瞬间其功率可以达到（多小时的能量，但爆炸瞬间其功率可以达到（56）106kW。由此可知，炸药是一个。由此可知，炸药是一个功率极大的能源。功率极大的能源。物质名称物质名称爆热爆热/kJkg-1体积能量密度体积能

36、量密度/kJL-1炸药炸药梯恩梯梯恩梯4222422267726772硝化甘油硝化甘油6207620799489948黑索金黑索金5180518085698569燃料燃料碳氧混合物（完全燃烧）碳氧混合物（完全燃烧）8945894517.117.1氢氧化合物（完全燃烧）氢氧化合物（完全燃烧）13501135017.17.1第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类二、炸药爆炸的基本特征二、炸药爆炸的基本特征 3.反应过程必须生成大量气体反应过程必须生成大量气体炸药化学反应所产生的气体产物是它爆炸做功的媒介。由于气体具有可压缩性炸药化学反应所产生的气体产物是它爆炸做功的媒介。

37、由于气体具有可压缩性和很高的膨胀系数，炸药爆炸瞬间生成大量气体产物，在爆热作用下处于高温和很高的膨胀系数，炸药爆炸瞬间生成大量气体产物，在爆热作用下处于高温高压状态并在膨胀过程中可将能量迅速转变为机械能，使周围介质受到破坏。高压状态并在膨胀过程中可将能量迅速转变为机械能，使周围介质受到破坏。单位质量的炸药爆炸时生成的气体产物在标准状态（单位质量的炸药爆炸时生成的气体产物在标准状态（0，105Pa）下的体积称）下的体积称为炸药的爆容。常用的炸药爆容为为炸药的爆容。常用的炸药爆容为6001000L/kg。表。表2-2列出了在标准状态下列出了在标准状态下某些炸药的爆容。某些炸药的爆容。综上所述，一般

38、同时具备放热性、反应高速性和生成气体三个条件的反应过程综上所述，一般同时具备放热性、反应高速性和生成气体三个条件的反应过程才具有爆炸性。放热性给爆炸反应提供了能源，而反应高速性使爆炸能量高度才具有爆炸性。放热性给爆炸反应提供了能源，而反应高速性使爆炸能量高度集中，反应生成气体是能量转换的工作介质。凡在外界作用下，能够产生快速集中，反应生成气体是能量转换的工作介质。凡在外界作用下，能够产生快速爆炸变化、放出高热和生成大量气体的物质即称为炸药。爆炸变化、放出高热和生成大量气体的物质即称为炸药。炸药名称炸药名称爆容爆容/Lkgkg-1-1炸药名称炸药名称爆容爆容/Lkgkg-1-1硝化甘油硝化甘油7

39、16716二硝基重氮酚二硝基重氮酚875875黑索金黑索金9089082 2#岩石硝铵炸药岩石硝铵炸药924924梯恩梯梯恩梯750750硝酸铵硝酸铵870870第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类一、各类爆炸现象：一、各类爆炸现象：1物理爆炸物理爆炸 我们经常可以听到由于违章操作而引起蒸汽锅炉的爆炸，这是由于我们经常可以听到由于违章操作而引起蒸汽锅炉的爆炸，这是由于锅炉里的水迅速转变为过热蒸汽，从而形成过高的压力，当建造锅炉的锅炉里的水迅速转变为过热蒸汽，从而形成过高的压力，当建造锅炉的材料（或接缝材料）承受不了这种高压而破裂时，就会产生突然爆炸。材料（或接缝材料

40、）承受不了这种高压而破裂时，就会产生突然爆炸。日常生活中做饭烧菜的液化气瓶，有时也会因瓶体承受不了过大的压力日常生活中做饭烧菜的液化气瓶，有时也会因瓶体承受不了过大的压力而发生爆炸，这些爆炸都称为物理爆炸。而发生爆炸，这些爆炸都称为物理爆炸。物理爆炸现象的实质是物质仅发生物态的急剧变化，而物质本身的物理爆炸现象的实质是物质仅发生物态的急剧变化，而物质本身的分子组成，在爆炸前后并未改变。分子组成，在爆炸前后并未改变。第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类一、各类爆炸现象：一、各类爆炸现象：2化学爆炸化学爆炸在爆炸前后，不仅物质的状态发生变化，而且物质的化学性质也发生变化

41、的爆炸在爆炸前后，不仅物质的状态发生变化，而且物质的化学性质也发生变化的爆炸现象属于化学爆炸。化学爆炸的例子很多。现象属于化学爆炸。化学爆炸的例子很多。1986年年9月月25日，湖南省汨罗白水粮食仓库发生了爆炸，坚固的钢筋混凝土加日，湖南省汨罗白水粮食仓库发生了爆炸，坚固的钢筋混凝土加工车间被摧毁。事后经调查证实，这次事故的罪魁祸首是粮食粉尘，爆炸是由粮工车间被摧毁。事后经调查证实，这次事故的罪魁祸首是粮食粉尘，爆炸是由粮食粉尘所引起的。根据测算与试验证实，当空气中每立方厘米空气中含食粉尘所引起的。根据测算与试验证实，当空气中每立方厘米空气中含0.3毫克毫克粉尘时，一遇火星、火苗或其它热源，就

42、会由燃烧而引起爆炸。粉尘爆炸是化学粉尘时，一遇火星、火苗或其它热源，就会由燃烧而引起爆炸。粉尘爆炸是化学爆炸现象的一种，其他如煤矿中的瓦斯爆炸，甲烷、乙炔和炸药等的爆炸都属于爆炸现象的一种，其他如煤矿中的瓦斯爆炸，甲烷、乙炔和炸药等的爆炸都属于化学爆炸现象。化学爆炸现象。最普通和典型的化学爆炸是炸药爆炸，因此，本书后面提到的最普通和典型的化学爆炸是炸药爆炸，因此，本书后面提到的“爆炸爆炸”，如不，如不加说明都是指爆炸的化学爆炸。加说明都是指爆炸的化学爆炸。第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类一、各类爆炸现象：一、各类爆炸现象：3核爆炸核爆炸 核爆炸的能量是核裂变（核

43、爆炸的能量是核裂变（U235的裂变，如原子弹的爆炸）或核的聚变（氘、的裂变，如原子弹的爆炸）或核的聚变（氘、氚、锂的聚变，如氢弹爆炸）反应所释放出的能量。核爆炸反应所释放出的能量氚、锂的聚变，如氢弹爆炸）反应所释放出的能量。核爆炸反应所释放出的能量比普通炸药爆炸放出的化学能量要大许多倍。核爆炸时可形成数百万到数千万度比普通炸药爆炸放出的化学能量要大许多倍。核爆炸时可形成数百万到数千万度的高温，在爆炸中心区造成数百万到几千万大气压的高压，同时还有很强的光和的高温，在爆炸中心区造成数百万到几千万大气压的高压，同时还有很强的光和热的辐射以及各种放射性粒子的贯穿辐射，因此，它的破坏力比炸药的爆炸大得热

44、的辐射以及各种放射性粒子的贯穿辐射，因此，它的破坏力比炸药的爆炸大得多。核爆炸的能量约相当于数万吨到数千万吨多。核爆炸的能量约相当于数万吨到数千万吨TNT炸药爆炸的能量。炸药爆炸的能量。第二次世界大战期间，美国在日本广岛、长崎所投的两颗原子弹，能量仅有第二次世界大战期间，美国在日本广岛、长崎所投的两颗原子弹，能量仅有2万吨级万吨级TNT，是目前战略核武器中最小的。但这两个原子弹所造成的人员伤亡，是目前战略核武器中最小的。但这两个原子弹所造成的人员伤亡都达几十万人，并把广岛、长崎这两个城市基本摧毁，至今还使人们谈虎色变，都达几十万人，并把广岛、长崎这两个城市基本摧毁，至今还使人们谈虎色变，所以数

45、千万吨级所以数千万吨级TNT能量的氢弹，其破坏力就可想而知了。能量的氢弹，其破坏力就可想而知了。第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类二、炸药爆炸的基本特征二、炸药爆炸的基本特征 1反应过程能放出大量的热反应过程能放出大量的热 炸药在爆炸过程中释放大量热能是对周围介质作机械功的物质基础，否则炸药在爆炸过程中释放大量热能是对周围介质作机械功的物质基础，否则就不能维持反应自动传播。显然，假如是吸热反应，则必须从外部补充能量才能就不能维持反应自动传播。显然，假如是吸热反应，则必须从外部补充能量才能维持反应的继续进行，故不具备爆炸的特征。例如，同样是草酸盐类，草酸铵在维持反应

46、的继续进行，故不具备爆炸的特征。例如，同样是草酸盐类，草酸铵在吸热反应的条件下不爆炸，而草酸银在放热反应条件下则发生爆炸：吸热反应的条件下不爆炸，而草酸银在放热反应条件下则发生爆炸：（NH4）2C2O4 2NH3+H2+CO+CO2-236.3kJ/mol AgC2O4 2Ag+2CO2+123.3kJ/mol 单位质量炸药在爆炸反应过程中放出的热量称为爆热。常用炸药的爆热约单位质量炸药在爆炸反应过程中放出的热量称为爆热。常用炸药的爆热约为为16706280kJ/kg。放热放热吸热吸热第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类二、炸药爆炸的基本特征二、炸药爆炸的基本特征

47、2反反应过程必须高速进行应过程必须高速进行仅有反应过程大量放热的条件还不足以形成爆炸。例如，每千克的无烟煤在空气仅有反应过程大量放热的条件还不足以形成爆炸。例如，每千克的无烟煤在空气中燃烧可放出中燃烧可放出9200kJ热量，比每千克炸药爆炸时放出的热量多，然而却并不能热量，比每千克炸药爆炸时放出的热量多，然而却并不能形成爆炸。爆炸反应必须具备的另一条件是，反应速度极高。只有这样，反应的形成爆炸。爆炸反应必须具备的另一条件是，反应速度极高。只有这样，反应的气体产物在尚未膨胀之前就被加热到气体产物在尚未膨胀之前就被加热到20003000的高温，使之达到数千甚至的高温，使之达到数千甚至数万兆帕（数万

48、兆帕（Mpa）的高压。）的高压。从单位质量物质放出的能量来进行比较，炸药还不及一般的燃料，从单位质量物质放出的能量来进行比较，炸药还不及一般的燃料，(如表如表2-1)。然。然而一般的燃烧过程进行缓慢，以至反应放出的热量大部散失在空气中而无法达到而一般的燃烧过程进行缓慢，以至反应放出的热量大部散失在空气中而无法达到较高的能量密度。相反地，由于炸药爆炸反应速度极快，较高的能量密度。相反地，由于炸药爆炸反应速度极快，1kgTNT可在可在10-6s内内反应完毕，因而可以认为，爆炸反应所放出的能量绝大部分聚集在爆炸前装药所反应完毕，因而可以认为，爆炸反应所放出的能量绝大部分聚集在爆炸前装药所占据的体积内

49、，从而维持一般化学反应所无法达到的很高的能量密度，这样可占据的体积内，从而维持一般化学反应所无法达到的很高的能量密度，这样可以以第第4 4节节 炸药的基本特征及爆炸分类炸药的基本特征及爆炸分类二、炸药二、炸药爆炸的基本特征爆炸的基本特征 形成高温高压气体，使得炸药的爆炸具有巨大的功率和强烈的破坏作用。形成高温高压气体，使得炸药的爆炸具有巨大的功率和强烈的破坏作用。1kg普普通炸药爆炸释放的能量仅相当于通炸药爆炸释放的能量仅相当于1kW电机工作一个多小时的能量，但爆炸瞬间其电机工作一个多小时的能量，但爆炸瞬间其功率可以达到（功率可以达到（56）106kW。由此可知，炸药是一个功率极大的能源。由此

50、可知，炸药是一个功率极大的能源。爆轰过程进行的速度是指爆轰波在炸药中传播的直线速度，这个速度称为炸药的爆轰过程进行的速度是指爆轰波在炸药中传播的直线速度，这个速度称为炸药的爆速。通常炸药的爆速为爆速。通常炸药的爆速为30008000m/s。物质名称物质名称爆热爆热/kJkg-1体积能量密度体积能量密度/kJL-1炸药炸药梯恩梯梯恩梯4222422267726772硝化甘油硝化甘油6207620799489948黑索金黑索金5180518085698569燃料燃料碳氧混合物（完全燃烧）碳氧混合物（完全燃烧）8945894517.117.1氢氧化合物（完全燃烧）氢氧化合物（完全燃烧）1350113