地下工程施工技术问答
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2.炸药是怎样爆炸的?炸药爆炸时的威力有多大?

炸药的爆炸,属于化学爆炸。炸药的特点是具有很高的化学潜能及足够高的敏感度。在通常条件(常温、常压)下,炸药也有化学反应,但极其缓慢,难以察觉,放出的热量都扩散到环境中,炸药不容易发生爆炸。而一旦受到强烈的外界刺激,如雷管起爆,剧烈的撞击、摩擦、加热等,炸药的化学反应速度加快,就会引起爆炸。炸药爆炸实质上是一种反应速度极高的化学反应。一般工业炸药爆炸速度为2500~7000m/s;爆炸瞬间放出大量热量,一般为3300~6000kJ/kg;生成大量气体,一般为600~1000L/kg。由于反应速度非常快,生成的气体来不及扩散就被迅速加热,因而形成2300℃~4300℃的高温,2200~23300MPa的高压。高温、高压的爆炸及生成气体的急速膨胀,对周围介质产生强烈的作用,使炸药表现出巨大的爆炸威力。

炸药爆炸的威力有多大?从能量上来讲,以2号岩石硝铵炸药为例,其爆炸时放出的热量为3700kJ/kg,如果全部转化成用来升高物体的功,则可将10t重的物体举高约370m。当然,实际工程爆破中,炸药的极大部分能量都白白“浪费”掉了,真正用来破碎岩石及进行有效抛掷(抛掷爆破时)的能量占炸药总能量的百分比,松动爆破仅为15%~25%,而抛掷爆破更少,一般仅占3%~6%。可见,如何改善爆破条件及提高炸药能量利用率,是爆破人员需探索研究的一个极为重要的课题。其重要性不仅表现在经济上,更在于改善爆破效果及减轻爆破危害,因为“浪费”掉的炸药能量中,有相当大的比例转化成了空气冲击波、爆破噪声、爆破地震、飞石等爆破危害。

从功率上来讲(仍以2号岩石硝铵炸药为例),1个直径32mm,质量150g的普通药卷,理论爆炸功率为1.4×107kW,相当于一个普通火力发电厂发电能力的数十倍。如此巨大的功率,正是炸药爆炸具有巨大威力的根本原因。

炸药的威力通常用爆力和猛度表示。