[科普中國]-裝藥密度

概述

炸藥包的體積與其所占炮眼容積的比值(其中包括藥包間的空隙)稱為裝藥密度。

裝藥密度愈小，爆炸氣體發(fā)生時的體積愈大，這些氣體的最初壓力愈小，炸藥的猛力也愈小。因此，在爆破工程中應(yīng)設(shè)法保證最大的裝藥密度(等于1或約等于1)。

但由于裝藥工人的技術(shù)熟練程度不同，常常達(dá)不到這個標(biāo)準(zhǔn)，造成的結(jié)果是炸藥的能量不夠，本應(yīng)崩落的巖體未完全崩落或者崩落的巖石塊度過大，給后面的巖石運(yùn)搬造成困難。

在炮眼法爆破條件下，有些礦山采用手工裝藥，裝藥密度一般為0.75一0.85，裝藥密度低的原因主要有：

（1）炮眼的斷面形狀不園，炮眼上下直徑不一致，非園形炮眼的有效斷面積均比園形小10—15%左右。

（2）炮眼直徑與藥徑之問保留有一定的空隙，特別當(dāng)眼壁有巖粉時，空隙值更大些。

（3）按松散物質(zhì)在一端受壓條件下的壓實(shí)規(guī)律，藥卷全長的1/3一l/2不能被壓實(shí)。

為了提高爆速改進(jìn)爆破效果，要采用高密度的炸藥，在裝藥方法上要保證裝藥密度高。在井下炮眼人工裝藥時，要用炮棍嚴(yán)密搗實(shí)，將裝藥密度提高到0.9以上，并應(yīng)采用壓氣裝藥，以提高裝藥密度。1

裝藥密度的確定炸藥的爆速和臨界爆速均隨裝藥密度的增加而增加。以黑索金為例，當(dāng)密度為 時，它的臨界爆速為 ；當(dāng)密度為 時，它的臨界爆速為 。密度增加起爆能力增加的同時，爆轟感度要下降。為兼順起爆能力和起爆感度，并保證藥柱有足夠的強(qiáng)度，防止產(chǎn)生裂紋及破碎，引信中實(shí)際使用的導(dǎo)引傳爆藥的密度：鈍化黑索金為 ，聚黑 和聚黑 為 ，聚奧 為 。2

裝藥密度與爆速的關(guān)系大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明固體炸藥的爆速與裝藥密度、直徑以及裝藥結(jié)構(gòu)和約束條件有關(guān)。一般所說的理想爆速是指接近無限大直徑的藥柱中平面爆轟波的定態(tài)爆速，這時外殼約束條件對爆速無影響，影響爆速的因素只是裝藥的密度。曲面爆轟波場合還存在波陣面曲率半徑的影響。這里只介紹平面一維爆轟波爆速與裝藥密度的關(guān)系。

裝藥密度對爆速的影響已有大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。爆速與裝藥密度的關(guān)系，通常可用下面經(jīng)驗(yàn)公式表示：

式中A、B為實(shí)驗(yàn)確定的常數(shù)，為裝藥密度。Bop3blX等人綜合大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在D一坐標(biāo)中畫出，用公式 作直線擬合，確定了幾種常用單質(zhì)和混合炸藥的系數(shù)。

如右圖所示的表中列出幾種炸藥爆速與密度關(guān)系的擬合結(jié)果。由于裝藥密度對爆速有極大的影響，要精確地測量爆速必須嚴(yán)格控制藥柱的整體密度及局部密度，需要對炸藥樣品作局部抽樣密度分析。一般說來，整體或局部密度差應(yīng)控制在之內(nèi)，可基本滿足要求。某些特殊應(yīng)用對炸藥密度均勻性的要求更高。3

炸藥密度炸藥的重量與其所占體積之比稱為炸藥的密度，以克/立方厘米表示。

炸藥很少是堅硬的圓體物，普通為碎粒狀，所以它的密度有實(shí)際密度和堆積密度兩種。

實(shí)際密度就是炸藥的重量與體積之比，但在這種情況下，體積的空間完全為炸藥所占，沒有任何空氣或間隙，這種定義適用于結(jié)晶體或炸藥顆粒，如炸藥為液體(磁化甘油)或熔融注入器皿中凝固后，占有皿的全部容積時也適用(三硝基甲苯)。

堆積密度就是當(dāng)炸藥為結(jié)晶體、顆粒或塊狀時。存其所占容和內(nèi)除炸藥本身外，尚有空氣充滿在結(jié)晶體或顆粒之間。

炸藥的密度在實(shí)際工作上有很大的意義，因密度愈小，對有同樣重量藥包的炮眼的容積就要愈大。為了裝入同樣重量的炸藥，如密度較小就必須多打炮眼或?qū)⑼瑯訑?shù)爨的炮眼的直徑加大。這些情況都要求增加準(zhǔn)備爆炸的工作量。因此，在爆破對，要根據(jù)情況選擇密度較高的炸藥。

在采煤時應(yīng)使用霍氏試驗(yàn)9--12公厘猛力的炸藥，較合適的密度為0.6一0.8克/立方厘米爆破硬質(zhì)巖石時，最好使用霍氏試驗(yàn)14一18公厘以上的猛力和密度1.2一1.4克/立方厘米的炸藥；爆破中等硬度巖石使用的炸藥以霍氏試驗(yàn)猛力10一12公厘，兩密度為0.9—1.0克/立方厘米者為合理(此處所指的密度是藥筒內(nèi)炸藥的密度，即炸藥本身的密度)。1