[科普中国]-装药密度

概述

炸药包的体积与其所占炮眼容积的比值(其中包括药包间的空隙)称为装药密度。

装药密度愈小，爆炸气体发生时的体积愈大，这些气体的最初压力愈小，炸药的猛力也愈小。因此，在爆破工程中应设法保证最大的装药密度(等于1或约等于1)。

但由于装药工人的技术熟练程度不同，常常达不到这个标准，造成的结果是炸药的能量不够，本应崩落的岩体未完全崩落或者崩落的岩石块度过大，给后面的岩石运搬造成困难。

在炮眼法爆破条件下，有些矿山采用手工装药，装药密度一般为0.75一0.85，装药密度低的原因主要有：

（1）炮眼的断面形状不园，炮眼上下直径不一致，非园形炮眼的有效断面积均比园形小10—15%左右。

（2）炮眼直径与药径之问保留有一定的空隙，特别当眼壁有岩粉时，空隙值更大些。

（3）按松散物质在一端受压条件下的压实规律，药卷全长的1/3一l/2不能被压实。

为了提高爆速改进爆破效果，要采用高密度的炸药，在装药方法上要保证装药密度高。在井下炮眼人工装药时，要用炮棍严密捣实，将装药密度提高到0.9以上，并应采用压气装药，以提高装药密度。1

装药密度的确定炸药的爆速和临界爆速均随装药密度的增加而增加。以黑索金为例，当密度为 时，它的临界爆速为 ；当密度为 时，它的临界爆速为 。密度增加起爆能力增加的同时，爆轰感度要下降。为兼顺起爆能力和起爆感度，并保证药柱有足够的强度，防止产生裂纹及破碎，引信中实际使用的导引传爆药的密度：钝化黑索金为 ，聚黑 和聚黑 为 ，聚奥 为 。2

装药密度与爆速的关系大量实验结果表明固体炸药的爆速与装药密度、直径以及装药结构和约束条件有关。一般所说的理想爆速是指接近无限大直径的药柱中平面爆轰波的定态爆速，这时外壳约束条件对爆速无影响，影响爆速的因素只是装药的密度。曲面爆轰波场合还存在波阵面曲率半径的影响。这里只介绍平面一维爆轰波爆速与装药密度的关系。

装药密度对爆速的影响已有大量的实验数据。爆速与装药密度的关系，通常可用下面经验公式表示：

式中A、B为实验确定的常数，为装药密度。Bop3blX等人综合大量的实验数据，在D一坐标中画出，用公式 作直线拟合，确定了几种常用单质和混合炸药的系数。

如右图所示的表中列出几种炸药爆速与密度关系的拟合结果。由于装药密度对爆速有极大的影响，要精确地测量爆速必须严格控制药柱的整体密度及局部密度，需要对炸药样品作局部抽样密度分析。一般说来，整体或局部密度差应控制在之内，可基本满足要求。某些特殊应用对炸药密度均匀性的要求更高。3

炸药密度炸药的重量与其所占体积之比称为炸药的密度，以克/立方厘米表示。

炸药很少是坚硬的圆体物，普通为碎粒状，所以它的密度有实际密度和堆积密度两种。

实际密度就是炸药的重量与体积之比，但在这种情况下，体积的空间完全为炸药所占，没有任何空气或间隙，这种定义适用于结晶体或炸药颗粒，如炸药为液体(磁化甘油)或熔融注入器皿中凝固后，占有皿的全部容积时也适用(三硝基甲苯)。

堆积密度就是当炸药为结晶体、颗粒或块状时。存其所占容和内除炸药本身外，尚有空气充满在结晶体或颗粒之间。

炸药的密度在实际工作上有很大的意义，因密度愈小，对有同样重量药包的炮眼的容积就要愈大。为了装入同样重量的炸药，如密度较小就必须多打炮眼或将同样数爨的炮眼的直径加大。这些情况都要求增加准备爆炸的工作量。因此，在爆破对，要根据情况选择密度较高的炸药。

在采煤时应使用霍氏试验9--12公厘猛力的炸药，较合适的密度为0.6一0.8克/立方厘米爆破硬质岩石时，最好使用霍氏试验14一18公厘以上的猛力和密度1.2一1.4克/立方厘米的炸药；爆破中等硬度岩石使用的炸药以霍氏试验猛力10一12公厘，两密度为0.9—1.0克/立方厘米者为合理(此处所指的密度是药筒内炸药的密度，即炸药本身的密度)。1