Page 67 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 杨 光，等： 基于雷管与铝热剂起爆的混合生物质爆破剂爆炸特性分析 第 10 期

Al CuO
2∶3

S1

Al Bi 2 O 3
1∶5.5

S2

图 2 铝热剂制备示意图及试爆实物
Fig. 2 Schematic of thermite preparation and photograph of the preliminary detonation test
1.3 实验体系与测试方法
1.3.1 生物质爆破剂爆速及猛度正交实验设计及测试
氧气压力和钢管壁厚直接影响爆破剂反应条件与能量约束，是决定爆燃或爆轰状态的重要参数。
为定量分析起爆方式、氧气压力和钢管壁厚对生物质爆破剂爆炸性能的影响，设计 3 因素 3 水平的爆速
与猛度正交实验，分析不同条件下生物质爆破剂的爆速和猛度，并且通过极差分析法判断主要影响因
素，确定不同起爆方式下的最优组合工况。
表 1 三因素三水平正交实验设计
实 验 选 用 的 钢 管 为 直 径 4 0 m m 、 长 度
Table 1 Three-factor, three-level orthogonal
200 mm 的有缝钢管，钢管内装入 40 g 的木粉和
experimental design
花生壳混合粉（质量比为 1∶1）。3 因素 3 水平
因素
包括： 水平
起爆方式 氧气压力p/MPa 钢管壁厚M/mm
因素 A，即起爆方式中，雷管起爆（S0） 为水
1 S0 5 1.5
平 1，Al/CuO 起爆（S1）为水平 2，Al/Bi O 起爆
3
2
2 S1 7 2.0
（S2）为水平 3；
3 S2 9 2.5
因素 B，即氧气压力 p 中，5 MPa 为水平 1，
7 MPa 为水平 2，9 MPa 为水平 3；

表 2 生物质爆破剂 9 组正交实验
因素 C，即钢管壁厚 M 中，1.5 mm 为水平 1，
2.0 mm 为水平 2，2.5 mm 为水平 3。 Table 2 Orthogonal experiment of 9 groups of biomass
blasting agents
各因素水平的选取依据如下：当氧气压力
低 于 5 M P a 时 ， 反 应 难 以 充 分 进 行 ， 而 超 过 NO. 起爆方式 氧气压力p/MPa 钢管壁厚M/mm
9 MPa 会带来设备受压风险；钢管壁厚则根据常 1 S0 5 1.5
用规格及安全性要求确定，壁厚过小难以保证结 2 S0 7 2.0
构安全，过大则会影响爆炸效应。具体的因素及 3 S0 9 2.5
水平见表 1，通过表 1 对混合生物质爆破剂设计 4 S1 5 2.0

9 组正交实验，如表 2 所示。 5 S1 7 2.5
6 S1 9 1.5
实 验 选 取 的 生 物 质 原 材 料 依 次 经 过 破 碎 、
7 S2 5 2.5
干燥、粉碎、过筛等程序，所需各种钢管及其它
8 S2 7 1.5
材料的具体尺寸、加工方式、装配关系及起爆过
9 S2 9 2.0
程参考文献 [10-11]。

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