第四章起爆器材与起爆方法.ppt
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1、第二节 起爆(传爆)器材,一、工业雷管 二、索类起爆器材,一、工业雷管,目前,工程爆破中常用的工业雷管主要有电雷管、导爆管雷管和电子雷管三大类。雷管属于起爆器材,是起爆炸药用的。雷管是高度危险的爆炸物品,其感度较高,生产、运输、储存和使用时必须确保安全。工业雷管按管内装药量多少,可分为8号和6号两种,号数愈大,其主装药量愈多,雷管的起爆能力愈强,一)基础雷管,基础雷管是其他各种雷管的基本部分。基础雷管由三部分组成:管壳、加强帽、装药。其结构图如下: 5 4 3 2 1,1管壳 管壳常用的材料有钢、铝、铜、覆铜钢、塑料等,外观呈圆管状,内径名义尺寸为6.156.40mm,外径约8mm,8号雷管总
2、长40mm,6号雷管总长35mm,基础雷管一端为开口端,供安装点火装置用;另一端封闭,做成圆锥形或半球面形的底,起聚能作用。 2加强帽 加强帽一般由铜皮冲压而成圆管状,一端开口,另一端留传火孔,孔径不小于1.9mm。 3装药 装药部分包括副装药(起爆药)和主装药,副装药全部压在加强帽内。副装药一般分两层,底层为压装、上层为散装。点火装置发出的火焰首先引爆的是加强帽内的副装药,再由副装药引爆主装药。副装药是感度较高的药剂。副装药装药量必须能使雷管中主装药完全爆轰。主装药感度比副装药低,但爆炸威力大,常用黑索今或太安做主装药,其净装药量:8号雷管不少于0.6g,6号雷管不少于0.4g,二)工业电雷
3、管,1.电雷管分类: 按用途分:普通电雷管和专用电雷管 按通电后爆炸延期时间不同分:瞬发电雷管和延期电雷管 按主装药量的多少分:分为8号和6号电雷管,工程爆破中常用8号电雷管,2.电雷管结构,电雷管由基础雷管与电点火装置组成。 电点火装置由脚线、桥丝和引火头组成。目前常用的电雷管管壳为铜、覆铜钢、铝、铁等材料,但煤矿许用型电雷管(允许在煤矿井下使用的)的管壳只允许用铜、覆铜钢等材料。脚线为聚氯乙烯绝缘爆破线,长度为2m。 (1)瞬发电雷管。瞬发电雷管是一种通电后立即爆炸的电雷管,所以又称它为即发电雷管。瞬发电雷管根据电点火装置的不同,分为直插式和引火头式两种。直插式电雷管,其桥丝直接插进副装药
4、,靠通电灼热的桥丝直接引燃副装药并使之爆轰,副装药是松散的,取消了加强帽;引火头式发火原理是这样的:当桥丝通电灼热后,桥丝熔断,引燃涂在桥丝周围的引火药(该引火药呈圆珠状),进而引起引火头燃烧喷火,火焰穿过加强帽的中心孔引爆副装药。无论是直插式还是引火头式电雷管,加工雷管、起爆药包或处理盲炮时,均不能用力拉动电雷管脚线,否则可能造成雷管爆炸,二)延期电雷管,3、工业电雷管的主要性能参数,1)电阻 电雷管的电阻是指电雷管的全电阻,包括桥丝电阻和脚线电阻。 (2)最大安全电流 电雷管通以恒定的直流电流,在较长时间(5min)作用下,不使电雷管爆炸的最大电流,称为安全电流。当通电时间为无限长时,这个
5、电流即为最大安全电流。安全电流是最大安全电流的标准值,现行国家标准规定电雷管的安全电流要大于等于0.20A。爆破安全规程规定,用来导通电雷管的仪表的工作电流(或最大误操作电流)不应超过30mA,3)最小发火电流 通以恒定的直流电流能保证电雷管发火的最小电流,称为最小发火电流,也称单发发火电流。工业电雷管的最小发火电流不大于0.45A。 (4)串联准爆电流 能使20发串联的工业电雷管全部起爆的额定恒定直流电流称为串联准爆电流。工业电雷管的串联准爆电流为12A,5)发火时间与传导时间 发火时间(点燃时间)是指从通电到输入的能量足以使药剂发火的时间。传导时间是指从药剂发火到雷管爆炸的时问,一般不超过
6、10ms。发火时间与传导时间之和称为作用时间(反应时间)。传导时间对成组电雷管的齐发爆破有重大意义,较长的传导时间使敏感度稍有差别的电雷管成组爆炸成为可能。引火头的作用时间随电流强度的增加而减少。 (6)延期时间。 根据通电后延期时间的长短,将延期雷管划分为不同的段号,延期时间长,段号就高。段号高,延期时问精确度就降低,三)专用电雷管,1、煤矿使用电雷管 煤矿许用电雷管是允许在有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井中使用的特种电雷管。煤矿井下普遍存在瓦斯和煤尘爆炸的危险,因此在井下使用的爆破器材必须经过瓦斯安全检验合格。 (1)品种。当前我国允许使用的有:煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管。 (2
7、)结构和性能要求。雷管壳不准使用铝金属。因铝壳在起爆炸药过程中,形成炽热颗粒能引爆瓦斯和煤尘。雷管壳可使用钢壳和覆铜壳。雷管表面不允许有浮药、锈蚀。脚线不允许用铝芯线,不允许绝缘皮破损和有影响性能的芯线锈蚀。脚线必须是两种颜色,封口不允许松动或脱出。 为了保证瓦斯安全性,可在被发装药中加入适量的消焰剂,但大多数消焰剂对铜、覆铜、钢质管壳起腐蚀作用,应选择相容性好的消焰剂,目前出现了无机复合消焰剂和有机复合消焰剂,效果良好。煤矿许用电雷管的检验,主要是瓦斯安全性检验。 (3)技术指标。煤矿许用毫秒延期电雷管的电发火性能、结构与普通毫秒延期电雷管相同,但可用段数只有5段,2抗静电电雷管 抗静电电雷
8、管具有一定的抗静电性能,用于有静电感应的场所。抗静电电雷管是指抗静电性能达到500pF、500012、25kV的电雷管。其主要结构是将脚线线尾套绝缘塑料套或线尾连接一个回路,在引火元件外留有一个放电空隙或在引火药头外套硅胶套,以便泄放积累的静电。其外观与普通电雷管相同。抗静电电雷管具有一定的抗静电能力,在生产、运输、储存和使用中可以避免由静电产生的爆炸事故。用于无瓦斯和矿尘爆炸危险,但对抗静电性能有一定要求的爆破工程。 3抗杂散电流电雷管 抗杂散电流电雷管是一种具有抗杂散电流或感应电流能力的特种电雷管,用于有高杂散电流的工作场所,当杂散电流达到3A时,抗杂散电流电雷管也不致爆炸。其电桥丝直径较
9、大电阻较小,脚壳间设有泄放通道。最小发火电流不大于33A,20发串联发火电流约10A。适用于露天及井下有杂散电流或感应电流场所的爆破工程,用于起爆炸药及导爆索等,4磁电雷管 为防止外界电能对起爆网路的影响,1979年英国化学工业公司(NEc)利用电磁感应原理发明了磁电起爆系统,继而该公司和诺贝尔公司生产销售了磁电雷管。20世纪80年代中期开始,我国煤炭科学研究院、北京矿冶研究总院和西安213研究所相继成功研制了不同型号的磁电雷管和专用起爆器,并已应用于我国各油田和某些有特殊要求的爆破工程中。 磁电雷管是由电磁感应产生电能而激发的电雷管,它是将一个普通电雷管的两根脚线分别绕在环状磁芯(磁环)上的
10、一个线圈而构成,四)导爆管雷管,导爆管雷管是专门与导爆管配套使用的雷管,它是导爆管起爆系统的起爆元件,由基础雷管与导爆管组合而成,是用导爆管内传播的爆轰波引爆基础雷管的起爆器材。导爆管雷管禁止在有瓦斯、煤尘或有其他粉尘爆炸危险的场所使用。 1导爆管雷管种类 根据延期体延期时间不同,现在生产的导爆管雷管主要有以下四种: (1)瞬发导爆管雷管; (2)毫秒(MS)延期导爆管雷管,也称为毫秒导爆管雷管; (3)半秒(HS)延期导爆管雷管,也称半秒导爆管雷管; (4)秒(S)延期导爆管雷管,也称秒导爆管雷管,四)导爆管雷管,2.导爆管雷管的外观与结构 导爆管雷管管壳用的材料为铜、覆铜钢、铝合金、铁等,
11、导爆管长度有3m、5m、7m、12m、15m等。基础雷管与导爆管用塑料连接套连接,结合应牢固,不允许脱出或松动,3.延期时间 4.导爆管雷管的主要技术要求 (1)外观:应有明显易辨认的段别标志;雷管表面应符合工业雷管规定要求;导爆管不应有破损、断药、拉细、进水、管内杂质、塑化不良、封口不严、与基础雷管结合不牢等现象。 (2)尺寸:导爆管长度规定为3m,也可根据用户要求确定长度。 (3)试验:震动试验和威力试验等技术指标满足工业雷管的技术要求。 (4)抗水:普通型浸入水深lm、8h,抗水型浸入水深20m、24h,不应瞎火或半爆,5)抗拉:普通型抗静拉力196N,高强度型抗静拉力784N,即在该拉
12、力作用1min时导爆管不应从卡口塞内脱出。 (6)抗油:高强度型导爆管雷管浸入75、03MPa的0号柴油内,并自然降温经24h后取出试验,不应瞎火或半爆。 (7)延期:不同延期类别和延期段别的导爆管雷管的延期时间见附表7。 (8)重量:先将导爆管雷管装入塑料袋内,再装入符合要求的木箱或纸箱(或带木框的纤维板箱),每箱净重不超过20kg。 (9)有效期:2年,五)电子雷管,电子雷管又称数码电子雷管,是一种可以任意设定并准确实现延期发火时间的新型电雷管,其外形与普通电雷管一样。 电子雷管是起爆器材领域最为引人瞩目的新进展。其本质是采用一个微型电子芯片取代普通电雷管中的化学延期药及电点火元件,这不仅
13、极大地提高了雷管的延时精度,而且控制了通往引火头的电源,从而最大限度地减少了因引火头能量需求所引起的延时误差,而且采用专门的起爆器充电后才能使智能芯片开始工作,并进行密码识别,如密码正确则启动内置的延期程序,达到规定的延期时间后,才输出强的电流信号引爆雷管;若密码不对则立即进入自动放弃程序,释放储能电容中的电能,使雷管处于安全状态,二、索类起爆(传爆)器材,一)导爆管 导爆管是塑料导爆管的简称,亦称NONEL管。它是导爆管起爆系统的主体元件,用来传递稳定的爆轰波。导爆管分为普通导爆管和高强度导爆管,1、结构,导爆管是一根内壁涂有薄层炸药粉末的空心塑料软管,其结构如图下图所示。普通导爆管的管壁呈
14、乳白色或橘黄色,管芯呈灰或深灰色。颜色应均匀,不应有明暗之分。管心是空的,不能有异物、水、断药和堵死孔道的药节等。 1塑料管壁 2炸药药粉,1)管材:导爆管的管壁材料为高压聚乙烯塑料或能满足要求的其它热塑性塑料。 (2)尺寸:导爆管尺寸与其品种有关,普通型号导爆管的外径约3mm,内径约1.4mm。 (3)装药:涂在导爆管内壁的炸药粉末的组分为奥克托今或黑索今与铝粉的混合物。理论重量比为 91:9,可适当加入少量的工艺附加物(如石墨等)。 (4)药量:1318mg/m(通常取16mg/m,1、结构,2.性能,1)爆轰性能 导爆管中传播的是爆轰波。该爆轰波的速度即导爆管爆速。普通导爆管的爆速在20
15、0C100C范围内不小于1850m/s。在一40+500C条件下,一发8号雷管可以可靠地激发20根导爆管。 在采用雷管侧向起爆导爆管时,雷管爆炸产生的外壳破片及底部射流的速度高于导爆管的爆速,对导爆管的起爆有一定的影响。金属壳雷管破片会切断未爆的导爆管或嵌入未爆导爆管堵住空腔阻止爆轰波的传播。雷管底部的轴向射流会击穿或击断正对雷管底部的导爆管,影响爆轰波的传播。在雷管上包上胶布,可起到防止破片伤害及射流的作用,确保雷管侧向起爆的可靠性,导爆管的传爆距离不受限制,6000m长的导爆管起爆后可一直传爆到底,实验表明导爆管的爆速没有因传播距离的增长而变化。 环境的湿度和真空度对导爆管的传爆影响不大,
16、导爆管的打结对导爆管的传爆影响较大。实验表明,同一支路上的导爆管只打一个结时,打结后的导爆管的爆速将降低,而且在打结处管壁容易产生破裂。若打上两个或两个以上的死结,打结后的导爆管将会产生拒爆。导爆管的中心孔被堵塞时也会产生拒爆。若导爆管内的药粉分布不匀而堆集成药节时,则可能把导爆管炸裂或炸断。导爆管1800对折时,可使爆速降低,同时还会导致起爆雷管延期量的波动,致使微差爆破时产生不应有的跳段现象。导爆管对折严重时也会产生拒爆。导爆管管壁的破损,如破洞、裂口等,会影响导爆管的传爆,致使爆速降低,当破洞直径或裂口长度大于导爆管内径时,就会产生拒爆现象。有破洞或裂口的导爆管在水中应用时也会产生拒爆现
17、象。导爆管中渗入异物时,也会影响传爆。少量的水、泥沙会导致爆速产生波动,当导爆管中含有35mm长的水柱时,就会产生拒爆。为防止异物的侵人,可用火焰烧熔导爆管端口,然后用手捏合封闭,2)起爆性能 只有一定强度和适当形式的外界激发冲量才能激起导爆管产生爆轰。一般情况下,热冲量对导爆管的作用不能在管中实现稳定传播的爆轰波。 其他一切能使导爆管内产生冲击波的激发冲量均有可能起爆导爆管。雷管、火帽、导爆索、炸药包、电火花等都能起爆导爆管。一般的冲击不会起爆导爆管,但是步、机枪的射击曾引起导爆管的爆轰。 导爆管能否被起爆取决于本身性能、激发冲量的强度及其他约束条件等。与炸药爆轰的激发一样,导爆管起爆后也有
18、一段爆轰增长期。这个距离通常为3040cm,导爆管的起爆分轴向起爆和侧向起爆两种,轴向起爆通常用电火花或火帽冲能在导爆管端部内腔中直接起爆混合药粉。这种起爆比较直接,其起爆概率主要与激发强度和药粉感度有关。侧向起爆时外界激发冲量先作用在导爆管外侧,再激发管内壁的炸药。这种起爆比较间接,其起爆概率除与激发强度和药粉感度有关外,还与管壁条件和连接条件有关。 侧向起爆具有正向与反向起爆特性。通常反向起爆(激发能量传播的方向与导爆管,爆轰波的传播方向相反)的可靠性比正向起爆的可靠性差,其拒爆率可达5,3)耐火性能 导爆管受火焰作用不起爆。明火点燃导爆管一端后能平稳地燃烧,没有炸药粒子的爆炸声,但能在火
19、焰中见到许多亮点。 (4)耐静电性能 导爆管在电压30kV、电容330pF的条件下作用1min不起爆。这说明导爆管具有静电的性能。在制造过程中,导爆管管壁的静电电压也可达到30kV以上,但其静电荷集中在管外壁。实验证明,导爆管外壁受到高压放电火花的作用时不会被起爆,当内腔受到高压放电火花作用时就会被起爆。但是,由于导爆管管壁为绝缘塑料,在运输和使用过程中仍会产生静电,这毕竞是不安全因素,特别是在导爆管与雷管组合时,万一静电火花从导爆管的管口起爆雷管,那是相当危险的。因此,导爆管在保管和运输过程中端部一定要封口,以防止静电对管腔的作用,5)高低温性能 导爆管在+50-400C时起爆、传爆可靠。温
20、度升高时导爆管的管壁变软,爆速下降。在800C条件下传爆时管壁容易出现破洞。 (6)抗撞击性能 在立式落锤仪中锤的质量为10kg,落高150cm,侧向撞击导爆管时,导爆管不起爆汽车碾压只能使导爆管破损而不起爆,但步、机枪射击时,导爆管有时会起爆,即低速击一般不会使导爆管起爆,而高速撞击就有可能使导爆管起爆。 (7)传爆安全性能 导爆管的侧向或管尾泄出的能量不能起爆散装的太安炸药,但是这种泄出的能量如经适当集中,有可能直接起爆低密度高敏感的炸药,8)变色性能 为了方便人们确认导爆管是否已经传爆,现在生产的导爆管都有变色的性能。比如有的导爆管在没有使用之前,外观看过去是淡红色的,使用过以后,就会变
21、成暗灰色或黑色。 (9)抗拉强度 导爆管的抗拉强度在+25时不低于70N,+50时不低于50N,-40时不低于100N。尽管导爆管具有一定的抗拉强度,在敷设导爆管网路时,还是应尽量避免使导爆管受力。导爆管受力被拉细时,管内的药层将断开,药层断开的距离愈大对导爆管的传爆愈不利。实验表明,在常温下,拉力小于40N时,导爆管变细,但爆速变化不大。当拉力大于50N时,爆速降为1000m/s左右。当拉力大于60N时,爆速降为900m/s以下,二、索类起爆(传爆)器材,二)导爆索 1导爆索结构性能 导爆索是传递爆轰波的索状传爆器材,用以传爆或引爆炸药,或者利用其爆炸力和爆炸产物直接做功。导爆索表面呈红色或
22、黄蓝相问色。药芯装药有太安、黑索今、奥克托今等。包缠物主要有棉线、纸条、沥青、塑料或铅皮等。导爆索广泛用于工程爆破、石油射孔、爆炸加工等方面,还可用作地质勘探的震源,根据实用需要和品种不同,导爆索性能要求不同。主要性能指标有: (1)爆速:不小于6000m/s。 (2)起爆能力:起爆能力随装药量和爆速的增加而增大。一般规定装药量11g/m以上、1.5m长的普通导爆索应能完全起爆200g压装TNT药块。普通导爆索可以直接起爆炸药。 (3)传爆性能:指按一定规格组成的爆破网路主索引爆后支索能全部爆轰的能力。此外,导爆索应具有一定的抗水性能;在高温(50)、低温-40)环境条件保温一定时间后,仍保持
23、原有的起爆和传爆能力;在受弯曲、打结和一定拉力作用后仍能完全爆轰。 (4)导爆索通常用雷管起爆,其传爆不受射频、静电及杂散电流的影响,2导爆索分类 按包覆材料分为棉线导爆索、塑料导爆索、橡胶管导爆索和金属管导爆索四类。为了提高传爆能力,有的导爆索装有两个药芯,称为双芯导爆索。 (1)棉线导爆索是以太安或黑索今为药芯、棉线和纸条为包缠物、沥青为防潮层的导爆索。品种有棉线普通导爆索、棉线震源导爆索、棉线胀管导爆索、切割索等。 (2)塑料导爆索是以太安或黑索今为药芯,化学纤维或棉线、麻线等为内包缠物,外层涂覆热塑性塑料的导爆索。用塑料包缠可提高抗水性能,以满足水下或油井的特殊要求。品种有普通塑料导爆
24、索、煤矿许用导爆索、油井导爆索和震源导爆索等,2导爆索分类 (3)橡胶管导爆索是一种包覆材料为合成橡胶的导爆索。它具有良好的密封性和柔性。药芯用耐高温炸药,目前多用于石油深井中起爆射孔弹。 (4)金属管导爆索(铅皮导爆索)又称柔性导爆索,其被覆层为金属并具有良好的柔性,使用时可弯曲成各种形状而不影响其传爆功能,外径约18mm,装药量约0.250.0g/m,爆速50008000m/s,3棉线导爆索性能 棉线导爆索是目前使用较多的传爆器材,按装药不同分为太安导爆索和黑索今导爆索两种。 (1)用途:适用于无瓦斯、矿尘爆炸危险的爆破作业,一般在大规模深孔爆破工程中起传爆和引爆炸药的作用,也用于金属切割
25、、爆炸成型、爆炸压接等。 (2)有效期为2年; (3)技术指标: (4)储存及使用要求,4)储存及使用要求: 1)导爆索应储存在通风、干燥、温度不超过40的库房内,不得与易燃物、易爆物、雷管及油脂共存; 2)有效期为2年; 3)使用时应用锋利的刀子按需要裁切导爆索,并切去索端的防潮帽及中间的连接管; 4)起爆导爆索所用的雷管应用线绳或胶布牢固地与导爆索捆扎在一起; 5)在起爆药量较大的药包时,应将导爆索头插入药包内,在药包的周围缠绕数圈,然后用线绳扎紧,以保证完全起爆,6)同时起爆分布在不同位置上的药包时,可将各个药包的导爆索互相连接起来,移成“索网”; 7)导爆索的互相连接可用下述方法:一是
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