炸药与起爆方法

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4炸药与起爆方法,4.1爆炸和炸药的基本概念 4.2起爆药和单质炸药 4.3炸药的起爆 4.4炸药的爆轰理论 4.5矿用炸药 4.6矿用炸药的爆炸性能指标 4.7起爆器材与起爆方法,4.7起爆器材与起爆方法,工程上大量使用的炸药敏感度都比较低,必须用爆炸能来引爆,感度稍高的工业炸药可以用雷管的爆炸能来引爆,雷管是人为地将热能转变为爆炸的器件。感度低的工业炸药需要用起爆药包引爆,起爆药包用雷管引爆。 4.7.1 火雷管起爆 4.7.2 电雷管起爆 4.7.3 导爆管雷管起爆 4.7.4 导爆索起爆 4.7.5 混合(或联合)起爆,4.7.1 火雷管起爆,火雷管结构 导火索 起爆安全 火雷管起爆优缺点,火雷管结构,1-管壳,用金属、纸或塑料制成圆管状,使雷管联成一体; 2-加强帽,中心带小孔的金属罩,用0.2mm厚的铜片冲制而成; 3-主起爆药,具有良好的火焰感度; 4-副起爆药(加强药),爆炸威力更大,爆速更高; 5-导火索插口; 6-聚能穴,使起爆时能量集中,形成射流。,导火索,和火雷管配套使用的索状点火材料 药芯是黑火药,外有白色防潮、抗拉材料 导火索用明火点燃 燃速为100120s/m 燃速和喷火能力是安全使用的保证 燃速不稳、火焰喷射长度小于40mm的导火索即为不合格产品,不能使用。,起爆安全,点火起爆由专人完成,点火器材有导火索段、点火棒、点火线、点火筒、点火三通等。 每人只点一个炮时,点燃导火索后迅速撤离到安全区即可。 一人点多个炮时,点火前应按爆破设计要求,确定各个炮点的点火顺序,调整每个炮点导火索的长度,控制起爆时间间隔,相应地确定点火器材上火源的时间间隔,实现一次点火。,火雷管起爆优缺点,优点: 操作技术简单,工人容易掌握,起爆的准备工作量少; 一般不受外来电的影响,除非雷电直接击中它; 成本低,便于推广。 缺点: 起爆前无法用仪表来检查起爆网路联接的质量; 不能用于有沼气和矿尘爆炸危险的地点; 必须人工在爆破点逐个点火,安全性差; 不能精确控制爆破顺序,不能用于要求较高的控制爆破。,4.7.2 电雷管起爆,电雷管的基本原理和分类 电雷管的特性参数和连接方法 电雷管起爆网安全 电雷管起爆网设计 电雷管起爆优缺点,基本原理和分类,电雷管用电能转化的热使雷管中的炸药起爆。按照电雷管的延时,可以将电雷管分为: 瞬发电雷管 秒延时电雷管 毫秒电雷管,瞬发电雷管的结构,a)直插式b)引火头式 1-脚线;2-管壳;3-密封;4-纸垫;5-桥丝; 6-引火头;7-加强帽;8、9-主起爆药;10-副起爆药,秒延期电雷管的结构,1-脚线;2-密封塞;3-管壳;4-引火头; 5-副起爆药;6-导火索;7-加强帽;8-主起爆药,毫秒电雷管的结构,(a) 装配式 (b) 直填式; 1-脚线;2-密封塞;3-桥丝;4-引火头;5-延期药;6-加强帽;7-主起爆药;8-副起爆药;9-管壳,电雷管的特性参数,全电阻 最大安全电流 最小准爆电流 点燃时间tB和传导时间 点燃起始能(最小发火冲能),全电阻,最大安全电流,电雷管通以恒定直流电流持续5min,不致引燃电雷管引火头的最大电流,称为电雷管的最大安全电流。 国产电雷管的最大安全电流,康铜桥丝电雷管为0.30.55A,镍铬桥丝电雷管为0.1250.175A。 规定最大安全电流是为了保证爆破作业的安全,并作为设计爆破专用仪表输出电流的依据。检测电雷管用的电参数仪表的输出电流不得超过30mA。,最小准爆电流,肯定能引爆电雷管的最小直流电流,称为电雷管的最小准爆电流。 国产电雷管的最小准爆电流不大于0.7A。 在实际设计中,设计流过每个电雷管的电流一般比最小准爆电流大得多,直流取22.5A,交流取2.54A。,点燃时间tB和传导时间,点燃时间tB指从通电到引火头点燃的时间 。 传导时间指从引火头点燃到雷管爆炸的时间。 点燃时间和传导时间之和称为电雷管的反应时间,表示电雷管从通电到爆炸所经历的时间。 在设计起爆网络必须保证每个电雷管通电时间超过点燃时间。,点燃起始能,I2tB称为电雷管的点燃起始能,表示电雷管对电流的敏感程度。 所需电流越小,电雷管越敏感。 一般用点燃起始能的倒数表示电雷管的敏感度,即Sm=1/ I2tB。 在起爆设计中,应尽可能使用点燃起始能接近的电雷管。,电起爆网路设计,串联电起爆网路 并联电起爆网路 混合联电起爆网路,串联电起爆网路,R线导线电阻; r单个雷管的全电阻; n电雷管的数目。,串联电雷管的准爆电流,(4-7-1),并联电起爆网路,式中,m并联电雷管数; 其它符号意义与前相同。,(4-7-2),混合联电起爆网路,a) 并串联电爆网路;b) 串并联电爆网路,式中 n一组内串联的雷管数或串联组数; m一组内并联的雷管数或并联组数; 单发电雷管的准爆电流。,(4-7-3),电起爆网安全,电雷管起爆网由电雷管、连接导线和起爆电源组成。 通过每个电雷管的电流,一般爆破需直流2A,交流2.5A;大爆破需直流2.5A,交流4A; 同次爆破用同厂、同类型、同批生产的电雷管; 用专用仪表测量起爆网上每个串并联组,保证导通,且电阻值与设计值相符。 由于电容放电时电流很小,电压可达几干伏,所以电容式起爆器适合于串联起爆。 照明和动力电源更适合于并联起爆网。 当爆破现场有静电或杂散电流时,有可能引起电雷管意外爆炸,所以必须先对现场的静杂电进行检测。,例1,采用交流输电线路为起爆电源,电压220V,单个电雷管的准爆电流按2.5A计算。雷管全电阻为4,雷管脚线直接相连,主线电阻为2。试计算串联电爆网路可起爆的雷管数目。 解:电爆网路总电阻R=4n+2,代入式(4-7-1),即 得 n=21.5 取 n=21(小数位只能舍去) 答:略。,例2,某井下矿进行中深孔爆破,一次起爆50个炮孔,每个炮孔内装两发电阻为5的电雷管。拟用并串联电爆网路。每个药室中2发电雷管并联,10个炮孔为一串组,50个炮孔分5组并联。主导线电阻为8。问采用220V的交流电作为起爆电源是否可靠? 如不符合准爆条件,所以采用220V交流电压不够。为保证可靠地起爆全部电雷管,可采取以下措施:,措施1,采用380V交流电作为电起爆网路的电源,则有,措施2,改用截面积较大的导线,使导线电阻变小,设导线电阻减小到5,则,电雷管起爆的优点,可以实现远距离操作,提高了起爆的安全感; 可以同时起爆大量药包,有利于增大爆破量; 可以准确控制起爆时间和延期时间,有利于改善爆破效果; 爆前可以用仪表检查电雷管的质量和起爆网路的施工质量,从而保证了起爆网路的正确性和起爆的可靠性。,电雷管起爆的缺点,准备工作复杂,作业时间长; 电爆网路设计和计算繁琐,要求操作者具有一定的电工知识; 必需具备起爆的电源; 易受静电和杂散电流的影响而发生早爆事故。,问题?,某露天爆破,一次起爆100个炮孔,每个炮孔内装三发电阻为4的电雷管,起爆点距爆区400m,主导线电阻为0.005/m。试设计出爆破网络,并计算出相关参数。,4.7.3 导爆管雷管起爆,导爆管 导爆管雷管 导爆管的连接 起爆方法 优缺点,导爆管,导爆管也称Nonel管,用高压聚乙烯制成的透明塑料软管,外径3.0mm,内径1.5mm。管的内壁喷涂一层极薄的传爆炸药,是以黑索金或奥克托金和敏化剂、少量硬脂酸等为主要成分的粉状混合炸药,药量为1620mg/m。 导爆管可以被任何可以产生冲击波的起爆器材起爆。当导爆管受外界冲击能作用时,在管内产生冲击波。由于冲击波的管道效应,导爆管内壁上的猛炸药产生很快的化学反应,反应释放出的能量补充冲击波过程中的能量损失,使冲击波以大约18002000m/s的速度稳定传播。冲击波传到雷管使雷管爆炸。,导爆管雷管,导爆管雷管分为瞬发和延期雷管两类,延期雷管又分毫秒、半秒和秒延期几个系列,有比较全的延期分段。 导爆管雷管的结构和电雷管相似,只不过引火部分是导爆管,而不是引火头和脚线。,延期导爆管雷管,1-导爆管;2-塑料塞;3-管壳;4-延期药;5-加强帽;6-主起爆药;7-副起爆药,导爆管的连接,导爆管能够在管内传播冲击波,对管外的作用极小,与导爆管外壁接触的雷管或炸药不会受管内传播的冲击波的影响而爆炸。因此在连接导爆管时,直接将导爆管与导爆管捆扎在一起不起作用,必须用专用的连接件或雷管才能将导爆管连接起来,使管内冲击波从一个导爆管传给另一个导爆管。连接件有: 连通管 非电导爆四通 连接块,连通管,分岔式连通管,集束式连通管,非电导爆四通,1-主爆导爆管;2-外壳;3-大内管;4-延期药;5-导爆药;6-被爆导爆管,连接块,1-连接块主体;2-传爆雷管 3-主爆导爆管;4-被爆导爆管,起爆方法,爆破点延期起爆网 1-总起爆雷管;2-导爆管 3-连接块或瞬发雷管;4-爆破点延期雷管,起爆方法,爆区连通时延期起爆网 1-总起爆雷管; 2-延期传爆雷管; 3-爆破点瞬发雷管; 4-导爆管,优缺点,优点: 属于非电起爆,不受静电、杂散电流影响; 操作简单,使用方便; 延期系列全,可以满足各类工程爆破的控制要求。 缺点: 不能用仪表检查联接质量; 不能用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。,4.7.4 导爆索起爆,导爆索 继爆管 导爆索安全起爆 优缺点,导爆索,导爆索是一种传递爆轰的索状起爆器材,结构与导火索类似,药芯为黑索金、太安(白色)等单质猛炸药,普通导爆索外皮为红色。 导爆索分为普通、安全、高抗水、高能、低能导爆索多种。国产普通导爆索药芯为黑索金,药量为1214g/m,外径6mm,爆速不低于6500m/s,可以直接起爆炸药、雷管和导爆管,具有一定的抗水性能。安全导爆索内加有消焰剂食盐;高抗水导爆索外包裹层内有一层塑料防水层,以便在深水中使用;高能导爆索药量比普通导爆索大,低能导爆索的药量比普通导爆索少,分别用在特殊的爆破作业。,继爆管,继爆管和导爆索配合使用,可达到毫秒延期的效果,起爆能力不小于8#雷管。,a-单向继爆管;b-双向继爆管 1-消爆管;2-大内管;3-外套管;4-延期药;5-加强帽; 6-主起爆药;7-副起爆药;8-导爆索;9-连接管,导爆索安全起爆,导爆索起爆主要由导爆索和继爆管组成,导爆索起传爆作用,继爆管起延时作用,还需要用其它雷管起爆导爆索,才可以构成完整的起爆系统。 起爆导爆索可以用火雷管、电雷管或导爆管雷管。 雷管和导爆索、导爆索和导爆索之间的连接只要绑扎在一起即可。,导爆索起爆网的连接,a)分段并联;b) 并簇联; c)导爆索搭头接; d) 导爆索水手结;e) 导爆索T型结 1-起爆雷管;2-主导爆索;3-副导爆索,优缺点,优点: 导爆索起爆可以实现各种控制爆破; 起爆简单、可靠、起爆能力大; 不受静杂电的影响; 有一定的耐水能力。 缺点: 成本较高; 不能用仪表检测网络的连接质量。,4.7.5 混合起爆,混合起爆是采用以上几种起爆方法的组合起爆系统。由于导爆索起爆需要用其它雷管起爆,本身就是混合起爆法。混合起爆易发挥各种起爆方法的优点: 电雷管容易控制,最适合于用作主起爆雷管; 导爆管雷管不受静杂电影响,且成本较低,适合于大量用于起爆网路上的各起爆点; 导爆索的传爆和起爆能力强,可以用在重要的起爆点和重要的连接部位。 在起爆网的设计中,应该充分考虑各种起爆器材的优缺点,扬长避短,从安全和经济上合理地布设起爆网
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