毫秒電磁雷管在豐龍立井掘進(jìn)爆破中的應(yīng)用

徐思凌

（中鼎國際工程有限責(zé)任公司 礦山隧道分公司，江西 南昌330096）

在立井掘進(jìn)爆破中，炮眼數(shù)目多，只能全斷面一次爆破。如果出現(xiàn)拒爆，處理難度比平巷、斜井大得多。為了防止拒爆，防止丟炮和斷路，立井掘進(jìn)的毫秒電雷管，一般采用環(huán)形閉合大并聯(lián)，以使網(wǎng)路中每個(gè)雷管都能獲得較高的電壓和電流。缺點(diǎn)是：并聯(lián)網(wǎng)路所需的電流強(qiáng)度較大，雷管數(shù)量多時(shí)，往往超過電源的容許能量，需要較大截面的大電纜作母線，故一般不用起爆器起爆單純的并聯(lián)網(wǎng)路；大多數(shù)使用380V交流電作發(fā)爆電源。此外，不易連線，不宜采用發(fā)爆器，不宜用于煤與瓦斯突出的工作面爆破作業(yè)。并聯(lián)網(wǎng)路用儀表檢查漏接比較困難。

電磁雷管是近年來出現(xiàn)的一種新型民用工程爆破雷管，用于爆破工程，特別在立井爆破中，具有連線簡單、拒爆少、安全的優(yōu)點(diǎn)，故得到迅速的推廣與使用。2007年，在本公司承建施工的豐龍副立井掘進(jìn)爆破中使用礦用毫秒電磁雷管啟爆炸藥，效果良好。

1 電磁雷管的特點(diǎn)

1）毫秒電磁雷管的功能和普通的毫秒、段發(fā)電雷管相同，僅在普通雷管腳線的端頭部增加了一個(gè)磁環(huán)，雷管腳線在磁環(huán)上繞上適當(dāng)匝數(shù)的線圈，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。腳線長度一般為2～5m，長度可根據(jù)需要向廠家訂做（見圖1、圖2）。

使用這種雷管時(shí)不需要按電流大小設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)路，連線時(shí)，只需用一根單芯導(dǎo)線穿過所有起爆雷管的磁環(huán)，并與放炮母線連接即可（見圖3、圖4）。

圖1 帶塑料護(hù)套的毫秒電磁雷管的磁環(huán)外形

圖2 毫秒電磁雷管的磁環(huán)和線圈

圖3 單個(gè)毫秒電磁雷管的連線

圖4 毫秒電磁雷管的磁環(huán)和線圈

2）通過在現(xiàn)場使用后，與普通毫秒電雷管相比，優(yōu)點(diǎn)有：

（1）在立井全斷面一次爆破中，如果采用普通毫秒電雷管，為了減少拒爆，一般采用環(huán)形閉合大并連或分組串并連，需要較大的起爆電流，需要較大線徑的電纜（35～50 mm2），需進(jìn)行復(fù)雜的電爆網(wǎng)路計(jì)算。

（2）電磁雷管，連線簡單，操作方便，省工省時(shí)，縮短了放炮時(shí)間，不需要進(jìn)行電爆網(wǎng)路計(jì)算。

（3）能抗雜散電流，施工安全可靠，工作面裝藥連線時(shí)，不需要切斷井內(nèi)用電設(shè)備的電源，不不影響井下正常的排水、照明和通訊聯(lián)絡(luò)。

（4）抗水能力強(qiáng)，爆破效果顯著，在井下含水巖層中爆破時(shí)，均能達(dá)到理想的爆破效果，未發(fā)現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。

（5）起爆裝置。

起爆毫秒電磁雷管采用FBG－100礦用隔爆型高頻發(fā)爆器，其技術(shù)參數(shù)如下：為額定發(fā)爆能力100發(fā)；輸出脈沖峰值電流≥16A；輸出脈沖峰值電壓≤700V；額定爆破網(wǎng)路電阻5～10Ω；工作頻率范圍20～30kHz；電源（密封鎘鎳電池）12V；顯示方式為聲光報(bào)警。

2 毫秒電磁雷管在立井爆破中的應(yīng)用實(shí)例

1）江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司豐龍煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.9Mt／a，由主井、副井和回風(fēng)井、進(jìn)風(fēng)井四個(gè)立井組成，其中副立井井筒由本公司承建施工。

副立井井深966.273m，井筒凈徑Φ6.5m。進(jìn)入基巖段后，組織快速、優(yōu)質(zhì)、安全、文明施工，使用礦用毫秒電磁雷管啟爆炸藥，在地面放炮。其中2007年3月份，取得了最高月成井131.5m的好成績，再次刷新我省立井施工新記錄。4、5、6月又連續(xù)成井128m、124m、113m，基巖段平均月成井105m。工程質(zhì)量優(yōu)良，安全無重傷以上人身傷害事故和中型機(jī)電設(shè)備事故。該工程現(xiàn)經(jīng)5年多的生產(chǎn)和地壓考驗(yàn)，質(zhì)量良好，2009年12月榮獲煤炭行業(yè)優(yōu)質(zhì)工程稱號(hào)和煤炭行業(yè)工程質(zhì)量“太陽杯”獎(jiǎng)，得到了業(yè)主單位、上級(jí)單位的好評(píng)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2）如果采用煤礦許用電毫秒雷管，掘進(jìn)炮孔布置見圖5〔1〕。每茬炮共消耗N＝128個(gè)雷管。雷管群采用環(huán)形閉合大并聯(lián)。采用獨(dú)立的380V交流電，在地面放炮。母線采用礦用橡套電纜，電纜長度1000m，試選用電纜規(guī)格。

圖5 豐龍副立井筒掘進(jìn)炮孔布置

電爆網(wǎng)路和母線電纜選型計(jì)算如下：

已知：交流電E＝380V，雷管的平均全電阻r＝3Ω，安全電流I0＝0.18A，單發(fā)發(fā)火直流電電流I0＝0.45A，單發(fā)發(fā)火交流電電流I0＝0.9A，最敏感發(fā)火沖量0.6A2ms，最純感發(fā)火沖量0.85A2ms。

《爆破安全規(guī)程》規(guī)定：起爆電源功率應(yīng)能保證全部電雷管準(zhǔn)爆；流經(jīng)每個(gè)雷管的電流應(yīng)滿足一般爆破，交流電不小于2.5A，直流電不小于2A，硐室爆破，交流電不小于4A，直流電不小于2.5A。

并聯(lián)電爆網(wǎng)路的總電阻按下式計(jì)算：

要求最小準(zhǔn)爆總電流：

要求并聯(lián)電爆網(wǎng)路的總電阻：

要求放炮母線電纜的電阻：

查電纜表，至少需選用U500－2×35（35mm2）以上的銅芯橡套電纜，其單芯電阻為0.524Ω／km，雙芯回路電阻r0＝0.524×2×1＝1.048Ω／km。按此計(jì)算，需選用 U500－2×50（50mm2）的銅芯橡套電纜。

豐龍副立井改用毫秒電磁雷管啟爆后，放炮母線電纜為U500－2×6（6mm2），雷管連線，未出現(xiàn)過雷管拒爆現(xiàn)象。

〔1〕徐思凌，鄒根林，劉永根，等.豐龍煤礦千米立井井筒安全優(yōu)質(zhì)快速施工〔J〕.建井技術(shù)，2010（3）.