雷管起爆導(dǎo)爆管能力的實(shí)驗(yàn)研究

孫錦文

（馬鋼利民建筑安裝有限責(zé)任公司，安徽　馬鞍山243000）

雷管起爆導(dǎo)爆管能力的實(shí)驗(yàn)研究

孫錦文

（馬鋼利民建筑安裝有限責(zé)任公司，安徽馬鞍山243000）

【摘要】非電起爆系統(tǒng)在爆破工程中廣泛應(yīng)用，工業(yè)雷管如何安全、可靠起爆導(dǎo)爆管至關(guān)重要。本文開展了8號(hào)工業(yè)雷管起爆導(dǎo)爆管能力的模擬實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)雷管正、反向起爆導(dǎo)爆管情形，不同捆扎約束力情況下導(dǎo)爆管引爆概率進(jìn)行了研究，并對(duì)雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離和不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：（1）雷管正、反向起爆導(dǎo)爆管對(duì)起爆概率影響不大，但正向起爆存在金屬射流或破片切斷導(dǎo)爆管的可能；（2）導(dǎo)爆管的捆扎約束力越大，有效起爆導(dǎo)爆管數(shù)量越多，起爆概率越大；（3）雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離≥9cm。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析對(duì)工程爆破中非電起爆網(wǎng)絡(luò)起爆可靠性、安全性分析等方面具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)雷管；導(dǎo)爆管；正、反向起爆；可靠性

1　引言

非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路具有實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高、安全、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在工程爆破中得到了廣泛應(yīng)用。研究導(dǎo)爆管在雷管起爆下可靠度、安全性等問(wèn)題是非電起爆系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題，很多學(xué)者開展了此方面研究工作［1-3］。但在雷管起爆導(dǎo)爆管的極限根數(shù)、捆扎狀況、安全距離等方面涉及不多。本文基于此開展了8號(hào)工業(yè)雷管起爆導(dǎo)爆管能力的模擬實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)雷管正、反向起爆導(dǎo)爆管情形，不同捆扎約束力情況下導(dǎo)爆管引爆概率進(jìn)行了研究，并對(duì)雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離和不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，正、反向起爆起爆概率沒(méi)有明顯差別，但反向起爆能夠避免雷管金屬射流超前隔斷導(dǎo)爆管的可能性，起爆可靠性稍差一點(diǎn)。導(dǎo)爆管的捆扎約束力對(duì)起爆概率有一定影響，一般而言，捆扎緊密起爆可靠性高。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離≥9cm。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析對(duì)工程爆破中非電起爆網(wǎng)絡(luò)起爆可靠性、安全性分析等方面具有一定的參考價(jià)值。

2實(shí)驗(yàn)器材與方法

實(shí)驗(yàn)材料：8#工業(yè)電雷管，普通型塑料導(dǎo)爆管（保證每次導(dǎo)爆管實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度≥1.0m），MFB200型發(fā)爆，電氣絕緣膠帶等。

實(shí)驗(yàn)方法：每次實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)爆管長(zhǎng)度不小于1.0m，用電氣絕緣膠帶將給定根數(shù)導(dǎo)爆管均勻捆扎在一發(fā)8號(hào)工業(yè)雷管周圍。根據(jù)捆扎膠帶纏繞的圈數(shù)來(lái)確定導(dǎo)爆管所受的約束強(qiáng)度（同一個(gè)人操作），單層膠帶的抗拉強(qiáng)度可由電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)出［4］，測(cè)得的拉力峰值約為50N。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1導(dǎo)爆管的正向起爆和反向起爆

圖1　雷管正、反向起爆導(dǎo)爆管示意圖

用8#工業(yè)電雷管在相同條件下，進(jìn)行正向起爆（雷管的聚能穴朝向?qū)П軅鞅较颍┖头聪蚱鸨ɡ坠艿木勰苎ū诚驅(qū)П軅鞅较颍?shí)驗(yàn)，正、反向起爆如圖1所示，相同條件進(jìn)行三次水平實(shí)驗(yàn)，研究導(dǎo)爆管的未爆概率、被飛片劃破概率、被炸斷概率、被拉細(xì)概率。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表1所示。

從表1的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，單發(fā)8#工業(yè)電雷管正、反向起爆導(dǎo)爆管的起爆概率相差不大，僅在導(dǎo)爆管數(shù)量超過(guò)120根時(shí)，反向起爆概率略高。這是因?yàn)閷?duì)于正向起爆而言，雷管聚能穴會(huì)產(chǎn)生金屬射流或破片，而它們的速度要高于雷管中爆轟波速度和導(dǎo)爆管傳爆速度，金屬射流和破片會(huì)超前隔斷導(dǎo)爆管中爆轟波的傳播，致使導(dǎo)爆管的傳播中斷。而采用反向起爆由于金屬射流和破片與導(dǎo)爆管傳播方向相反，可以提高起爆可靠性。從表1還可以看出，對(duì)于正、方向起爆而言，不同情形下，導(dǎo)爆管被爆轟波炸斷、被飛片劃破或被拉細(xì)的概率基本差不多，沒(méi)有明顯差別。一般工程爆破中，在非電起爆網(wǎng)路中，采用捆扎法時(shí)，單發(fā)雷管起爆導(dǎo)爆管根數(shù)在30根以內(nèi)［5］，并且常采用雙發(fā)雷管起爆，所以工程爆破中采用正、反向起爆方式對(duì)起爆可靠性影響不大。

3.2導(dǎo)爆管捆扎約束力對(duì)起爆概率的影響

為了研究導(dǎo)爆管在捆扎松緊不同條件下起爆概率問(wèn)題，用在同一個(gè)人操作下纏繞膠帶的圈數(shù)來(lái)近似表示捆扎約束力大小，分別將膠帶在整個(gè)雷管周圍纏繞2圈、5圈和10圈來(lái)表示捆扎約束力由小到大。相同情況進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2　約束強(qiáng)度對(duì)雷管起爆導(dǎo)爆管概率的影響

從表2看以看出，導(dǎo)爆管的捆扎約束力越大，有效起爆導(dǎo)爆管數(shù)量越多，起爆概率越大。在導(dǎo)爆管根數(shù)較少時(shí)，即使是松散捆扎條件，也能全部起爆，但當(dāng)導(dǎo)爆管數(shù)量較多時(shí)，超過(guò)120根時(shí)，密實(shí)捆扎較松散捆扎起爆概率高，可靠性好。因此在工程爆破中，膠帶捆扎要盡可能密實(shí)一些，這樣才能使得導(dǎo)爆管捆扎約束力增大，起爆可靠性提高。

3.3雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離及不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離

圖2　雷管起爆導(dǎo)爆管可靠距離和安全距離實(shí)驗(yàn)

一般認(rèn)為雷管起爆后軸向產(chǎn)生射流作用，側(cè)向產(chǎn)生飛片，沖擊波以軸向傳播為主［6］。雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離是指在此距離范圍內(nèi)雷管都能可靠起爆導(dǎo)爆管，即雷管能夠完全起爆導(dǎo)爆管的最大相隔距離。而雷管起爆導(dǎo)爆管的安全距離是指在只要超過(guò)此距離導(dǎo)爆管不受雷管爆炸影響，即雷管不破壞導(dǎo)爆管的最小距離。為了研究雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離和安全距離，分別研究雷管軸線與導(dǎo)爆管相垂直、雷管軸線與導(dǎo)爆管相平行兩種情形下的起爆情況，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)在普通地面上和懸于空中兩種條件下進(jìn)行。相同條件進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，雷管軸線與導(dǎo)爆管平行放置宜于起爆和傳播，而雷管軸線與導(dǎo)爆管垂直放置起爆基本上不能正常起爆導(dǎo)爆管，這是由于雷管聚能穴存在會(huì)在雷管軸線產(chǎn)生高速的金屬射流，金屬射流速度高，很容易提前隔斷導(dǎo)爆管中爆轟波的傳播。對(duì)導(dǎo)爆管傳爆很不利。從另一個(gè)角度來(lái)看，采用正向起爆會(huì)存在著金屬射流超前隔斷導(dǎo)爆管中的爆轟波傳播，而導(dǎo)致傳爆中斷，相反采用反向起爆或?qū)坠芫勰苎ú扇“蔡幚淼却胧┰谝欢ǔ潭壬蠒?huì)提高非電起爆網(wǎng)絡(luò)的可靠性［4］。這就是為什么在表1中會(huì)有，當(dāng)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)爆管數(shù)量超過(guò)120根時(shí)，反向起爆概率會(huì)略高的事實(shí)。同時(shí)從表3還可以看出，在普通地面上起爆可靠性要高于空中，這是因?yàn)槔坠芷鸨笮纬傻臎_擊波在地面上會(huì)產(chǎn)生反射和疊加，激波強(qiáng)度增強(qiáng)，易于起爆，相反懸于空中情形下，沖擊波能量衰減快，激波強(qiáng)度相對(duì)小一些，因此起爆導(dǎo)爆管能力相對(duì)于普通地面上要差一點(diǎn)。從表3可以看出，根據(jù)導(dǎo)爆管與雷管不同距離實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)，雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離≥9cm。此距離測(cè)試結(jié)果對(duì)工程爆破中導(dǎo)爆管網(wǎng)路中雷管捆扎的導(dǎo)爆管層厚度、支路間導(dǎo)爆管擺放距離等方面有一定參考價(jià)值。

表3　導(dǎo)爆管兩種放置方式下的可靠距離和安全距離實(shí)驗(yàn)

4　結(jié)論

1）雷管正、反向起爆導(dǎo)爆管對(duì)起爆概率影響不大，但正向起爆存在金屬射流或破片超前隔斷導(dǎo)爆管傳爆的可能。

2）導(dǎo)爆管的捆扎約束力越大，有效起爆導(dǎo)爆管數(shù)量越多，起爆可靠性越高。

3）8#工業(yè)電雷管起爆導(dǎo)爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導(dǎo)爆管的安全距離≥9cm。

【參考文獻(xiàn)】

［1］梁開水，趙翔，張志旭.導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路可靠度分析［J］.爆破器材，2006，（5）：22-24.

［2］劉大斌.塑料導(dǎo)爆管的起爆、傳爆及輸出性能研究［J］.博士學(xué)位論文.南京理工大學(xué)，2002.

［3］馬建軍，黃風(fēng)雷.導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)及其可靠性研究［J］.礦冶工程，2002，（2）：26-27.

［4］鄭思友，翟廷海.工業(yè)雷管可靠起爆塑料導(dǎo)爆管試驗(yàn)研究［J］.爆破器材，2010.4：29，30，34.

［5］于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

［6］蔡瑞嬌.火工品設(shè)計(jì)原理［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，1999.

【作者簡(jiǎn)介】

孫錦文（1963-），男，安徽馬鞍山人，助理工程師，主要從事工民建、工程管理方面工作。

Experim ental study on the initiated reliability of nonel tube by industrial detonator

SUN Jin-w en
（Anhui M agang Construction and Installation Service Co.Ltd.，M a’anshang 243000，China）

【Abstract】Non-electrical initiation system has been widely applied in blasting projects.So howto keep the safety and reliability of industrial detonators initiating the nonel tubes becomes very important.The article carried out the simulation experiment of the nonel tubes initiated by industrial detonators of series 8.The experiment investigated the initiating probability under the condition of the front and back shooting methods and under the condition of different enlacing forces.Also，the reliability distance of initiating the nonel tubes and the safety distance of not destroying the nonel tubes were put forward.The experimental results showed that：（1）the initiating probability revealed a small difference when applying the front or back shooting methods.But the front shooting method may exit the thing that the metal jet and detonator fyer cut off the nonel tubes；（2）the bigger enlacing force of the nonel tubes was，the bigger number of effective initiating nonel tubes was，that is to say，the initiating probability is higher；（3）the reliability distance of the detonators initiated the nonel tubes was less than 1cm，and the safety distance of the detonators not destroying the nonel tubes was higher than 9cm.The experimental results and analyses in this article can be regarded as a reference for analyzing the safety and reliability of non-electrical initiation system.

【Keywords】industrial detonators； nonel tube； front and back shooting methods； reliability