高壓電火花起爆原理在導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

張 飛

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610066）

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高壓電火花起爆原理在導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

張 飛

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610066）

【摘 要】本文主要闡述導(dǎo)爆管在電火花作用下的起爆原理：主要是利用導(dǎo)線(xiàn)端部間隙電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的電火花來(lái)引爆導(dǎo)爆管內(nèi)壁涂有的炸藥，在導(dǎo)爆管內(nèi)擠壓形成一定爆轟波來(lái)引爆孔內(nèi)炸藥?；诖?，在實(shí)際的礦山爆破中將該原理得以應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)；電火花起爆；應(yīng)用

1 工程概況

1.1 爆破工程概況

貴州三都雄寨石灰石礦山露天開(kāi)采，礦山整體屬于堅(jiān)硬巖石，節(jié)理裂隙中等發(fā)育，普氏系數(shù)7～10。礦山的開(kāi)采基本采用爆破的方式，大塊采用破碎錘進(jìn)行二次破碎，起爆網(wǎng)絡(luò)為導(dǎo)爆管非電起爆網(wǎng)絡(luò)。

在某一次爆破的時(shí)候，由于民爆公司長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有新進(jìn)其他段位的導(dǎo)爆管雷管，為了不影響到廠(chǎng)里的生產(chǎn)，需要緊急備料。與以往選用的連接管和孔內(nèi)雷管相比，該次設(shè)計(jì)選用的導(dǎo)爆管連接管的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致爆破飛石幾次炸斷網(wǎng)絡(luò)，形成多次拒爆。8號(hào)電雷管已經(jīng)使用完了，如果重新去炸藥庫(kù)房領(lǐng)雷管，路程較大、時(shí)間耽擱長(zhǎng)，運(yùn)輸費(fèi)用增加，不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)下沒(méi)有其他起方式起爆導(dǎo)爆管。

1.2 導(dǎo)爆管起爆原理

考慮到導(dǎo)爆管特有的結(jié)構(gòu)，在受到外界能量的激發(fā)后，管內(nèi)空氣絕熱壓縮，形成管內(nèi)沖擊波，并使管內(nèi)壁炸藥燃燒，燃燒產(chǎn)物與管內(nèi)空氣混合產(chǎn)生氣相爆炸反應(yīng)，反應(yīng)熱支持波陣面前移，形成穩(wěn)定的爆轟。管內(nèi)爆轟波及高溫爆轟產(chǎn)物流引發(fā)管末端雷管起爆，進(jìn)而引爆炸藥，達(dá)到起爆效果。起爆裝置有多種形式，常規(guī)的如導(dǎo)爆管激發(fā)槍、電雷管、高壓電火花均能起爆導(dǎo)爆管。由于以前起爆導(dǎo)爆管直接是用的8號(hào)電雷管起爆，是利用電雷管爆炸產(chǎn)生的爆炸能量來(lái)起爆導(dǎo)爆管。但本次爆破作業(yè)已沒(méi)有電雷管可用，時(shí)間緊迫，為了盡快解除警戒，恢復(fù)生產(chǎn)，考慮到導(dǎo)爆管的其他起爆方式是采用激發(fā)槍或高壓電火花來(lái)引爆這一原理，于是提出制造高壓火花來(lái)引爆導(dǎo)爆管，且在實(shí)際爆破工作中得以驗(yàn)證。

2 實(shí)踐操作

2.1 操作步驟

把起爆電雷管的花線(xiàn)剪下來(lái)，在電爆導(dǎo)線(xiàn)起爆網(wǎng)絡(luò)中，花線(xiàn)與導(dǎo)爆管聯(lián)接的一端的正負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)被互相扭結(jié)在一起（見(jiàn)圖1～圖3），長(zhǎng)度5～15cm，絕緣外皮必須確保完好；端頭需剪切齊整，并將其中一端頭的外皮剝開(kāi)使線(xiàn)芯外露約4cm，兩極線(xiàn)芯不得接觸，但盡可能的是兩線(xiàn)芯之間的間隙小。用刀割斷導(dǎo)爆管盡量使其平整，插入導(dǎo)爆管內(nèi)不少于2cm，另一端接在高壓電容起爆上，然后通電，導(dǎo)線(xiàn)端部產(chǎn)生電火花，再引起導(dǎo)爆管內(nèi)炸藥爆炸。

2.2 原理解讀

在電容起爆器的高電壓作用下，作為正負(fù)極的兩根電爆導(dǎo)線(xiàn)在相互扭結(jié)的端部瞬間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，在插入導(dǎo)爆管內(nèi)尖端處的兩極線(xiàn)芯由于距離近，在強(qiáng)大的電場(chǎng)下，兩極線(xiàn)芯間的空氣被電離，空氣中的帶電離子與導(dǎo)體電荷中和，出現(xiàn)放電火花，從而引爆導(dǎo)爆管內(nèi)壁的炸藥，炸藥爆炸后連續(xù)傳遞進(jìn)而引爆導(dǎo)爆管雷管，實(shí)現(xiàn)引爆，經(jīng)過(guò)實(shí)踐這個(gè)方法是可行的。

圖1　兩根花線(xiàn)的連接方法

圖2　與導(dǎo)爆管連接端的兩根花線(xiàn)扭結(jié)形狀

圖3　扭結(jié)花線(xiàn)與導(dǎo)爆管連接的方式

3 局限性及導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)方法

3.1 局限性

（1）由于該方法是用兩股扭結(jié)在一起的花線(xiàn)插進(jìn)導(dǎo)爆管內(nèi)部，因?qū)П軆?nèi)部空間窄小，在進(jìn)入的時(shí)候端部容易出現(xiàn)變形錯(cuò)位或者兩根導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)芯直接接觸，以至于在起爆時(shí)尖端間隙過(guò)大或沒(méi)有間隙而不能產(chǎn)生電火花而出現(xiàn)拒爆情況，在實(shí)際操作當(dāng)中也遇到了幾次這樣的現(xiàn)象，成功率比較低，可靠性較差。

（2）考慮到安全的前提下，重新引爆時(shí)需要在距離比較遠(yuǎn)的地方，用導(dǎo)線(xiàn)連接的時(shí)候，距離遠(yuǎn)了，導(dǎo)線(xiàn)電阻增大了，產(chǎn)生的電流偏小，產(chǎn)生的電火花也不能夠順利引爆導(dǎo)爆管，這就需要電壓大的電容起爆器才能夠保證起爆。

（3）一次最好起爆一發(fā)導(dǎo)爆管，在導(dǎo)爆管簇聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)踐難度較大，如遇到導(dǎo)爆管簇聯(lián)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多根炸斷情況，重新接線(xiàn)起爆時(shí)，需要增加連接管或者幾個(gè)導(dǎo)線(xiàn)并列于起爆器上面。

（4）在有瓦斯或者煤塵的環(huán)境下，禁止使用。

綜上所述，高壓電火花起爆法在導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)踐是可行的，但可靠性比較差，操作也比較麻煩。種種弊端導(dǎo)致了該方法在應(yīng)用推廣上受到限制，僅某些特殊情況下使用（如電雷管不夠）。

3.2 導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

考慮到導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)起爆容易出現(xiàn)的炸斷情況，針對(duì)多次爆破實(shí)踐，在設(shè)計(jì)選用的導(dǎo)爆管段位很重要，在保證降低爆破危害效應(yīng)的前提下，地表連接管盡量選用低段位，孔內(nèi)延時(shí)雷管盡量選用高段位。同時(shí)合理的微差時(shí)間也對(duì)爆破的效果起著決定性作用，根據(jù)《露天采礦手冊(cè)》［1］可以查詢(xún)到不同的抵抗線(xiàn)對(duì)應(yīng)的不同程度的延時(shí)時(shí)間，微差合理的時(shí)間間隔為：

式中：Δt ——合理微差時(shí)間間隔，ms；

W ——最小抵抗線(xiàn)，m；

n ——與巖石性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，取3～6ms/m。

就施工礦山地表一般采用5段作為連接管。孔內(nèi)延時(shí)在9～15段之間選擇。經(jīng)過(guò)改良后的爆破網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有再出現(xiàn)炸斷的情況。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山爆破新技術(shù)在不斷的發(fā)展，不斷的學(xué)習(xí)，才能更好的服務(wù)于生產(chǎn)。礦山爆破工作對(duì)于整個(gè)開(kāi)采環(huán)節(jié)起著十分重要的作用，爆破效果直接影響到礦山的開(kāi)采成本。針對(duì)這次討論的起爆原理，有優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)安全，不會(huì)出現(xiàn)早爆情況。但也有諸多弊端，還有許多需要改良的地方。

【參考文獻(xiàn)】

［1］中國(guó)礦業(yè)學(xué)院.露天采礦手冊(cè)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.

［2］廖成孟，鄧世學(xué)，龍曉玲，等.露天鐵礦臺(tái)階爆破參數(shù)優(yōu)化［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2010（8）：87-89.

High Voltage Spark Detonation Initiation Principle in Application of Pipe Network

ZHANG Fei
（Sichuan Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry， Chengdu 610066， China）

Abstract:This paper mainly expounds the guiding principle in the initiation of electrical discharge under the action of nonel tube is the use of wire tip in the electric field.The spark to detonate the nonel tube is coated on the inner wall under the action of some explosives.The detonating tube extrusion forming certain detonation wave hole detonated explosives.We will be in the principle of mine in the actual application.

Key words:nonel network； electric spark ignition； application

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD854.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1007-9386（2016）02-0061-02

【收稿日期】2015-12-15