塑料膜包裝乳化炸藥應(yīng)用于預(yù)裂爆破的常見(jiàn)問(wèn)題分析

鮑俊

（福建海峽科化股份有限公司龍巖分公司，福建 龍巖 364000）

乳化炸藥泛指一類用乳化技術(shù)制備的油包水（W/O）乳膠型抗水工業(yè)炸藥[1]。乳化炸藥由于具有良好的抗水性能和穩(wěn)定的爆炸性能，逐漸成為爆破行業(yè)使用最廣泛的一類爆破器材。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)環(huán)保監(jiān)控愈加嚴(yán)厲，大量高污染的造紙廠關(guān)停，同時(shí)，應(yīng)國(guó)家《民爆行業(yè)技術(shù)進(jìn)步指導(dǎo)意見(jiàn)》的要求，乳化炸藥生產(chǎn)線的定員要求也越來(lái)越高，紙管包裝乳化炸藥被塑料膜包裝乳化炸藥替代已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。塑料膜包裝小直徑乳化炸藥在2007年開始全國(guó)推廣，已有近10年的時(shí)間，在國(guó)內(nèi)一些省份，塑料膜包裝乳化炸藥已完全取代紙包裝乳化炸藥。

但是，在塑料膜包裝小直徑乳化炸藥推廣初期，爆破施工單位使用非常不習(xí)慣，主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：①隧道爆破中，炮工在裝斜向上輔助眼時(shí)，因?yàn)樗幘砉饣?，總是?huì)從炮孔中滑落，裝藥效率低；②隧道爆破中，一些施工單位沒(méi)有填塞炮孔的習(xí)慣，經(jīng)常出現(xiàn)沖炮。歸根結(jié)底，這些問(wèn)題都是由于施工單位長(zhǎng)期使用紙包裝小直徑乳化炸藥養(yǎng)成了一些不良操作習(xí)慣，經(jīng)過(guò)半年左右的適應(yīng)期，這些習(xí)慣也基本都能糾正。然而，塑料膜包裝小直徑乳化炸藥用于預(yù)裂爆破中，不同的施工單位呈現(xiàn)出完全不同的爆破效果，一些工地在預(yù)裂爆破后，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)大量的塑料膜和殘藥，無(wú)法形成平整的輪廓面。本文針對(duì)這種問(wèn)題，模擬了不同施工單位預(yù)裂爆破現(xiàn)場(chǎng)炸藥和導(dǎo)爆索的連接方式進(jìn)行起爆試驗(yàn)，找到了問(wèn)題的根源，并提出解決方法。

1 預(yù)裂爆破現(xiàn)場(chǎng)情況簡(jiǎn)介

沿開挖邊界布置密集炮孔，采用不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆區(qū)爆破之前起爆，在爆破和保留區(qū)之間形成一道有一定寬度的貫穿裂縫，以減弱主體爆破對(duì)保留巖體的破壞，并形成平整的輪廓面的爆破作業(yè)稱預(yù)裂爆破[2]?；舅蓄A(yù)裂爆破的原理一樣，但每個(gè)施工單位采用的施工工藝不盡相同，造成了完全不同的爆破效果。

1.1 華潤(rùn)水泥冬瓜侖石灰石礦山

該工地為石灰?guī)r工地，使用的炸藥是2號(hào)巖石乳化炸藥Ф32 mm和Ф70 mm兩種規(guī)格的產(chǎn)品，上部裝藥段為單卷Ф32 mm炸藥，中部裝藥為兩卷Ф32 mm炸藥，底部裝藥為Ф70 mm炸藥，采用不連續(xù)裝藥的方式進(jìn)行捆綁，炸藥之間距離為80～100 cm，用電工膠布將導(dǎo)爆索、麻繩、炸藥三者捆綁，炸藥與導(dǎo)爆索、麻繩接觸的位置用電工膠布完全纏繞，通過(guò)導(dǎo)爆管雷管在地面起爆導(dǎo)爆索。該工地Ф32 mm炸藥由紙管包裝換成塑料膜包裝后，爆破效果沒(méi)有變化，預(yù)裂爆破效果一直較好，但是裝藥效率一直都不高。

1.2 漳州核電圍海造田爆破工地

該工地位于海岸線邊，巖石常年風(fēng)化，巖石多為頁(yè)巖。使用的炸藥是2號(hào)巖石乳化炸藥Ф32 mm規(guī)格的產(chǎn)品，使用一種“預(yù)裂管”裝藥爆破。這種“預(yù)裂管”是橢圓形的PVC塑料管，長(zhǎng)軸內(nèi)側(cè)40 mm、短軸內(nèi)側(cè)30 mm，長(zhǎng)軸端的兩側(cè)開有聚能槽，裝孔前先把Ф32 mm炸藥裝入管中，管兩端密實(shí)堵塞，采用連續(xù)裝藥的方式，用兩發(fā)雷管引爆。起爆后，通過(guò)長(zhǎng)軸端的聚能槽釋放能量對(duì)巖石進(jìn)行切割，預(yù)裂爆破效果非常好。該工地也沒(méi)有因?yàn)檎ㄋ幍陌b方式改變而影響爆破效果，但炸藥裝入PVC塑料管一直都非常耗時(shí)。

1.3 上杭紫金山金銅礦露采廠

該工地為銅礦開采工地，巖石多為泥灰?guī)r。使用的炸藥是2號(hào)巖石乳化炸藥塑料膜包裝Ф32 mm規(guī)格的產(chǎn)品，上部裝藥段為單卷Ф32 mm炸藥，中部裝藥為兩卷Ф32 mm炸藥，底部裝藥為三卷Ф32 mm炸藥，采用不連續(xù)裝藥的方式進(jìn)行捆綁，炸藥之間距離為5 cm，用電工膠布將導(dǎo)爆索、毛竹片、炸藥三者捆綁，炸藥與導(dǎo)爆索、毛竹片接觸的位置用電工膠布單點(diǎn)加強(qiáng)纏繞，通過(guò)導(dǎo)爆管雷管在地面起爆導(dǎo)爆索。該工地使用紙管包裝Ф32 mm乳化炸藥進(jìn)行預(yù)裂爆破時(shí)，預(yù)裂輪廓平整，效果好；而改為塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥進(jìn)行預(yù)裂爆破時(shí)，使用現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)大量炸藥包裝膜，預(yù)裂輪廓不平整，甚至出現(xiàn)預(yù)裂面未形成的情況。

2 情況分析

針對(duì)同樣包裝方式的乳化炸藥，在采用不同預(yù)裂爆破施工工藝的情況下，爆破效果截然不同?，F(xiàn)將上述3種施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：①上文中1.1工地的施工工藝，炸藥與導(dǎo)爆索完全接觸，因此，導(dǎo)爆索的起爆能可大量釋放于接觸的炸藥上，成功起爆炸藥的概率較高，但用麻繩固定炸藥和導(dǎo)爆索，在遇到炮孔底部有水或者泥沙時(shí)，底部裝藥較為困難。②上文中1.2工地的施工工藝，炸藥連續(xù)裝在PVC管中，已十分接近耦合裝藥，管兩端密實(shí)堵塞，用兩發(fā)雷管引爆，起爆成功率高，同時(shí)可以應(yīng)對(duì)孔底有水和泥沙的情況，但對(duì)炸藥的感度要求高，裝藥太長(zhǎng)易出現(xiàn)熄爆的情況，且操作難度較大，施工效率低。③上文中1.3工地的施工工藝，炸藥與導(dǎo)爆索接觸距離約5 cm，未接觸的位置，炸藥與導(dǎo)爆索的間距0～10 mm，導(dǎo)爆索的起爆能不能盡可能地釋放在炸藥上，可能存在炸藥無(wú)法被引爆的情況。由于藥卷兩端的鋁卡扣對(duì)傳爆有一定的削弱，即使有的藥卷完全起爆，但不足以殉爆相鄰的藥卷。用毛竹片固定炸藥和導(dǎo)爆索，可以更好地應(yīng)對(duì)孔底有水和泥沙的情況。

為了求證上述分析的結(jié)果正確與否，通過(guò)引爆試驗(yàn)進(jìn)行證實(shí)。

3 試驗(yàn)情況

試驗(yàn)主要分為3部分，分別是導(dǎo)爆索與炸藥平行間隔起爆試驗(yàn)、導(dǎo)爆索與炸藥不同接觸長(zhǎng)度起爆試驗(yàn)、導(dǎo)爆索引爆不同殉爆感度炸藥試驗(yàn)。同時(shí)，還對(duì)紙管包裝乳化炸藥與塑料膜包裝乳化炸藥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)用的紙管包裝乳化炸藥和塑料膜包裝乳化炸藥所有爆炸性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 導(dǎo)爆索與藥卷平行間隔起爆試驗(yàn)

為了驗(yàn)證導(dǎo)爆索與炸藥的間距對(duì)起爆的影響，將導(dǎo)爆索與藥卷平行放置，導(dǎo)爆索與藥卷重疊長(zhǎng)度為藥卷長(zhǎng)度，在導(dǎo)爆索與藥卷間隔不同距離的情況下，引爆導(dǎo)爆索，查看炸藥是否能被成功引爆，如圖1所示。

3.1.1 與紙管包裝Ф32 mm-200 g產(chǎn)品起爆

圖2為導(dǎo)爆索與紙管包裝Ф32 mm-200 g產(chǎn)品平行間隔起爆示意圖。

導(dǎo)爆索與藥卷平行，依次在間距0 mm、5 mm、2 mm的情況下分別引爆導(dǎo)爆索，最終測(cè)得的結(jié)果如表1所示（成功起爆次數(shù)/起爆次數(shù)）。

3.1.2 與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產(chǎn)品起爆

圖3為導(dǎo)爆索與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產(chǎn)品平行起爆示意圖。

導(dǎo)爆索與藥卷平行，依次在間距0 mm、5 mm、2 mm的情況下分別引爆導(dǎo)爆索，最終測(cè)得的結(jié)果如表2所示（成功起爆次數(shù)/起爆次數(shù)）。

結(jié)論：在導(dǎo)爆索與炸藥沒(méi)有接觸的前提下，導(dǎo)爆索均無(wú)法起爆紙管包裝和塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥，因此，導(dǎo)爆索要成功起爆乳化炸藥，就必須與之接觸。

3.2 導(dǎo)爆索與炸藥不同接觸長(zhǎng)度起爆試驗(yàn)

為了驗(yàn)證導(dǎo)爆管與藥卷的接觸長(zhǎng)度對(duì)起爆的影響，將導(dǎo)爆索與藥卷用膠布纏繞捆綁接觸，在導(dǎo)爆索與藥卷接觸長(zhǎng)度不同的情況下引爆導(dǎo)爆索，查看炸藥是否能被成功引爆，如圖4所示。

3.2.1 與紙管包裝Ф32 mm-200 g產(chǎn)品不同接觸長(zhǎng)度起爆

圖5為導(dǎo)爆索與紙管包裝Ф32 mm-200 g產(chǎn)品在不同接觸長(zhǎng)度下的起爆示意圖。

導(dǎo)爆索與藥卷捆綁接觸，在接觸長(zhǎng)度為10 cm、5 cm、3 cm、2 cm的情況下分別引爆導(dǎo)爆索，最終測(cè)得的結(jié)果如表3所示（成功起爆次數(shù)/起爆次數(shù)）。

3.2.2 與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產(chǎn)品不同接觸長(zhǎng)度起爆

圖6為導(dǎo)爆索與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產(chǎn)品不同接觸長(zhǎng)度起爆示意圖。

導(dǎo)爆索與藥卷捆綁接觸，在接觸長(zhǎng)度為10 cm、15 cm、18 cm、20 cm的情況下分別引爆導(dǎo)爆索，最終測(cè)得的結(jié)果如表4所示（成功起爆次數(shù)/起爆次數(shù)）。

結(jié)論：導(dǎo)爆索與塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥接觸達(dá)到20 cm才能確保起爆，而導(dǎo)爆索與紙管包裝Ф32 mm乳化炸藥僅需接觸5 cm就能完全起爆，紙管包裝的Ф32 mm乳化炸藥比塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥更容易被起爆。

3.3 導(dǎo)爆索引爆不同殉爆感度炸藥試驗(yàn)

為了驗(yàn)證乳化炸藥殉爆感度對(duì)導(dǎo)爆管起爆乳化炸藥的影響，將導(dǎo)爆索與藥卷用膠布纏繞捆綁接觸，殉爆距離為4 cm和殉爆距離為6 cm的塑料膜包裝乳化炸藥與導(dǎo)爆索接觸長(zhǎng)度相同的情況下引爆導(dǎo)爆索，查看炸藥是否能被成功引爆（與3.2類似）。

導(dǎo)爆索與藥卷捆綁接觸，在接觸長(zhǎng)度為10 cm、5 cm、3 cm、2 cm的情況下分別引爆導(dǎo)爆索，最終測(cè)得的結(jié)果如表5所示（成功起爆次數(shù)/起爆次數(shù)）。

結(jié)論：在乳化炸藥殉爆感度有明顯差異的情況下，導(dǎo)爆索與塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥接觸達(dá)20 cm就能確保起爆，在乳化炸藥爆炸性能都能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，殉爆感度對(duì)導(dǎo)爆索起爆乳化炸藥的難易程度影響不是十分明顯。

4 問(wèn)題解決對(duì)策

上述提到的3類預(yù)裂爆破作業(yè)方式各有利弊，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本文對(duì)南方孔底有水、裂隙較為發(fā)達(dá)或斜炮孔的預(yù)裂爆破作業(yè)面提出以下對(duì)策：①宜采用剛性材料（比如毛竹片、木條等）對(duì)導(dǎo)爆索和炸藥進(jìn)行固定，有利于藥包整體裝孔。②采用“預(yù)裂管”裝藥作業(yè)復(fù)雜，成本較高，且有裝藥間斷的風(fēng)險(xiǎn)，施工單位可向炸藥生產(chǎn)單位訂購(gòu)這類產(chǎn)品。③藥包制作過(guò)程中，炸藥無(wú)論是何種包裝方式，導(dǎo)爆索與炸藥應(yīng)完全緊密接觸，兩者不宜出現(xiàn)縫隙；與竹片連接時(shí)，可先將導(dǎo)爆索與炸藥緊密連接，再與竹片多點(diǎn)連接固定。④在遇到已儲(chǔ)存較長(zhǎng)時(shí)間或殉爆感度可能偏低的炸藥時(shí)，可采用雙股導(dǎo)爆索起爆。

5 結(jié)束語(yǔ)

塑料膜包裝乳化炸藥已在國(guó)內(nèi)大規(guī)模推廣，是未來(lái)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這類產(chǎn)品在沒(méi)有正確使用方法的引導(dǎo)下用于預(yù)裂爆破，極有可能造成施工效果不佳的情況。而預(yù)裂爆破是一種控制要求極高的爆破施工技術(shù)，尤其在南方山區(qū)應(yīng)用廣泛，炸藥生產(chǎn)單位應(yīng)及時(shí)向施工單位提供使用方面的指導(dǎo)，更新產(chǎn)品說(shuō)明書，讓施工單位不僅能達(dá)到預(yù)期效果，同時(shí)還能省時(shí)省力，節(jié)約成本。

［1］ 汪旭光.乳化炸藥［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008：102-103.

［2］ 汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社2011：249-251.