第五章起爆方法课件.ppt
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1、第五章 起爆方法常用的工业炸药起爆方法可分为电力起爆法、非电起爆方法、其它起爆方法(超声波、电磁波、电磁感应起爆法) 工业炸药必须使用起爆器材才能被安全、可靠地激发爆炸。起爆器材包括:导火索、导爆索、继爆管、导爆管、雷管、起爆药柱、起爆器和起爆所需的其它用品。本章主要内容v非电起爆方法(导爆索起爆法、塑料导爆管起爆法)v电力起爆法v其它起爆方法各种各样的爆破器材各种各样的爆破器材各种各样的爆破器材各种各样的爆破器材高秒量非电导爆管雷管电子雷管无起爆药雷管磁电雷管http:/ 导爆索起爆法导爆索起爆法 导爆索起爆法是指用雷管激发导爆索,通过导爆索的猛炸药芯药传递爆轰并引爆炸药的一种起爆方法。 图
2、5-9 棉线普通导爆索结构1-芯线;2-黑索今或太安;3-内线层;4-中线层;5-沥青;6-纸条层;7-外线层;8-涂料层;9-防潮帽或防潮层5.1.1.导爆索的连接方式支线与干线之间的连接;炮孔与支线之间的连接;导爆索与导爆索之间的连接传爆方向和两根导爆索之间的夹角大小问题。搭接长度不应小于15cm图5-10导爆索的联接方法(a)搭结;(b)水手结;(c)、(d)、(e)套结;(f)三角结5.1.2导爆索与炸药的连接v导爆索与炸药的连接有两种常用方式:炮孔内连接及硐室内连接。图5-11导爆索与药包的联接(a)导爆索与药卷;(b)导爆索结1-导爆索;2-药卷;3-胶布;4-起爆体5.1.3导爆
3、索的引爆v导爆索可由炸药、火雷管、电雷管或导爆管雷管引爆。当用雷管引爆时,雷管聚能穴应朝向导爆索传爆方向。起爆导爆索的雷管应绑扎在距导爆索端部15cm以外的位置。导爆索可以直接起爆起爆药包,无需在起爆药包中装入雷管导爆索起爆网路由主干线、支线和继爆管组成。分为齐发起爆网路和毫秒起爆网路。 5.1.4 5.1.4 导爆索爆破网路导爆索爆破网路继爆管导爆索毫秒起爆网路非电导爆管雷管导爆索毫秒起爆网路5.1.4适用范围v导爆索网路的有点是安全性好、操作简单、使用方便、传爆稳定、快捷,一般不受外来电的影响。可用于深孔爆破、预裂和光面爆破、硐室爆破。v导爆索网路不能用仪表检查。露天爆破时噪声大,在人口稠
4、密区不宜采用。导爆索起爆能力检验 导爆索网路除联接处的套结、水手结外,禁止打结或打圈。交错敷设导爆索时,应在两根导爆索之间放一厚度不小于10cm的木垫块。 硐室爆破时,导爆索与铵油炸药接触的地方应采取防渗油措施或采用塑料被覆导爆索。 导爆索与普通药卷的联接如图5-11(a)所示。 对于大药包或硐室爆破,为提高导爆索起爆炸药的威力,常在插入炸药的一端打几个结或弯折两三次后捆成一个结图5-11(b)。图512 导爆索爆破网路a分段并联;b簇并联1雷管;2主干索;3支索 由于导爆索的爆速很高,导爆索网路中联接的所有装药几乎是同时爆炸。为了实现微差爆破,可在网路中联接继爆管(detonating co
5、rd millisecond connector)。图5-13环形网路 1-雷管;2-主干索;3-炮眼; 4-附加索;5-支索 继爆管是专门与导爆索配合使用的延期元件,实质上是装有毫秒延期元件的火雷管与一根消爆管的组合体,有单向和双向两种。 单向继爆管传爆具有方向性,如在使用中方向接反,爆轰就会中断。 由于继爆管的成本较高,随着抗杂散电流电雷管、抗静电延期电雷管性能的不断提高,特别是导爆管非电起爆技术的不断发展和完善,继爆管的使用量已大幅减少。 三、导爆索起爆法的特点三、导爆索起爆法的特点 导爆索起爆法主要具有如下优点: 1.爆破网路设计简单,操作方便,与电力起爆法相比,准备工作量少,不需对爆
6、破网路进行计算。 2.不受杂散电流、雷电以及其它各种电感应的影响(除非雷电直接击中导爆索)。 3.起爆准确可靠,能同时起爆多个装药。 4.不需在药包中联接雷管,因此在装药和处理盲炮时比较安全。 导爆索起爆法的不足之处主要是: 1. 成本高,噪声大。 2. 不能用仪器、仪表对爆破网路进行检查。无法对已经堵塞的炮眼或导洞中导爆索的状态进行准确判断。第三节第三节 电力起爆法电力起爆法5.3.1工业电雷管的分类及结构 普通电雷管(威海武岭爆破器材有限公司)电雷管电雷管 按通电后爆炸时间的不同以及是否允许用于有瓦按通电后爆炸时间的不同以及是否允许用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面,作如下分类:斯或煤尘爆炸
7、危险的工作面,作如下分类: 普通瞬发电雷管普通瞬发电雷管 普普 通通 电电 雷雷 管管 普通延期电雷管普通延期电雷管 电雷管电雷管 煤矿许用瞬发电雷管煤矿许用瞬发电雷管 煤矿许用电雷管煤矿许用电雷管 煤矿许用毫秒延期电雷管煤矿许用毫秒延期电雷管 根据主装药装药量的不同,电雷管可分为6号和8号两种。 雷管脚线的长度规定为2m,也可要求厂家供应其它长度脚线的电雷管。 电雷管壳使用的材料有纸、铜、覆铜钢、铝、铁等,但煤矿许用型电雷管的管壳只允许使用纸、铜、覆铜钢等材料。 (一)普通瞬发电雷管(common instantaneous electric detonator ) 普通瞬发电雷管简称瞬发电
8、雷管,是指通电后立即爆炸的电雷管,又叫即发电雷管。 下图5-4是纸壳瞬发电雷管的结构示意图。1-纸壳;2-加强帽;3-传火孔;4-脚线;5-铁箍;6-卡口;7-桥丝;8-引火头; 9-副装药;10-二遍主装药;11-头遍主装药;12-聚能穴图5-4 纸壳瞬发电雷管 电雷管结构脚线引火头卡口塞 电雷管结构桥丝和引火头桥丝和引火头 瞬发电雷管由火雷管和电点火元件组装而成,电点火元件由聚氯乙烯绝缘镀锌铁脚线、桥丝(直径40m的镍铬合金丝)、引火药头和塑料塞组成,过铁箍将塑料塞卡紧固定在纸壳火雷管的开口端。 金属壳的电雷管不需铁箍,直接将塑料塞卡紧在金属壳火雷管的开口端。引火药头是火柴头大小的一种滴状
9、物,由引火药(氧化剂和可燃剂的粉状混合物)配缩丁醛、明胶等粘合剂制成糊状,蘸在桥丝上,烘干后再在表面浸上防潮、防摩擦、防静电保护层而制成。它是影响电雷管质量的主要因素之一。 瞬发电雷管的作用原理:电雷管通电后,桥丝电阻产生热量点燃引火药头,引火药头迸发出的火焰激发雷管爆炸。 由于从通电开始到雷管爆炸只经历极短暂的瞬间,所以把它称为瞬发电雷管。 (二)普通延期电雷管(common delay electric detonator) 普通延期电雷管简称延期电雷管,是指装有延期元件或延期药的电雷管。 根据延期时间的不同,延期电雷管又分为秒延期电雷管、半秒延期电雷管、1/4秒延期电雷管和毫秒延期电雷管
10、。煤矿许用毫秒延期电雷管 我国延期电雷管的段别及其延期时间见下页表5-2。 延期电雷管与瞬发电雷管的区别主要在于延期电雷管在电点火元件与火雷管之间安置有延期元件或延期药。表5-2 秒延期电雷管的段别、秒量及脚线颜色段别延期时间/s脚线标志颜色10灰 红21.2灰 黄32.3灰 蓝43.5灰 白54.8绿 红66.2绿 黄77.7绿 蓝表5-3 半秒延期电雷管的段别与秒量段别延期时间/s标志10雷管壳上印有段别标志,每发雷管还有段别标签。20.531.041.552.062.573.083.594.0104.5表5-4国内毫秒延期电雷管段别与秒量段别第1ms系列/ms第ms系列/ms第ms系列/
11、ms第ms系列/ms续表(5-4)段别第1ms系列/ms第ms系列/ms第ms系列/ms第ms系列/ms1610207003301712007803601814008603951917009454302020001035470211125510221225550231350590241500630251675670261875710272075750282300800292550850302800900313050 1、秒延期电雷管(second delay electric detonator) 秒延期电雷管是段延期间隔时间为12s的延期电雷管,其延期元件为精制导火索。 根据导火索在雷管中的
12、装配位置,秒延期电雷管的结构可分为两种:一种为内置式,即将精制缓燃导火索装配在雷管内,不同的段别采用不同燃速和不同切长的缓燃导火索,如下图5-5(a)所示。秒延期电雷管秒延期电雷管1-金属管壳; 2-加强帽;3-导火索; 4-排气孔;5-脚线; 6-卡口塞;7-桥丝; 8-引火头;9-卡痕; 10-副装药; 11-二遍主装药;12-头遍主装药;13-聚能穴图5-5 秒延期电雷管 秒差和半秒差电雷管结构2、毫秒延期电雷管 毫秒延期电雷管是段间隔为十几毫秒至数百毫秒的延期电雷管。由于毫秒延期电雷管的延时精度高,不能采用导火索作延期元件。 我国早期毫秒延期电雷管的延期元件是具有一定燃烧速度和燃烧精度
13、的延期药,延期药的装填方式主要有装配式图5-6(a)和直填式图5-6(b)。 装配式是将延期药先在延期内管装压好,然后将它装入火雷管内,直填式则是将延期药装入火雷管内,再反扣长内管后,直接在雷管内加压。 目前我国毫秒延期电雷管的延期元件更多的是采用铅质延期体,同时取消了加强帽,如图5-6(c)所示。铅质延期体主要经过以下工序加工而成:首先在壁厚3mm左右、长度300mm左右、内径大于10mm的铅锑合金管内装入定量延期药。图5-6 毫秒延期电雷管 1-金属壳体;2-铅质延期体;2-传火孔;3-延期药芯;3-反扣长内管;4-脚线;5-卡口塞;6-桥丝;7-引火头;8-卡痕;8-延期药;9-副装药;
14、10-二遍主装药;11-头遍主装药毫秒延期电雷管结构脚线引火头卡口塞延期药 毫秒电雷管结构 经专用模具引拔至一定细度后切成一定长度的中间料管,然后再将三根(或五根)这样的中间料管装入一根铅锑合金大套管内,经多次引拔后到外径为6.15mm6.27mm,然后按要求的延期时间切成一定长度,这样就形成了三芯(或五芯)的铅锑合金延期体,简称铅质延期体。由于铅质延期体内的延期药分布均匀,延期精度高,所以在毫秒延期雷管中得到了广泛的应用。 3.1/4秒延期电雷管和1/2秒延期电雷管 1/4秒延期电雷管(sdelay electric detonator)和1/2秒延期电雷管(half-second dela
15、y electric detonator)是指段间隔为1/4秒和1/2秒的延期电雷管。 这两个品种延期电雷管的结构、电点火元件、电发火参数与毫秒延期电雷管相近,只是引火药头和延期药的组分有所不同。1/4秒延期电雷管多采用铅质三芯或五芯延期体;1/2秒的延期电雷管则采用秒级延期药,其延期元件有装配式和直填式两种。 4. 延期电雷管的作用原理 电雷管通电后,桥丝电阻产生热量点燃引火药头,引火药头迸发出的火焰引燃延期元件或延期药,延期元件或延期药按确定的速度燃烧并在延迟一定时间后将雷管引爆。 煤矿许用电雷管(威海 武岭爆破器材有限公司)(三)煤矿许用电雷管 允许在有瓦斯和煤尘爆炸危险的环境中使用的电
16、雷管统称煤矿许用电雷管。煤矿许用电雷管分为瞬发和毫秒延期两种类型。 为确保雷管的爆炸不致引起瓦斯和煤尘的爆炸,煤矿许用电雷管在普通电雷管的基础上采取了以下措施: 为消除雷管爆炸时产生的高温和火焰的引燃作用,在雷管的主装药内加入适量的消焰剂或采用其它有利于控制起爆药的爆温、火焰长度和火焰延续时间的添加剂。 为消除雷管爆炸飞散出的灼热碎片或残渣的引燃作用,禁止使用铝质管壳。 采用铅质五芯延期体,减少了延期药用量,并能吸收燃烧热,同时具有抑制延期药燃烧残渣喷出的作用。 采用燃烧温度低、气体生成量少的延期药。加强雷管的密封性,避免延期药燃烧时,火焰喷出管体引爆瓦斯或煤尘。 煤矿许用毫秒延期电雷管的段别
17、分为五段,最长延期时间不超过130ms。 5.3.25.3.2电雷管的性能参数电雷管的性能参数 电雷管的性能参数是国家制定与爆破相关的法规、标准,生产厂家进行质量检验,用户进行验收,爆破工程技术人员进行进行电爆网路设计、选用起爆电源和检测仪表的重要依据。电雷管的性能参数主要有:电阻、安全电流、发火电流、串联准爆电流和发火冲量等。 (一) 电阻(resistance) 电雷管的电阻就是桥丝电阻与脚线电阻之和,又称全电阻。电雷管在电流作用下爆炸是由于电流通过桥丝使其发热,灼热的桥丝点燃引火头,从而导致起爆药爆炸。 2m长铁脚线电雷管的全电阻不大于6.3,上下线差值不大于2.0;当采用铜脚线时,其全
18、电阻不大于4.0,上下线差值不大于1.0。电雷管在使用之前,要用爆破专用电表逐个测定每个电雷管的阻值,剔除断路、短路和阻值异常的电雷管。 根据焦耳-楞次定律,电流通过灼热桥丝产生的热量与桥丝的电阻值、电流强度和通电时间有关,计算公式: (5-1)式中: 电流通过桥丝放出的热量,J; 桥丝电阻值, ; 电路强度,A; 桥丝通电时间,s。 电雷管全电阻值是指桥丝电阻和脚线电阻之和,又称电雷管全电阻。测量电雷管的电阻值,只准使用规定的专用爆破电桥。爆破电桥的工作电流应小于30毫安。RtIQ2QRIt 爆破安全规程规定:用于同一爆破网路的电雷管应为同厂同型号产品,康铜桥丝雷管的电阻值差不得超过0.3,
19、镍铬桥丝雷管的电阻值差不得超过0.8。 (二)安全电流(safety current) 1. 最大不发火电流。对于某批或某个品种的电雷管,在5min内达到0.9999的不发火概率所能施加的最大恒定直流电流称为该批或该品种电雷管的最大不发火电流。 2. 最大安全电流,根据电雷管的最大不发火电流和要求的设计裕度,对其规定的在5min内不发火的恒定直流电流称为安全电流。国家标准规定电雷管的安全电流:康铜桥丝的雷管为0.3A,镍铬桥丝的雷管为0.125A。 安全电流的试验测试方法为:20发电雷管串联连结,测量电阻后,对该组电雷管通以0.18A的恒定直流,通电时间5min,电雷管均不爆炸为合格。 安全电
20、流是电雷管对电流安全的一个指标。在设计爆破专用仪表时,作为选择仪表输出电流的依据。 为确保安全,爆破安全规程规定:爆破专用电表的工作电流应小于30mA。 (三)发火电流(firing current) 1. 最小发火电流。对于某批或某个品种的电雷管,达到0.9999的发火概率所需施加的最小恒定直流电流称为该批或该品种电雷管的最小发火电流。 不同厂家不同型号电雷管的最小发火电流不尽相同,国家标准也未对其做出具体规定。在生产的常规检验中,厂家也不测定这个数值。 最小发火电流表示了电雷管对电流的敏感程度,是限定电雷管单发发火电流的重要依据。 2. 单发发火电流。根据电雷管的最小发火电流和要求的设计裕
21、度,对单发电雷管规定的在30s内发火的恒定直流电流称为单发发火电流。 国家标准规定电雷管的单发发火电流上限不大于0.45A。单发发火电流的数值是通过采用数理统计的方法进行试验和数据处理而得到的,是可靠引爆单发电雷管的最小准爆电流。 3 . 百毫秒发火电流。通电时间100ms,电雷管达到0.9999的发火概率所需施加的最小恒定直流电流称为百毫秒发火电流。 (四) 串联准爆电流(series firing current) 在一批电雷管中,单独对每个雷管通以最小发火电流,它将逐个全部爆炸。如果将同一批雷管,若干个串联起来,通过调整电源电压使流过网路的电流恰好等于最小发火电流,结果会发现并不是所有串
22、联着的雷管都能爆炸,总会有一些雷管不爆炸。 串联的雷管数目越多,这种不爆的雷管(俗称“丢炮”)也越多。如果将这些丢炮再逐个通入最小发火电流,则它们又单独地都爆炸了。 产生上述现象的原因在于电雷管电学性质的不均匀性。就是说,即使是同一批合格产品,由于桥丝电阻、桥丝焊接质量及引火药的物理状态存在着一定的差异,各雷管之间的各项电学特性参数值都不可能完全一样,因而表现为对电具有不同的敏感度。 在串联情况下,当电流通过时,总是最敏感的雷管先得到足够的电能而爆炸,造成串联网路断路,此时,敏感度较低的一些雷管,还没有获得足够的能量来点燃引火药,但由于网路已断,这些雷管因不能继续获得电能而形成丢炮被遗留下来。
23、 试验表明:通过串联网路的电流越大,丢炮就越少,当电流增大至某一数值时,就不再有丢炮。能使规定发数的串联电雷管全部起爆的规定恒定直流电流称为串联准爆电流。 国家标准规定:对于串联连接的20发电雷管通以1.2A恒定直流电流,应全部爆炸。其中的1.2A恒定直流电流就是国家标准规定的串联准爆电流,它是选用起爆电源以及进行电爆网路设计的重要依据。 爆破安全规程规定:电力起爆时,流经每个雷管的电流为:一般爆破,交流电不小于2.5A,直流电不小于2A;大爆破,交流电不小于4A,直流电不小于2.5A。v5.3.3电爆网路的组成5.3.3.1 起爆电源 照明电、动力电和发爆器是常用的起爆电源。干电池、蓄电池也
24、可作为少量电雷管的起爆电源。 (一)照明电和动力电 220v照明电和380v动力电作为起爆电源,特别适合大量电雷管的并联、串并联爆破网路。 用动力电源或照明电源起爆时,必须在安全地点设置两个双刀双掷刀闸,分别做为电源开关和放炮开关。 当电源刀闸开关合上以后,必须有指示灯发亮表示电源接通。放炮刀闸电源线应与电源开关刀闸的刀闸引线接通,放炮刀闸引线应与放炮母线接通,除放炮合闸外,平时放炮刀闸应放在另一掷处短路连接,防止外部电流进入雷管。 (二 )发爆器(blasting machine) 发爆器又称起爆器、放炮器。发爆器能够提供给爆破网路的电流较小,一般适用于电雷管的串联网路。由于它具有使用简单,
25、重量轻,便于携带的优点,在小规模的爆破工程中得到广泛的使用。 起爆器起爆器 目前使用的发爆器绝大多数是电容式发爆器,分为矿用防爆型(适用于具有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境)和非防爆两种类型,主要有以下几部分组成:1. 低压直流电源:一般采用4.5v或6伏干电池。2晶体管变流器:将直流电源变换成交流电源,经升压变压器升到几百伏。3整流电路:将交流高压电源整流成为直流高压电源。4储能电路:高压直流电源随即向储能电路的主电容器充电。 5限时电路:是矿用发爆器必需的组成部分,一般由机械式毫秒开关组成。设置限时电路的目的是防止电雷管引爆后,爆破电路被拉断或重新搭接产生电火花引起瓦斯或煤尘爆炸。 国家标准GB
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