爆破工程第四章---起爆方法与技术课件.ppt
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1、起爆技术起爆技术第四章第四章 起爆技术起爆技术4.1 常用起爆方法4.1.1概述雷管?导爆索?电磁波?水下声波起爆法?导爆管起爆法、电力起爆法、导火索起爆法、导爆索起爆法;其中哪些是电力起爆法,哪些是非电起爆法。问题:起爆网路都有哪些?什么是混合起爆网路?问题分析1、在有瓦斯爆炸危险的环境中进行爆破,应采用电起爆而禁止采用火雷管和导爆管起爆;2、对大规模爆破或一次起爆炮孔数量多的爆破工程,如硐室爆破、深孔爆破和一次起爆数量较多的炮眼爆破,应采用电雷管、导爆管和导爆索起爆。4.1.2 4.1.2 电力起爆方法电力起爆方法主要问题:1、电爆网路基本构成:电雷管、导线、起爆电源和测量仪表;2、可检查
2、性准爆性、可靠性3、远距离起爆4、延期起爆5、抗电性差早爆、误爆危险6、可靠起爆电源7、设计、连接复杂 能否用电雷管设计隧道爆破网路?4.1.2.1 电雷管的主要参数电雷管的主要参数1、电雷管电阻、电雷管电阻脚线:铜和镀锌脚线:铜和镀锌;脚线线芯直径:脚线线芯直径:0.45mm和和0.45mm;脚线长度:脚线长度:2.00.1m;电阻值:电阻值:6.32.0欧;欧;4.01.0欧;欧;镍鉻桥丝电阻镍鉻桥丝电阻0.8欧;欧;2 2、安全电流、安全电流普通型雷管:普通型雷管:0.20A0.20A钝感型:钝感型:0.30A0.30A高钝感型:高钝感型:0.80A0.80A 将单发电雷管充电以上电流将
3、单发电雷管充电以上电流5min,5min,不发不发生爆炸。表明使用安全性的高低。如检生爆炸。表明使用安全性的高低。如检测电流,应小于测电流,应小于30mA.30mA.问题:标准中为什么将最高安全电流问题:标准中为什么将最高安全电流从从0.125A0.125A以上以上,提高到提高到0.18A0.18A以上以上,又定到又定到0.2A0.2A以上。以上。3、最小发火电流(最低准爆电流)发火电流的规定,实验中按通电时间为30ms时发火概率为0.9999的电流为最小发火电流。普通型雷管:普通型雷管:0.45A0.45A钝感型:钝感型:1.0A1.0A高钝感型:高钝感型:2.5A2.5A 反映了电雷管的起
4、爆感度。反映了电雷管的起爆感度。问题:准爆电流标准为什么将原来的不问题:准爆电流标准为什么将原来的不大于大于0.7A0.7A降低到不大于降低到不大于0.45A0.45A,说明了什么,说明了什么。3、串联起爆电流(成组串联最低准爆电流)对串联连接的20发电雷管通以恒定的电流,受试的所有电雷管全部起爆的电流。普通型雷管:普通型雷管:1.2A1.2A钝感型:钝感型:1.5A1.5A高钝感型:高钝感型:3.5A3.5A 反映了成组电雷管的起爆时,起爆电流能反映了成组电雷管的起爆时,起爆电流能保证烧断敏感度最高的雷管之前,将敏感度保证烧断敏感度最高的雷管之前,将敏感度低的雷管点燃。低的雷管点燃。问题问题
5、1 1:为什么在同一爆破网路中雷管,:为什么在同一爆破网路中雷管,有的响,有的不响有的响,有的不响。问题2:【?】直流不小于2A、交流不小于2.5A;【?】直流不小于2.5A、交流不小于4A;5、发火冲能 发火冲能也叫点燃电流冲能。其倒数表示电雷管的敏感度。点燃电流冲能越小,灵敏度越高。实验方法:恒定电流、通电时间100ms,求出发火概率0.9999的百毫秒电流值;再以2倍的百毫秒电流值恒定直流电流向电雷管通电,求出发火概率为0.9999的通电时间。普通型雷管:普通型雷管:2.0-7.92.0-7.9钝感型:钝感型:8.0-18.08.0-18.0高钝感型:高钝感型:80.0-140.080.
6、0-140.06、静电感度 在电容器为2000pF、串联电阻为0欧姆,按大于等于8KV、10KV对普通型和钝感型、高钝感型充电条件下,对电雷管的脚线-管壳放点,不应发火。7、延期时间 定义:名义延期时间、该段的上规格限和下规格限;名义延期时间、上规格限和下规格限的计算方法。问题:上下限平均值;上相邻名义延期时间平均值;下相邻名义延期时间平均值加末尾数。8、保证期顺发电雷管两年,延期电雷管一年半。R导线电阻,欧姆导线材料的电阻率,mm2/MS导线面积,mm2L导线长度,m.一般爆破断面积,0.42-0.45mm2;硐室爆破断面面积,端线、连接线、区域线0.5-1.0mm2;主线1.5mm2。4.
7、1.2.2 导线问答题24:在大型电爆网路中,通常将导线按其位置和作用分为几种?对导线有何要求?问答题25:电力起爆法施工工序有哪些环节?4.1.2.3 起爆电源一、基本要求:1、电压要求;(回忆起爆电流的要求)2、容量要求;3、足够大的发火能;(回忆发火能的大小)二、常用的种类1、电池;2、动力电;3、起爆器;问答题23:什么电源可作为电爆网路电源?对有煤尘和气体爆炸危险的矿井的起爆有什么特殊的规定?什么是防爆型起爆器?4.1.2.4 网路检查 简答19题:对测量电雷管和电爆网路电阻的电表应有哪些要求?问题:电雷管检查为什么用专用的导通器和专用电桥?检测电流多大?问答题22:检测电力起爆网路
8、时,发现电阻时大时小、不稳定,原因是什么?如何纠正?22、检测电力起爆网路时,发现电阻值时大时小、不稳定,原因是什么?如何纠正?答:用爆破电桥孔检测电爆网路时,电阻值不稳定,原因主要在于线路的接头有虚接或者接头胶布没包好接了地,也有可能是有的接头受潮了。纠正的方法是:(1)分段检测网路,找出引起电阻不稳定的所在段,把这一段的接头打开,重新连接好,包好胶布,做好绝缘,再进行检测。(2)为防止这种现象产生,在连接网路时,应把电雷管的脚线裸露部分用砂纸打磨去锈或剪去一段剥出新线再进行相互连接。在连接时,脚线之间、脚线与导线之间或者是导线之间都应绞接紧密,再用胶布包裹好,不得有假接或虚接,在有水地方要
9、把接头垫起来,不要浸水。相关内容一:电雷管的发火原理相关内容一:电雷管的发火原理依靠电引火元件点燃起爆药;或通过点燃延期药(延期体)(对延期雷管而言)后,再点燃起爆药;电引火元件是电雷管发火的关键部件。当电流通过桥丝时,必然产生热量,包敷在桥丝周围的引火药(引火剂)受到加热而发火。据焦耳楞次定律,电流通过桥丝时放出的热量同桥丝电阻值、通过桥丝的电流强度和通电时间有关,其公式是:(41)式中 Q电流通过灼热桥丝时放出的热量,J;I电流强度,A;R桥丝电阻值,;t桥丝通电时间,s。当I和t为定值时,若R不同,则所放出的热量也不一样。对于目前常见的弹性结构电引火元件,桥丝电阻值必然存在差异。这就会使
10、爆破网路中的成组电雷管在同时一次通电时,发生有的电雷管早爆,有的拒爆。这种情况俗称“丢炮”(也是造成瞎炮、盲炮的原因之一),是电爆网路最为忌讳的故障之一。当然,造成弹性结构电引火元件发火不一致的原因还有:引火药剂的热感度差异,以及引火药剂与桥丝的接触紧密程度(可能存在空隙)差异。不同的雷管制造厂,可能采用不同的桥丝(不同的直径或电阻率)或引火药剂(包括成分不同、配比不同)及其加工工艺,这些工艺上的差别可能造成雷管的桥丝电阻值、引火药剂的热感度差异,最终造成电引火元件发火一致性差异。问题讨论:为什么会出现丢炮?为了防止丢炮,在选择电雷管敷设电爆网路时,用于同一电爆网路中的电雷管应为同厂同批同型号
11、的产品,这样的雷管上述差异较小,发火一致性提高。为了克服上述差异,欧美国家早已淘汰弹性结构电引火元件,采用刚性结构电引火元件生产工艺。我国也已经有了半刚性和刚性结构电引火元件的生产雏形,将逐渐淘汰弹性结构电引火元件的生产和使用。图图55 电引火元件结构示意图电引火元件结构示意图弹性结构;b刚性结构1脚线;2塑料塞;3桥丝;4引火药;5金属脚1234a125/34b 式中 点燃敏感度最高的电雷管点燃时间,ms;点燃敏感度最低的电雷管点燃时间,ms;H点燃敏感度最高的电雷管的传导时间,ms。上述不等式说明,为了保证成组电雷管不会产生丢炮,敏感度最高的电雷管的爆炸反应时间必须大于敏感度最低的电雷管的
12、点燃时间。要做到这一点,除了增大成组电雷管的发火电流以外,在同一网路中的电雷管必须是同厂同批和同型号的电雷管,尽量缩小它们的敏感度的差值。二、电爆网路的设计和计算二、电爆网路的设计和计算在爆破工程中,电爆网路可以设计成串联并联和混合联三种形式。1.串联串联 这是一种最简单的网路,如图419所示。但这种网路只要其中任何一个雷管发生故障,则整个网路失效。图图419串联网路串联网路l电源;2主线;3脚线;4电雷管;5药室1串联网路串联网路 串联网路是将网路中的电雷管两根脚串联网路是将网路中的电雷管两根脚线依次连接成一串。线依次连接成一串。电源串联电爆网路计算:串联电爆网路计算:总电阻式中 R总电阻,
13、;R1主线电阻,;R2端线、联接线、区域线电阻,;n电雷管数目;r每个电雷管的电阻,。如果电源的电压为E,则通过网路和每个电雷管的电流为:(45)式中 I通过网路的总电流,A;i通过每个电雷管的电流,A。2、为了提高串联网路的起爆可靠性,在实际爆破中常采用串并联网路串并联网路(又叫复式串联网路)。如图420 图图4-20 串并联网路串并联网路3)混联网路混联网路又叫混合联电爆网路。是由串联和并联组合起来又叫混合联电爆网路。是由串联和并联组合起来的一种网路。通常采用串并联、并串联。的一种网路。通常采用串并联、并串联。电源电源串并联网路串并联网路电源电源并串联网路并串联网路串并联串并联(复式串联复
14、式串联)网路计算网路计算:总电阻 (46)所需电流 通过每个电雷管的实际电流为 (47)3.并联并联 将所有电雷管的一根脚线联在一起,另一根脚线也联在一起,分别接到电源两极上,就成为并联网路,如图421所示。这种网路起爆的可靠性较高,但要求的总电流较大。2并联电爆网路并联电爆网路并联网路是将所有要起爆的电雷管两脚线分别连并联网路是将所有要起爆的电雷管两脚线分别连到两根导线上,然后与电源相连接。到两根导线上,然后与电源相连接。起起 爆爆 电电 源源网路计算:网路计算:总电阻总电阻 (48)通过电爆网路的总电流通过电爆网路的总电流 (49)通过每个电雷管的电流通过每个电雷管的电流4.混合联混合联
15、混合联网路主要有并串联和并串并联(或复式并串联),见图422和图423。并串联网路计算:并串联网路计算:总电阻:(410)式中 m串联的炮孔或药室的数目;n并联成一组中的电雷管数目。通过电爆网路的总电流:(411)通过每个电雷管的电流 并串并(或复式并串)联网路计算并串并(或复式并串)联网路计算:总电阻:(412)通过电爆网路的总电流:(413)通过每个电雷管的电流在大规模爆破和特大规模爆破中,需要使用大量的电雷管,这就要分支路,即每一炮孔或药室装入两个电雷管并联起来,同一排或一小区域的炮孔或药室的电雷管串联起来组成一支路,各支路电阻加以平衡后,将各支路并联起来接入电源电路。这样的网路比前面几
16、种都要复杂,称为并串并联网路和并串并并联网路。其计算的基本原理如前所述,在此就不再赘述。三、电爆网路各组成部分的选择三、电爆网路各组成部分的选择前面已经谈过对电雷管的选择,现在主要介绍网路导线和电源的选择。(一)导线(一)导线 电爆网路中的导线包括以下各种:脚线脚线从电雷管内引出的两根导线。它通常是直径0.5mm、长1.52m的铜芯或铁芯涂蜡纱包线或聚氯乙烯绝缘线。端线端线联接电雷管脚线引出至孔口或药室口的导线。直径不得小于0.8mm,一般用单股直径1.131.38mm的绝缘胶皮线。联接线联接线联结各孔口或药室口之间的导线,规格同端线。区域线区域线联结主线和联接线的导线。实施分区爆破时,各分区
17、与主线间的联线也称区域线。规格同端线。主线从爆破电站内主刀闸开关器起至爆破区域线(或至联接线)的导线。它在爆破中可以多次重复使用。一般用七股直径1.682.11mm的绝缘胶皮线。24、在大型电爆网路中,通常将导线按其位置和作用划分为几种?对导线有何要求?答:在大型电爆网路中常将导线按其位置和作用划分为端线、连接线、区域线和主线。电爆网路中使用的导线一般采用绝缘良好的铜线和铝线。(二)电源(二)电源 电起爆的电源,有放炮器、干电池、蓄电池、移动式发电站、照明电力线、电力动力线。放炮器又称起爆器,因为它只能供给线路很小的电流,所以仅适用于电雷管串联网路。由于它使用简单,重量轻,便易于携带,在炮眼法
18、或小规模爆破中被广泛使用。放炮器类型很多,但按其结构及作用原理的不同,可分为发电机式或电容式两类。目前最常用的放炮器是电容式放炮器,其典型电路见图424。四、电爆网路计算实例四、电爆网路计算实例某路堑大爆破,共19个药室。按照爆破设计,其中14个药室用即发电雷管,其余5个药室用延迟2s的电雷管起爆,见图428。请大家动手算算。五、电起爆法的操作工艺五、电起爆法的操作工艺电起爆法的操作工艺包括:起爆药包的制备、装药、堵塞、网路敷设和连接、导通和通电起爆;其中部分内容已在有关章节中介绍过了,此处只着重介绍网路的敷设与连接以及网路的导通。(一)网路的敷设与连接实施这项工作时应该十分认真仔细,要求网路
19、敷设牢固、连接紧密、导电性能良好、绝缘可靠和符合设计要求。所有各类导线在连接之前必须短接(即短路),正式连接时将它打开,用砂纸或小刀擦净或刮掉线芯上的氧化物和油污,如果采用的是单股导线,则多采用直线型连接法,如图429所示。主线一般多采用多股芯线的胶皮线或电缆,连接时,先将导线的各股单线分别扳开成伞骨形,再将每根单线用砂纸或小刀擦净和刮光,然后参差地相向合并,用钳子将各根单线向合并的电线绕接,如图430所示。(二)网路的导通导通的目的是用导通仪来检验网路敷设和连接的质量,以确保网路通电后能顺利地起爆。导通的原理是用导通仪测定整个网路或网路的某一局部的电阻值与设计计算的电阻值进行比较,如果两者相
20、差太大,则证明网路中某部分发生了断路、短路、漏连和漏电等毛病,因此要对网路进行检查和修正。用来测量电爆网路和电雷管电阻的导通仪必须是爆破专用的爆破线路电桥和爆破欧姆表,不能采用普通的电桥、欧姆表和万能表等。六、电起爆法的特点和适用条件六、电起爆法的特点和适用条件电起爆法可广泛应用于炮眼、深孔和药室爆破中。电起爆法可广泛应用于炮眼、深孔和药室爆破中。它的优点是:它的优点是:(1)可以实现远距离操作,大大提高了起爆的安全感;(2)可以同时起爆大量药包,有利于增大爆破量;(3)可以准确控制起爆时间和延期时间,有利于改善爆破效果;(4)起爆前可以用仪表检查电雷管的质量和起爆网路的施工质量,从而保证了起
21、爆网路的正确性和起爆的可靠性。它的缺点是:它的缺点是:(1)准备工作复杂,作业时间长;(2)电爆网路设计和计算繁琐,要求操作者具备一定的电工知识;(3)必须具备起爆的电源;(4)在有外来电的地方,潜在着引起电雷管早爆的危险。电源电源硐室爆破并串并复式硐室爆破并串并复式起爆网路示意图起爆网路示意图第三节第三节 其它起爆法其它起爆法一、电磁波起爆法一、电磁波起爆法这是为实施水中大规模遥控爆破而研究出来的一种起爆方法。这种起爆方法所使用仪器的关键部件是运用电磁感应原理制成的遥控装置。图433是这种起爆法的原理图。整个系统由振荡器、环形天线、接收线圈和起爆元件组成。电磁波起爆法的优点是:电磁波起爆法的
22、优点是:(1)采用550H。低频,因而发射机结构简单,造价较低;(2)接收线圈内不装电池,完全靠强力电磁波经检波器积分进行电压积累,结构简单,成本低,安全;(3)穿透能力强,在海水中可达100m深。缺点是:缺点是:(1)天线大,且需浮在水面上,施工很不便,灵活性差;(2)接收线圈抗干扰能力差,水下存在强电场时,可能误爆;(3)需要产生强力电磁波,发射机功率要大,因而机身笨重,移动不便。二、水下声波起爆法二、水下声波起爆法水对电磁波的吸收能力很强。电磁波在水中传播时衰减很快,传送距离不能很远。然而水对声波的传递能力却要强得多,因此,现代水下爆破倾向于声波起爆。图434是水下声波起爆系统的原理图。
23、安装在指挥船上的发射器通过伸入水中的送波器向水中发射超声波,水下炮眼口的接收器接收到超声波后,接通起爆装置的电源,引爆药包。这个系统的起爆元件分A型和B型两种,分别与电雷管及内藏电池连接好,装入水底炮孔内,将接收器引出孔外0.2m左右。声波通过水传到A型元件时,受波器接收信号后接通起爆装置的电源,电雷管起爆,引爆炮孔内药包,药包爆炸产生水下冲击波,当其压力达到10106Pa时,使B型元件的受波器工作,引爆药包;B型元件药包爆炸又引爆挨近的另外的B型元件药包,就这样引爆一大片。水下声波起爆法优点是:(1)由于接收装置采用电子线路,抗干扰能力强,能避免误爆;(2)接收装置有内藏电池,减轻了发射机的
24、负担,便于携带,实用性强;(3)能穿透水深100m,遥控距离达12km。缺点是超声波发射器和接收装置结构复杂且成本高。水下声波起爆技术无需拉线,避免了深水水下拉线起爆的技术上和施工中的许多困难,安全性和准爆可靠性大大增加了。它对发展深水水下爆破技术有着十分重要的意义。有关电爆网路的简答题:22题:检测电力起爆网路时,发现阻值时大时小,不稳定,原因是什么?如何纠正?23题:什么电源可以作为电爆网路起爆电源?对有煤尘和气体爆炸危险的矿井起爆电源有什么特殊的规定?24题:在大型电爆网路中,通常将导线按其位置和作用划分为几种?对导线有何要求?25题:电力起爆法施工工序有哪些?33题:常用的混合起爆网路
25、?22、检测电力起爆网路时,发现电阻值时大时小、不稳定,原因是什么?如何纠正?答:用爆破电桥孔检测电爆网路时,电阻值不稳定,原因主要在于线路的接头有虚接或者接头胶布没包好接了地,也有可能是有的接头受潮了。纠正的方法是:(1)分段检测网路,找出引起电阻不稳定的所在段,把这一段的接头打开,重新连接好,包好胶布,做好绝缘,再进行检测。(2)为防止这种现象产生,在连接网路时,应把电雷管的脚线裸露部分用砂纸打磨去锈或剪去一段剥出新线再进行相互连接。在连接时,脚线之间、脚线与导线之间或者是导线之间都应绞接紧密,再用胶布包裹好,不得有假接或虚接,在有水地方要把接头垫起来,不要浸水。23、什么电源可以作为电爆
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