雷管起爆導爆管能力的實驗研究

孫錦文

（馬鋼利民建筑安裝有限責任公司，安徽　馬鞍山243000）

雷管起爆導爆管能力的實驗研究

孫錦文

（馬鋼利民建筑安裝有限責任公司，安徽馬鞍山243000）

【摘要】非電起爆系統在爆破工程中廣泛應用，工業雷管如何安全、可靠起爆導爆管至關重要。本文開展了8號工業雷管起爆導爆管能力的模擬實驗，分別對雷管正、反向起爆導爆管情形，不同捆扎約束力情況下導爆管引爆概率進行了研究，并對雷管起爆導爆管的可靠距離和不破壞臨近導爆管的安全距離進行了研究。實驗結果表明：（1）雷管正、反向起爆導爆管對起爆概率影響不大，但正向起爆存在金屬射流或破片切斷導爆管的可能；（2）導爆管的捆扎約束力越大，有效起爆導爆管數量越多，起爆概率越大；（3）雷管起爆導爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導爆管的安全距離≥9cm。本文的實驗結果與分析對工程爆破中非電起爆網絡起爆可靠性、安全性分析等方面具有一定的參考價值。

【關鍵詞】工業雷管；導爆管；正、反向起爆；可靠性

1　引言

非電導爆管起爆網路具有實用性強、可靠性高、安全、操作簡便等優點，在工程爆破中得到了廣泛應用。研究導爆管在雷管起爆下可靠度、安全性等問題是非電起爆系統中的關鍵問題，很多學者開展了此方面研究工作［1-3］。但在雷管起爆導爆管的極限根數、捆扎狀況、安全距離等方面涉及不多。本文基于此開展了8號工業雷管起爆導爆管能力的模擬實驗，分別對雷管正、反向起爆導爆管情形，不同捆扎約束力情況下導爆管引爆概率進行了研究，并對雷管起爆導爆管的可靠距離和不破壞臨近導爆管的安全距離進行了研究。實驗結果表明，正、反向起爆起爆概率沒有明顯差別，但反向起爆能夠避免雷管金屬射流超前隔斷導爆管的可能性，起爆可靠性稍差一點。導爆管的捆扎約束力對起爆概率有一定影響，一般而言，捆扎緊密起爆可靠性高。同時根據實驗發現，雷管起爆導爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導爆管的安全距離≥9cm。本文的實驗結果與分析對工程爆破中非電起爆網絡起爆可靠性、安全性分析等方面具有一定的參考價值。

2實驗器材與方法

實驗材料：8#工業電雷管，普通型塑料導爆管（保證每次導爆管實驗長度≥1.0m），MFB200型發爆，電氣絕緣膠帶等。

實驗方法：每次實驗的導爆管長度不小于1.0m，用電氣絕緣膠帶將給定根數導爆管均勻捆扎在一發8號工業雷管周圍。根據捆扎膠帶纏繞的圈數來確定導爆管所受的約束強度（同一個人操作），單層膠帶的抗拉強度可由電子萬能試驗機測出［4］，測得的拉力峰值約為50N。

3　實驗結果與分析

3.1導爆管的正向起爆和反向起爆

圖1　雷管正、反向起爆導爆管示意圖

用8#工業電雷管在相同條件下，進行正向起爆（雷管的聚能穴朝向導爆管傳爆方向）和反向起爆（雷管的聚能穴背向導爆管傳爆方向）實驗，正、反向起爆如圖1所示，相同條件進行三次水平實驗，研究導爆管的未爆概率、被飛片劃破概率、被炸斷概率、被拉細概率。實驗測試結果如表1所示。

從表1的測試結果來看，單發8#工業電雷管正、反向起爆導爆管的起爆概率相差不大，僅在導爆管數量超過120根時，反向起爆概率略高。這是因為對于正向起爆而言，雷管聚能穴會產生金屬射流或破片，而它們的速度要高于雷管中爆轟波速度和導爆管傳爆速度，金屬射流和破片會超前隔斷導爆管中爆轟波的傳播，致使導爆管的傳播中斷。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，對于正、方向起爆而言，不同情形下，導爆管被爆轟波炸斷、被飛片劃破或被拉細的概率基本差不多，沒有明顯差別。一般工程爆破中，在非電起爆網路中，采用捆扎法時，單發雷管起爆導爆管根數在30根以內［5］，并且常采用雙發雷管起爆，所以工程爆破中采用正、反向起爆方式對起爆可靠性影響不大。

3.2導爆管捆扎約束力對起爆概率的影響

為了研究導爆管在捆扎松緊不同條件下起爆概率問題，用在同一個人操作下纏繞膠帶的圈數來近似表示捆扎約束力大小，分別將膠帶在整個雷管周圍纏繞2圈、5圈和10圈來表示捆扎約束力由小到大。相同情況進行3次平行實驗，實驗測試結果如表2所示。

表2　約束強度對雷管起爆導爆管概率的影響

從表2看以看出，導爆管的捆扎約束力越大，有效起爆導爆管數量越多，起爆概率越大。在導爆管根數較少時，即使是松散捆扎條件，也能全部起爆，但當導爆管數量較多時，超過120根時，密實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一些，這樣才能使得導爆管捆扎約束力增大，起爆可靠性提高。

3.3雷管起爆導爆管的可靠距離及不破壞臨近導爆管的安全距離

圖2　雷管起爆導爆管可靠距離和安全距離實驗

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

從表3可以看出，雷管軸線與導爆管平行放置宜于起爆和傳播，而雷管軸線與導爆管垂直放置起爆基本上不能正常起爆導爆管，這是由于雷管聚能穴存在會在雷管軸線產生高速的金屬射流，金屬射流速度高，很容易提前隔斷導爆管中爆轟波的傳播。對導爆管傳爆很不利。從另一個角度來看，采用正向起爆會存在著金屬射流超前隔斷導爆管中的爆轟波傳播，而導致傳爆中斷，相反采用反向起爆或對雷管聚能穴采取包覆處理等措施在一定程度上會提高非電起爆網絡的可靠性［4］。這就是為什么在表1中會有，當實驗導爆管數量超過120根時，反向起爆概率會略高的事實。同時從表3還可以看出，在普通地面上起爆可靠性要高于空中，這是因為雷管起爆后形成的沖擊波在地面上會產生反射和疊加，激波強度增強，易于起爆，相反懸于空中情形下，沖擊波能量衰減快，激波強度相對小一些，因此起爆導爆管能力相對于普通地面上要差一點。從表3可以看出，根據導爆管與雷管不同距離實驗結果，不難發現，雷管起爆導爆管的可靠距離≤1cm，不破壞臨近導爆管的安全距離≥9cm。此距離測試結果對工程爆破中導爆管網路中雷管捆扎的導爆管層厚度、支路間導爆管擺放距離等方面有一定參考價值。

表3　導爆管兩種放置方式下的可靠距離和安全距離實驗

4　結論

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

2）導爆管的捆扎約束力越大，有效起爆導爆管數量越多，起爆可靠性越高。

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

【參考文獻】

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

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

［3］馬建軍，黃風雷.導爆管起爆網路設計及其可靠性研究［J］.礦冶工程，2002，（2）：26-27.

［4］鄭思友，翟廷海.工業雷管可靠起爆塑料導爆管試驗研究［J］.爆破器材，2010.4：29，30，34.

［5］于亞倫.工程爆破理論與技術［M］.北京：冶金工業出版社，2004.

［6］蔡瑞嬌.火工品設計原理［M］.北京：北京理工大學出版社，1999.

【作者簡介】

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