低威力導爆管雷管在工程爆破中的優勢探析

張仲一，郭子如，李洪偉

(安徽理工大學化學工程學院，安徽淮南232001)

爆破技術在礦山、水利、掘進、公路以及建筑物拆除等方面都被廣泛應用,都屬于工程爆破的范疇,工程爆破成為我國基礎設施建設以及能源開采開挖中的重要一環。 工程爆破難度大,危險性高,必須對其高度重視。 雷管的選用是工程爆破中的關鍵環節之一[1-2]。

1 低威力導爆管雷管簡介

雷管在工程爆破的傳爆序列中發揮著至關重要的作用,在爆破中經常用到的常規雷管為8 號雷管。 低威力雷管指的是爆炸威力小于8 號雷管的6 號、4 號雷管,也稱為小雷管。 以6 號導爆管雷管為例,在穿鉛板試驗中,要求6 號導爆管雷管應能炸穿厚度為4 mm 的鉛板,而8 號導爆管雷管應能炸穿厚度為5 mm 的鉛板,鉛板穿孔直徑應不小于雷管外徑[3]。 低威力導爆管雷管一般作為連接管,而不直接用來引爆炸藥。

2 普通雷管在工程爆破中存在的問題

普通導爆管雷管在工程爆破中存在的問題主要在雷管與導爆管的連接處。 當雷管起爆后,其爆炸產生的管殼飛片很容易擊穿或者切斷與之連接在一起的導爆管,導致傳爆中斷。 這個問題無論是在露天爆破還是在掘進爆破中都有可能發生,管殼飛片擊穿導爆管的情形如圖1 所示。

圖1 普通8 號雷管管殼飛片擊穿導爆管

如果現場操作不采取防護措施,起爆之后出現雷管管殼飛片擊穿導爆管的概率極高,接著就會引發傳爆中斷。 分析原因是因為普通導爆管雷管底部裝藥量大于低威力雷管,其爆炸威力更大。 如果裝藥量較大,為保證雷管內部的裝藥能順利傳爆,就需要保證每一層裝藥有足夠的軸向起爆沖能[4],這就要求普通導爆管雷管管殼的約束也要大于低威力雷管。 綜上分析,普通導爆管雷管爆炸后產生的管殼飛片動能要遠大于低威力雷管。

2.1 安全性方面

在礦山開采爆破中,為減輕爆破振動,礦山的深孔爆破大多是采用逐孔起爆的方式[5-7]。 在逐孔起爆時,一旦在某一連接處傳爆中斷,后續的炮孔則無法正常起爆[8]。 出現這種情況,現場安全人員就需要在爆破后找到傳爆中斷處,如果現場條件允許,則進行二次起爆。 如果未起爆的炮孔被破壞得比較嚴重,就需要重新打孔裝藥,那么操作危險性就會大大提高。 如果炮孔比較多時,后排炮孔有1 ～2 個炮孔沒有正常起爆,那么排炮人員就有可能遺漏,在這之后大型機械進行作業時,就會有較大的安全風險[9]。

2.2 經濟性方面

以露天深孔爆破為例,如果某一炮孔沒有正常起爆,那么經濟損失較大。 首先是孔內裝藥的成本損失;其次是打孔的成本損失;最后是因炮孔未正常起爆導致爆破的巖石大塊率較高,需采用大型機械再開挖大塊巖石,從而增加的工程成本。 一般1個炮孔的成本在1 萬元左右。

2.3 效率方面

在露天爆破中,為避免飛片擊穿問題,需要對雷管進行防護。 一般是先將雷管和導爆管用膠帶捆扎在一起,然后用石塊將雷管圍住或用沙土直接將捆扎處掩埋以起到阻擋雷管飛片的作用。

井巷掘進爆破中,對雷管的防護操作更為復雜,這是因為在掌子面進行雷管連線時不可避免地會使雷管懸空,這時雷管爆炸后產生的飛片就會向四面八方飛散,需要在四周均做好防護。 而露天爆破時只需對傳爆方向進行防護即可。 在井巷掘進爆破中通常采用炮泥或者沙土將捆扎處包覆起來,外面再包裹上1 層紙殼或者塑料袋,最后再用膠帶捆扎好,這樣就完成了1 處防護。 防護工作難易程度與掌子面的大小有關,掌子面越大,防護工作越復雜。

工程爆破中為了防止導爆管雷管飛片擊穿導爆管,需要在爆破作業中完成較多的防護工作,直接影響了爆破作業效率。

3 低威力導爆管雷管在工程爆破中的優勢

由于低威力導爆管雷管威力較小,所以在工程爆破中一般作為連接管進行應用。 在安全性方面,低威力導爆管雷管在爆炸時一般不會擊穿導爆管。以奧瑞凱公司的6 號雷管和連接塊為例,在生產的連接塊后部加裝了1 個較大的帶有空心的柱形鉛塊,此鉛塊具有聚能控制雷管爆轟過程的作用。 雖然6 號雷管的起爆能力遠小于8 號雷管,但由于其后部裝有鉛塊,能量集中、利用率高,因此很容易將卡在連接塊上的導爆管引爆,反而普通的8 號雷管在爆炸后有較大一部分能量從雷管的側面釋放掉了,且容易導致雷管飛片飛散嚴重的問題[10]。

因此,使用低威力導爆管雷管作為連接管可以有效地避免出現炮孔不爆的情形,減少排炮過程中的危險,避免二次打孔以及起爆過程中的危險,減少了經濟損失。

使用普通導爆管雷管進行孔外連線時,防護工作費時費力,如果使用低威力導爆管雷管,就可大大縮短作業時間,提升作業效率。 另外,使用普通導爆管雷管作為傳爆管連接時要用膠帶去捆扎,操作起來比較費時,如果使用塑料連接塊連接普通導爆管,那么在導爆管的擊穿作用下,雷管起爆后連接塊的碎片比管殼本身的飛片還要明顯。 而使用低威力導爆管雷管則不容易出現上述問題,其配合塑料連接塊可以實現更加快速地連接。

4 結語

在工程爆破中,相對于普通導爆管雷管,低威力導爆管雷管作為孔外連接管更具有優勢,在安全性、經濟型和作業效率方面均優于普通導爆管雷管。