提高低能导爆索传爆可靠性的研究

宋春梅 杨耀华

0 引言

平朔露天煤矿在煤层爆破过程中，为防止使用导爆管雷管出现瞎炮时，雷管混入原煤中，给洗选及用户使用造成安全隐患。需要使用大量的低能导爆索作为起爆器材引爆起爆具，由于一次起爆炮孔多，低能导爆索用量大，低能导爆索爆破网路连接工作量大，因此，要求连接方便快速；为了爆破的可靠性，爆破网路实现闭环起爆，要求来自爆破网路主线的正向、反向爆轰波都能引爆孔内的低能导爆索；搭接法、水手接法等常用的连接方法，不能满足其上述要求。平朔露天煤矿的爆破工程技术人员独创了一种可满足其爆破要求的连接方法“套接法”。该连接方法要求能导爆索连接后接触紧密、爆轰感度高，方可稳定传爆。国内很多生产厂家的低能导爆索，使用“套接法”连接后，导爆索连接部位产生“回弹”，索与索之间不能紧密接触，经常出现“断爆”问题，退出平朔市场。我厂搬迁改造后引进技术生产的6g低能导爆索在平朔露天煤矿使用后，由于同样的原因，退出了平朔市场。为了解决上述问题，通过对低能导爆索传爆可靠性影响因素进行试验研究后，采用了一种新型涂塑层材料，提高了低能导爆索传爆可靠性，满足了用户需求。

1 影响因素分析

1.1 涂塑层材料

低能导爆索涂塑层（外壳）的作用主要是（1）延迟爆轰产物的旁侧飞散，装药有外壳时极限直径和临界直径会大大减小，外壳的强度愈大，影响也愈大，但是，外壳对炸药爆轰的影响只是在装药直径小于极限直径时才强烈地表现出来，装药直径大于极限直径后，不论外壳强度多大也不能提高炸药的爆速，目前生产的6g低能导爆索的药芯直径都在装药密度的极限直径以上，所以，低能导爆索的外壳材料强度对其爆轰影响是微不足道的，（2）防水作用，目前大多数低能导爆索涂塑层材料是聚乙烯塑料或聚氯乙烯塑料，能起到很好地防水作用[1～2]。

低能导爆索涂塑层（外壳）材料聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料都能起到上述作用，但是这两种材料表面光滑，柔软性差，以此材料制造的低能导爆索在“套接”连接后，“套结”会逐渐回弹，特别是在冬季低温条件下低能导爆索发硬，柔软度更差，连接的低能导爆索之间接触紧密性更差，影响爆轰波传爆，甚至出现断爆现象。为了提高低能导爆索之间连接的紧密程度，要求涂塑层材料柔软性好、表面摩擦力大，在低温条件下柔软度也要好，连接后不反弹或反弹小，才能满足平朔露天煤矿冬季爆破需要[3～4]。

在北京某化工公司的帮助下，通过对多种化工材料进行试验后，选定了一种新型涂塑层CMB18材料，对使用该新型涂塑层材料的低能导爆索进行柔软性、表面摩擦力，在低温条件下柔软度试验，结果见表1。

表1 包覆层材料与低能导爆索连接接触紧密度

从试验结果看，使用新型涂塑层CMB18材料后，低能导爆索柔软性、表面摩擦力及在低温条件下柔软度明显提高，低能导爆索套接后，接触紧密。

对使用CMB18新型涂塑层材料的低能导爆索进行抗水性试验。取5 m长导爆索，浸入水深为1 m,水温为10℃～20℃的静水中，持续5 h,取出后擦去表面水，截成五根，每根1 m，搭接在一起，用一发8号雷管引爆。试验共进行20次，爆轰完全，表明低能导爆索用该CMB18新型材料做涂塑层抗水性合格。

1.2 药芯装药

导爆索药芯装药一般采用太安和黑索金。因太安爆炸性能、爆轰感度优于黑索金，国内大部分生产厂家从上世纪90年代陆续由黑索金改为太安。我厂普通导爆索药芯装药使用太安，多年来用户反映性能良好，因此仍采用太安为药芯装药。

1.3 包缠材料

导爆索包缠材料过去一般采用棉线，因棉线包缠后，导爆索直径较大，连接时，药芯间距离增加，包缠材料选用BT膜和BT丝，其优点是抗拉强度高、导爆索直径较小，连接时，药芯间距离减小，提高了起爆可靠性。

1.4 药芯装药量

平朔露天矿爆破采煤所用炸药为现场混装的乳化炸药和铵油炸药，无雷管感度，必须用起爆具引爆。为了取得好的爆破效果，起爆方式采用孔底起爆，即起爆具在炮孔的底部。为了确保导爆索不提前引爆炮孔上部的炸药，使孔底炸药先被引爆，必须使用装药量较少的低能导爆索，而不能使用普通导爆索。

根据GB∕T9786-2015，工业导爆索装药量及公差，低能导爆索装药量小于9 g∕m，公差为±1.0 g∕m。型号有2 g∕m、5 g∕m、6 g∕m、8 g∕m、9 g∕m。药芯药量越大，导爆索起爆能力越强，但药量增大，低能导爆索会使炮孔上部的炸药受到破坏或提前引爆，影响爆破效果；但药芯药量太少，又不能可靠地引爆起爆具。通过试验确定最佳装药量。

对不同型号的低能导爆索引爆起爆具进行试验，结果见表2.

表2 药芯药量与起爆性能

从表2可见，低能导爆索药芯药量大于6 g∕m，才能可靠地引爆起爆具。

对使用CMB18新型涂塑层材料的不同药芯药量的低能导爆索进行感度试验，取8 m低能导爆索，切成1 m长五根，3 m长一根，按搭接、束结（结头拉紧后不用其它材料捆绑）进行连接，用一发8号雷管引爆。检验爆轰是否完全。结果见表3.

表3 药芯药量与传爆性能

由表3可见，药量大于5 g∕m时，束结（结头拉紧后不用其它材料捆绑）也不会有断爆，表明使用CMB18新型材料做涂塑层的低能导爆索，传爆性能很好；药量2 g∕m的低能导爆索传爆性能低的原因是芯药药量太少，芯药直径小于临界直径，不能可靠传爆爆轰波。

2 措施

根据试验，综合考虑低能导爆索起爆能力和传爆可靠性，将CMB18作为涂塑层材料，其他生产工艺条件不变。

3 产品性能测试及使用

（1）通过对2016年11月-12月采取上述措施试生产的18批低能导爆索的爆速、传爆、感爆、抗水性能试验，产品达到GB∕T 9786-2015《工业导爆索》标准要求。

（2）采取上述措施生产低能导爆索5000米，模拟平朔露天煤矿爆破网路，分3次连接1500个“套接”，所有“套接”全部引爆，无断爆。模拟用户爆破网络导爆索连接方法（见图1），副线缠绕捆扎于主线，用8号金属壳工业雷管起爆主线。

图1 “套接”导爆索连接方法

（3）批量试生产的产品经送国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心检验，各项性能指标符合GB∕T 9786-2015《工业导爆索》标准要求，产品合格。

（4）截止到2017年底，采取上述措施后，生产低能导爆索100多万米，平朔露天煤矿使用80万米，未出现质量问题。

4 结论

使用新型涂塑层材料CMB18后，低能导爆索具有柔软性好、表面摩擦力大，在低温条件下柔软度好，套接后不反弹或反弹小，有利低能导爆索传爆。

该低能导爆索柔性、防滑，符合国家民用爆炸物品行业技术进步鼓励的导爆索发展方向。