低威力导爆管雷管在工程爆破中的优势探析

张仲一，郭子如，李洪伟

(安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001)

爆破技术在矿山、水利、掘进、公路以及建筑物拆除等方面都被广泛应用,都属于工程爆破的范畴,工程爆破成为我国基础设施建设以及能源开采开挖中的重要一环。 工程爆破难度大,危险性高,必须对其高度重视。 雷管的选用是工程爆破中的关键环节之一[1-2]。

1 低威力导爆管雷管简介

雷管在工程爆破的传爆序列中发挥着至关重要的作用,在爆破中经常用到的常规雷管为8 号雷管。 低威力雷管指的是爆炸威力小于8 号雷管的6 号、4 号雷管,也称为小雷管。 以6 号导爆管雷管为例,在穿铅板试验中,要求6 号导爆管雷管应能炸穿厚度为4 mm 的铅板,而8 号导爆管雷管应能炸穿厚度为5 mm 的铅板,铅板穿孔直径应不小于雷管外径[3]。 低威力导爆管雷管一般作为连接管,而不直接用来引爆炸药。

2 普通雷管在工程爆破中存在的问题

普通导爆管雷管在工程爆破中存在的问题主要在雷管与导爆管的连接处。 当雷管起爆后,其爆炸产生的管壳飞片很容易击穿或者切断与之连接在一起的导爆管,导致传爆中断。 这个问题无论是在露天爆破还是在掘进爆破中都有可能发生,管壳飞片击穿导爆管的情形如图1 所示。

图1 普通8 号雷管管壳飞片击穿导爆管

如果现场操作不采取防护措施,起爆之后出现雷管管壳飞片击穿导爆管的概率极高,接着就会引发传爆中断。 分析原因是因为普通导爆管雷管底部装药量大于低威力雷管,其爆炸威力更大。 如果装药量较大,为保证雷管内部的装药能顺利传爆,就需要保证每一层装药有足够的轴向起爆冲能[4],这就要求普通导爆管雷管管壳的约束也要大于低威力雷管。 综上分析,普通导爆管雷管爆炸后产生的管壳飞片动能要远大于低威力雷管。

2.1 安全性方面

在矿山开采爆破中,为减轻爆破振动,矿山的深孔爆破大多是采用逐孔起爆的方式[5-7]。 在逐孔起爆时,一旦在某一连接处传爆中断,后续的炮孔则无法正常起爆[8]。 出现这种情况,现场安全人员就需要在爆破后找到传爆中断处,如果现场条件允许,则进行二次起爆。 如果未起爆的炮孔被破坏得比较严重,就需要重新打孔装药,那么操作危险性就会大大提高。 如果炮孔比较多时,后排炮孔有1 ～2 个炮孔没有正常起爆,那么排炮人员就有可能遗漏,在这之后大型机械进行作业时,就会有较大的安全风险[9]。

2.2 经济性方面

以露天深孔爆破为例,如果某一炮孔没有正常起爆,那么经济损失较大。 首先是孔内装药的成本损失;其次是打孔的成本损失;最后是因炮孔未正常起爆导致爆破的岩石大块率较高,需采用大型机械再开挖大块岩石,从而增加的工程成本。 一般1个炮孔的成本在1 万元左右。

2.3 效率方面

在露天爆破中,为避免飞片击穿问题,需要对雷管进行防护。 一般是先将雷管和导爆管用胶带捆扎在一起,然后用石块将雷管围住或用沙土直接将捆扎处掩埋以起到阻挡雷管飞片的作用。

井巷掘进爆破中,对雷管的防护操作更为复杂,这是因为在掌子面进行雷管连线时不可避免地会使雷管悬空,这时雷管爆炸后产生的飞片就会向四面八方飞散,需要在四周均做好防护。 而露天爆破时只需对传爆方向进行防护即可。 在井巷掘进爆破中通常采用炮泥或者沙土将捆扎处包覆起来,外面再包裹上1 层纸壳或者塑料袋,最后再用胶带捆扎好,这样就完成了1 处防护。 防护工作难易程度与掌子面的大小有关,掌子面越大,防护工作越复杂。

工程爆破中为了防止导爆管雷管飞片击穿导爆管,需要在爆破作业中完成较多的防护工作,直接影响了爆破作业效率。

3 低威力导爆管雷管在工程爆破中的优势

由于低威力导爆管雷管威力较小,所以在工程爆破中一般作为连接管进行应用。 在安全性方面,低威力导爆管雷管在爆炸时一般不会击穿导爆管。以奥瑞凯公司的6 号雷管和连接块为例,在生产的连接块后部加装了1 个较大的带有空心的柱形铅块,此铅块具有聚能控制雷管爆轰过程的作用。 虽然6 号雷管的起爆能力远小于8 号雷管,但由于其后部装有铅块,能量集中、利用率高,因此很容易将卡在连接块上的导爆管引爆,反而普通的8 号雷管在爆炸后有较大一部分能量从雷管的侧面释放掉了,且容易导致雷管飞片飞散严重的问题[10]。

因此,使用低威力导爆管雷管作为连接管可以有效地避免出现炮孔不爆的情形,减少排炮过程中的危险,避免二次打孔以及起爆过程中的危险,减少了经济损失。

使用普通导爆管雷管进行孔外连线时,防护工作费时费力,如果使用低威力导爆管雷管,就可大大缩短作业时间,提升作业效率。 另外,使用普通导爆管雷管作为传爆管连接时要用胶带去捆扎,操作起来比较费时,如果使用塑料连接块连接普通导爆管,那么在导爆管的击穿作用下,雷管起爆后连接块的碎片比管壳本身的飞片还要明显。 而使用低威力导爆管雷管则不容易出现上述问题,其配合塑料连接块可以实现更加快速地连接。

4 结语

在工程爆破中,相对于普通导爆管雷管,低威力导爆管雷管作为孔外连接管更具有优势,在安全性、经济型和作业效率方面均优于普通导爆管雷管。