爆破器材与起爆方法-课件

2.2起爆器材

工程上大量使用的炸药敏感度都比较低，必须用爆炸能来引爆;感度稍高的工业炸药可以用雷管的爆炸能来引爆，雷管是人为地将热能转变为爆炸的器件;感度低的工业炸药需要用起爆药包引爆，起爆药包用雷管引爆。医学课件1起爆器材一览表医学课件2火雷管结构1-管壳，用金属、纸或塑料制成圆管状；2-起爆药（加强药），爆炸威力更大，爆速更高；3-起爆药，具有良好的火焰感度；4-加强帽，中心带小孔的金属罩，用0.2mm厚的铜片冲制而成；5-导火索插口；6-聚能穴，使起爆时能量集中，形成射流。2.2.1雷管

1.火雷管医学课件3医学课件42.电雷管

电雷管用电能转化的热使雷管中的炸药起爆。按照电雷管的延时，可以将电雷管分为：瞬发电雷管秒延时电雷管毫秒电雷管抗杂散电流电雷管安全电雷管无起爆药电雷管医学课件5（1）瞬发电雷管a)直插式b)引火头式1-脚线；2-密封塞；3-桥丝；4-起爆药；5-引火头；6-管壳；7-加强药；8-加强帽

医学课件6医学课件7医学课件81-脚线；2-密封塞；3-排气孔；4-精致导火索；5-起爆药；6-加强药；7-管壳；8-引火药头；9-延期药（2）秒延期电雷管索式结构装配式结构医学课件9

秒延期电雷管医学课件10

（3）毫秒电雷管

(a)装配式(b)直填式；

1-脚线；2-管壳；3-密封塞；4-长内管；5-气室；6-引火头；7-延爆药；8-加强帽；9-起爆药；10-加强药

医学课件11毫秒延期电雷管结构医学课件12（4）抗杂散电流电雷管简称抗杂电雷管。是一种具有抗杂散电流或感应电流能力的电雷管。1）低阻丝

其电桥丝直径较大，电阻较小，脚壳之间设有泄放通道。最小发火电流不大于3.3A，20发串联发火电流约10A。2）无桥丝

需要高压引爆医学课件13

3）抗静电电雷管其主要结构是在脚线线尾套绝缘塑料套或在线尾连接一个回路，在引火元件上留有一个放电空隙或在引火药头上外套硅胶套，以便泄放积累的静电。医学课件144）电磁雷管是利用变压器耦合原理，由电磁感应产生的电冲能激发的雷管。它与普通雷管的不同之处在于每个雷管都带有一个环状磁芯，雷管的脚线在磁芯上绕适当匝数，构成传递起爆能量的耦合变压器的副绕组。

医学课件15

使用这种雷管时，将一根作为耦合变压器原绕组的单芯导线与待起爆的雷管穿在一起，经爆破母线接到专用高频起爆仪后就可以起爆。磁电雷管可以防止射频电流、工频电流、杂散电流和静电刺激产生的危害。医学课件16（5）电雷管的主要性能参数全电阻最大安全电流最小准爆电流点燃时间tB和传导时间点燃起始能（最小发火冲能）医学课件171)全电阻桥丝材料桥丝电阻脚线长度m脚线材料全电阻允许误差康铜0.7～1.02铁线2.5～4.00.13铜线1.0～1.50.13镍铬2.5～3.02铁线5.6～6.30.40铜线2.8～3.80.42医学课件182)最大安全电流

电雷管通以恒定直流电流持续5min，不致引燃电雷管引火头的最大电流，称为电雷管的最大安全电流。国产电雷管的最大安全电流，康铜桥丝电雷管为0.3～0.55A，镍铬桥丝电雷管为0.125～0.175A。规定最大安全电流是为了保证爆破作业的安全，并作为设计爆破专用仪表输出电流的依据。检测电雷管用的电参数仪表的输出电流不得超过30mA。医学课件193)最小准爆电流

肯定能引爆电雷管的最小直流电流，称为电雷管的最小准爆电流。国产电雷管的最小准爆电流不大于0.7A。在实际设计中，设计流过每个电雷管的电流一般比最小准爆电流大得多，直流取2～2.5A，交流取2.5～4A。医学课件204）

6ms发火电流。

通电时间6ms，电雷管达到0.9999的发火概率所需施加的最小恒定直流电流称为6ms发火电流。在煤矿有瓦斯的工作面爆破时，雷管的通电时间限制在6ms之内，由起爆源控制。医学课件215）100ms发火电流

通电时间100ms，电雷管达到0.9999的发火概率所需施加的最小恒定直流电流称为100ms毫秒发火电流。此值与电雷管的标称发火冲能有关。医学课件224）电雷管的反应时间

（点燃时间tB和传导时间）

点燃时间tB指从通电到引火头点燃的时间。传导时间指从引火头点燃到雷管爆炸的时间。点燃时间和传导时间之和称为电雷管的反应时间，表示电雷管从通电到爆炸所经历的时间。在设计起爆网络必须保证每个电雷管通电时间超过点燃时间。医学课件237）发火冲能I2tB称为电雷管的发火冲能，表示电雷管对电流的敏感程度。当为非直流供电时发火冲能为所需电流越小，电雷管越敏感。一般用发火冲能能的倒数表示电雷管的敏感度，即Sm=1/I2tB。在起爆设计中，应尽可能使用发火冲能能接近的电雷管。医学课件24医学课件253.导爆管雷管导爆管雷管分为瞬发和延期雷管两类，延期雷管又分毫秒、半秒和秒延期几个系列，有比较全的延期分段。导爆管雷管的结构和电雷管相似，只不过引火部分是导爆管，而不是引火头和脚线。导爆管起爆系统是70年代发展起来的一种新型起爆系统，它和火雷管起爆方法、导爆索起爆方法统称非电起爆方法医学课件26医学课件27医学课件282.2.2导火索

和火雷管配套使用的索状点火材料药芯是黑火药，外有白色防潮、抗拉材料导火索用明火点燃燃速为100～120s/m燃速和喷火能力是安全使用的保证燃速不稳、火焰喷射长度小于40mm的导火索即为不合格产品，不能使用。医学课件29医学课件30医学课件312.2.3导爆索与继爆管1.导爆索导爆索是一种以猛炸药为药芯，用来传递爆轰波的索状火工品。导爆索具有突出的传爆性能和稳定的起爆能力，可以起爆炸药。导爆索的芯药与雷管的主装药都是黑索今或太安，可以把导爆索看作是一个“细长而连续的小号雷管”。医学课件32导火索喷出的火焰和机械冲击不能可靠地将导爆索引爆，必须使用雷管或起爆药柱、炸药等大于雷管起爆能力的火工品将其引爆。导爆索与导火索的最大区别在于导爆索传递的是爆轰波而不是火焰，导爆索的传爆速度不小于6000m/s。为区别于导火索，导爆索的表面均涂以红色涂料。类型：导爆索有普通导爆索、安全导爆索、油井导爆索、金属导爆索、切割索和低能导爆索等多种类型。医学课件33（1）普通导爆索（简称导爆索）导爆索适用于一般露天和无沼、煤尘爆炸危险的爆破作业，其芯药为不少于11.0g/m的黑索今或太安。（2）安全导爆索与普通导爆索的主要区别是药芯中加入食盐，消除火焰，降温。（3）油井导爆索涂层改变，药芯增加药量，耐高温。医学课件34医学课件35医学课件362.继爆管继爆管是专门与导爆索配合使用的延期元件，实质上是装有毫秒延期元件的火雷管与一根消爆管的组合体，有单向和双向两种。单向继爆管传爆具有方向性，如在使用中方向接反，爆轰就会中断。继爆管和导爆索配合使用，起爆能力不小于8#雷管。医学课件37

由于继爆管的成本较高，随着抗杂散电流电雷管、抗静电延期电雷管性能的不断提高，特别是导爆管非电起爆技术的不断发展和完善，继爆管的使用量已大幅减少。医学课件38医学课件392.2.4塑料导爆管和导爆管的连通材料

1.塑料导爆管

塑料导爆管为非电传爆材料，具有安全可靠、不受杂散电流干扰和便于操作等优点。因为起爆不用电能，故称为非电起爆系。塑料导爆管简称导爆管，是一种内壁涂敷有猛炸药，以低爆速传递爆轰波的挠性塑料细管。我国普通塑料导爆管般由低密度聚乙烯树脂加工而成，无色透明，外径3mm，内径1.4mm±0.10mm。涂敷在内壁上的炸药量为14～18mg/m（91%的奥克托金或黑索今，9%的铝粉）。医学课件40图3-14塑料导爆管的结构1-塑料管；2-炸药粉末医学课件41

导爆管的传爆速度为（1650±50）m/s～（1959±50）m/s。其适用的环境温度为－40℃～50℃，常温下能承受68.6N静拉力，在经扭曲、打结后（管腔不被堵死）仍能正常传爆。医学课件42

导爆管起爆以后，管内将产生爆轰波。在起爆的瞬间可以看到，爆轰波似一闪光通过导爆管。在导爆管出口端部喷出的爆轰波可以引爆火雷管，但不能直接引爆工业炸药。导爆管的传爆不会破坏环境，传爆后的管壁亦无破损。导爆管本身不具有爆炸危险性，在火焰和机械碰撞的作用下不能被起爆，可以作为非危险品运输。医学课件43导爆管的稳定传爆原理

导爆管在受到足够强度的激发冲量作用后，将在管内形成一个向前传递的不稳定爆轰波。该爆轰波在导爆管中传播约300mm后转变为稳定爆轰波，此后，爆轰波的传播速度将保持恒定，形成稳定传爆。

医学课件44

稳定传爆时，粘附在导爆管内壁上的炸药粉末受到爆轰波前沿波阵面高温高压的作用，首先在炸药表面发生化学反应，反应的中间产物迅速向管内扩散，反应放热一部分用于维持管内的高温高压，另一部分则使余下的炸药粒子继续反应。医学课件45

扩散到管腔的中间产物与空气混合后，继续发生剧烈的爆炸反应，爆炸产生的能量支持爆轰波前沿波阵面稳定前移而不致衰减，稳定前移的爆轰波继续使内壁上未反应的炸药开始反应。这个过程的循环就是导爆管内的稳定传爆。医学课件46

2.导爆管的连通器具连通器具的功能是实现导爆管到导爆管之间的冲击波传播。我国现用的连通器多由连接块或多路分路器构成。连接块通常用塑料制成，不同的的连接块一次可起爆的导爆管数量不同。医学课件47医学课件48医学课件49

2.3起爆方法

2.3.1非电起爆法

1.导火索起爆法

导火索起爆法是指利用导火索燃烧时产生的火焰，先引爆火雷管，再由火雷管激发炸药爆炸的起爆方法。带有雷管的药卷称为起爆药卷。

1—导火索；2—绑绳；3—火雷管；4—药卷医学课件50起爆安全点火起爆由专人完成，点火器材有导火索段、点火棒、点火线、点火筒、点火三通等。每人只点一个炮时，点燃导火索后迅速撤离到安全区即可。一人点多个炮时，点火前应按爆破设计要求，确定各个炮点的点火顺序，调整每个炮点导火索的长度，控制起爆时间间隔，相应地确定点火器材上火源的时间间隔，实现一次点火。医学课件51导火索起爆优缺点优点：操作技术简单，工人容易掌握，起爆的准备工作量少；一般不受外来电的影响，除非雷电直接击中它；成本低，便于推广。缺点：起爆前无法用仪表来检查起爆网路联接的质量；不能用于有沼气和矿尘爆炸危险的地点；必须人工在爆破点逐个点火，安全性差；不能精确控制爆破顺序，不能用于要求较高的控制爆破。医学课件522.导爆索起爆法导爆索可以起爆炸药合导爆管雷管，本身需要雷管炸药起爆（1）起爆药包加工（图）医学课件53导爆索与药包的联接（a）导爆索与药卷；（b）导爆索结1-导爆索；2-药卷；3-胶布；4-起爆体医学课件54（2）导爆索的连接形式导爆索爆破网路中主线与支线或索段与索段的联接方法有搭结、套结、水手结和三角结等几种。搭结时，两根导爆索重叠的长度不得小于15cm，中间不得夹有异物和炸药卷，支线传爆方向与主线传爆方向的夹角不得大于90°。医学课件55导爆索的联接方法（a）搭结；（b）水手结；（c）、（d）、（e）套结；（f）三角结医学课件56

导爆索网路除联接处的套结、水手结外，禁止打结或打圈。交错敷设导爆索时，应在两根导爆索之间放一厚度不小于10cm的木垫块。硐室爆破时，导爆索与铵油炸药接触的地方应采取防渗油措施或采用塑料被覆导爆索。

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导爆索爆破网路A－分段并联；b－簇并联1－雷管；2－主干索；3－支索医学课件58

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由于导爆索的爆速很高，导爆索网路中联接的所有装药几乎是同时爆炸。为了实现微差爆破，可在网路中联接继爆管。医学课件61

导爆索起爆法的特点

1.爆破网路设计简单，操作方便，与电力起爆法相比，准备工作量少，不需对爆破网路进行计算。

2.不受杂散电流、雷电以及其它各种电感应的影响（除非雷电直接击中导爆索）。

3.起爆准确可靠，能同时起爆多个装药。

4.不需在药包中联接雷管，因此在装药和处理盲炮时比较安全。医学课件62

3.导爆管起爆法(1)导爆管起爆系统的工作原理导爆管起爆系统由三部分组成：击发(起爆)元件连接(传爆)元件末端工作元件1)击发元件的作用是击发导爆管：雷管、击发枪火帽、电引火头导爆索和电击发笔等都可作为激发元件，最常用的为8号瞬发电雷管。2）传爆元件的作用是使弱爆轰波连续传递下去，由导爆管和连接元件组成。医学课件633)工作元件是由引入炮孔或药室中的导爆管和它末端组装的雷管组成，它最终用来引爆炮孔的装药。击发元件使导爆管起爆和传爆。(2)爆破网络1)导爆管网路常用的基本连接形式有：

①并联法：并联网络如图2—20所示，即把炮孔或药包中非电毫秒雷管用1根导爆管延伸出来，然后把数根延伸出来的导爆管用连通管或传爆雷管并在一起。医学课件64医学课件65

②串联法。导爆管的串联网路如图2-21所示，即把各起爆元件依次串联在传爆元件的传爆雷管上，每个传爆雷管的爆炸完全可以击发与其连接的分支导爆管医学课件66③

并串联法。并联网路与串联网路的结合组成并串网路，如图2-22所示。并串联网路是爆破起爆网路中最基本的，以此为基础可以构成如图2-23所示的并串串联网路和图2-24所示的并串并联网路。医学课件67医学课件68医学课件69医学课件70

2)导爆管起爆网路的延时通过非电延期雷管实现毫秒爆破。导爆管起爆的延期网路，一般分为孔内延期网路和孔外延期网路。

①孔内延期网路。这种网路中传爆雷管(传爆元件)全用瞬发非电雷管，而炮孔内的起爆雷管(起爆元件)则根据实际需要使用不同段别的延期非电雷管。干线上各传爆瞬发非电雷管顺序爆炸，相继引爆各炮孔中的起爆元件，通过孔内各起爆雷管的延期，实现毫秒爆破。医学课件71②孔外延时网路炮孔内用瞬发雷管，而网路中的传爆雷管按实际需要用延期非电雷管。注意：为使爆破网路能够顺序、稳定传爆。不管何种导爆管延期网路，在配备延期非电雷管时和决定网路长度时，都必须遵照下述原则：即网路中，在第一响产生的冲击波到达最后一响的位置之前，最后一响的起爆元件必须被击发，并传入孔内。否则，第一响所产生的冲击波有可能赶上并超前网路的传爆，破坏网路。医学课件722.3.2电力起爆法组成

电雷管、导线和起爆电源

(1)导线根据导线在起爆网路中的不同位置划分为脚线、端线、连接线、区域线(支线)和主线(母线)。

1)脚线。脚线是从电雷管内引出的直径为04～0.5mm的铜芯或铁芯塑料包皮绝缘线，长度一般为2m2)端线。端线是联接电雷管脚线至孔口或药室口的导线。其直径不得小于0.8mm，常用截面为0.2～0.4mm2多股铜芯塑料皮软线。医学课件733)连接线。连接线指连接各串联组或各并联组的导线，常用截面为2.5～1.6mm2的铜芯或铝芯塑料线。

4)区域线。区域线是指连结主线和连接线的导线。实施分区爆破时，各分区与主线间的连线也称区域线。其规格同连接线。

5)主线。主线是连接起爆电源与区域线的导线，一般用动力电缆或专设的爆破电缆，可多次重复使用，通过的电流也最大。

医学课件74(2)起爆电源能够引爆电雷管的电源称起爆电源，如干电池、蓄电池、照明线、动力线以及专用的发爆器工程中常用的起爆电源220V或380V交流电源和防爆型发爆器；煤矿井下爆破的起爆多采用防爆型发爆器。起爆电源选取原则1)如果网路比较复杂，电爆网路中的雷管数量多，需要起爆总电流强度大时，常使用交流动力电源。医学课件75《煤矿安全规程》规定，煤矿井下放炮不能用这种电源，所以交流电源只能用于无瓦斯的井筒工作面和露天放炮。采用交流电源时，必须在放炮的安全地点设置放炮接线盒。接线盒应满足：设置电源开关刀闸和放炮刀闸两个开关，且都必须是双刀双掷刀闸；设置指示灯，当电源开关刀闸合上以后，指示灯发光表明电源接通。使用交流电源时，串联雷管的准爆电流要比使用直流电起爆时大。医学课件76为提高交流电源的起爆能力，可采用三相交流全波整流技术，将三相交流电源变成直流电源，并提高电源的输出电压。

2)发爆器。发爆器按使用条件分为防爆型和非防爆型两类。防爆型发爆器限时供电并有防爆外壳，以防电路系统的触电火花引燃瓦斯，确保放炮时安全。非防爆型的发爆器不必采用防爆外壳。发爆器按结构原理分为发电机式和电容式二种。电容式发爆器目前最为普遍。

医学课件77电容式发爆器的种类很多，如图2-25所示。原理晶体三极管振荡电路---直流---高频交流电--升压---整流---高压直流电---电容器充电。当主电容电压达到额定电压值后，氖灯发光，指示可以放炮，对于大容量电容式发爆器，常采用仪器指针显示主电容电压值。防爆型发爆器----供电时间有限时主电容在3－6ms以内向电爆网路供电非防爆型发爆器----供电时间没有限时医学课件78使用非防爆发爆器须注意起爆完成时，应及时地把毫秒开关拧到停止位置，接通泄放电阻，使电容器短路，将剩余电能全部泄放掉，以免发生危险。表2-12列出了部分国产电容式发爆器的性能指标电容式发爆器通常所能提供的电流不太大，不足以起爆并联数目较多的雷管，一般只用来起爆串联网路。此外，只有发爆器处于完好状态，其起爆能力才能达到其铭牌规定的雷管数，一般情况难以保证达到规定的起爆雷管数。医学课件792.3.3电雷管的串联准爆条件和准爆电流保证串联网路中每个电雷管都被引爆，必须满足得准爆条件：感度最高的电雷管爆炸之前，感度最低的电雷管必须被点燃，即感度最高的电雷管的爆发时间，必须大于或等于最钝感电雷管的发火时间。医学课件80以准爆条件确定准爆电流(1)直流电源起爆式(2-4)两边都乘以电流强度I的平方或者Kmin，

Kmax——在给定的电流强度条件下，感度最高和感度最低的电雷管的发火冲能。

医学课件81若即电流强度大于等于两倍百毫秒发火电流时，发火冲能可用标称发火冲能代替，则串联电雷管的准爆条件式可变化为式中I——直流串联准爆电流

I100——百毫秒发火电流。工业电雷管用于一般爆破时，直流串联准爆电流的标准为2A，这个标准可以使电雷管的串联准爆性能有一定保证。要保证串联网路中每个电雷管都被引爆，还需要符合准爆条件。医学课件82

(2)交流电源起爆如用交流电时，准爆电流应是交流电的有效值。当通电时间比一个周期大得多时，用电表测得的有效电流值进行计算是合理的。但当通电时间小于一个周期时，就不能用交流电表所测出的电流值作为有效值了。其起爆冲能不仅决定于通电时间的长短，也与通电时电流的相位有关。如果电路闭合时的相位不等于零，则电流通过电路的时间不是电流半周期的整倍数，则交流电给出的冲能比相同的直流电(与交流电有效值相同的直流电)给出的冲能小，因此，采用交流电时所需用的电流强度比直流电大。医学课件83交流电按正弦曲线变化医学课件84工业电雷管交流串联准爆电流的标准为：串联20发镍铬桥丝电雷管不大于2.0A。康铜桥丝电雷管不大于2.5A；医学课件85

(3)电容式发爆器引爆串联网路，保证电雷管可靠引爆同时满足三个条件：

1)发爆器的输出冲能K应大于最钝感电雷管发火冲能。电容式发爆器的输出电压随时间变化输出冲能即要求医学课件862)满足准爆条件可由发爆器在该时间内给出的冲能K应至少等于雷管标称发火冲能的条件求出代入准爆条件并转换得R－网路总电阻医学课件873)最钝感电雷管的点燃时间应小于放电电流降到最小发火电流的放电时间

放电电流降到最小发火电流时的放电时间；I0－电雷管的最小发火电流。经变换可得到以下条件式医学课件882.3.4电爆网路及计算电爆网路连接有串联、并联