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文档简介
冲击波起爆第一节均相炸药冲击波起爆
介绍起爆特性测试装置。雷管是点起爆源,产生的冲击波是球面波。平面波发生器有两种:1)组合装药;2)加惰性块。组合装药加惰性块
爆轰成长过程测定:硝基甲烷NM,冲击波推动炸药上移,炸药密度变大(能量密度加大)产生,到A点炸药未受冲击波压缩时,炸药已开始爆轰,因而密度未增加,其爆速D<特点:
1)从冲击波到爆轰波的过渡是突然发生的,两波轨迹线在分界点呈折线状;
2)在界面上的一层炸药受冲击波作用后,需经过一段时间延时再同时起爆;
3)出现超速爆轰现象。延滞期:H.W.Hubard提出冲击波起爆延滞期公式:Z——频率因子,
N——反应级数,
(反应产物温度)
Q——反应热
活化能化简
‖
‖
‖
(经初始冲击波压缩后的药温)(活化温度)
进一步简化:
对NM讲:
超速爆轰速度
其中,D0——正常爆轰速度up——质点速度
对NM(硝基甲苯)
=6.30+
+3.20由质量守衡定律:
(——冲击波影响部分炸药质量)
代入公式,则
第二节非冲击相炸药冲击起爆
非均相特点:1)界面多→冲击波有折射,反射发生;
2)多相→化学反应不可能同一。热点随温度位置的不同,产生不同热点,不产生在同一界面上,因而上下左右前后有许多热点,属多点起爆机理。起爆深度的炸药在爆轰波前而消耗掉了。区别均相非均相1)跃变(冲击→爆轰)渐变2)
(10%)无
3)炸药反应在界面薄层同时发生
热分散,先后,多点
4)热化学参数Q、E起主要作用
微观结构(均匀性等)起主要作用
5)冲击波不导电(不反应)在延滞期前
延滞期内导电(化学反应)
6)T、P↑爆炸发生(起决定作用)
T、P不起作用,决定微观结构
第三节冲击波起爆临界能量
统计数学观点,如50%爆炸能量表示临界能量:
其中k——和炸药有关的常数;
两边取对数得:
炸药内部及飞片内部存在冲击阻抗,设:
则
设飞片面积为1,时间亦为1
则(P—压力;A—面积=力;—时间)(P—飞片产生的冲击波压力)
(D—冲击波阻抗)
则=常数,该式受下列因素影响:
1)炸药种类;
2)飞片速度(>3.0GPa)临界值
3)炸药密度,(临界能量),原因:气泡少传热加速EC↑(需能量)4)(飞片厚)↑,条件:
第四节起爆深度起爆过程:
冲击波增大,趋于D,Δt→0,d→0即强冲击波起爆开始以正常爆速进行爆轰。起爆深度影响因素
1)起爆冲击压力PLn=+lnP(直线关系)装药密度和炸药粒度ρ增大增大晶体粒度增大,增大起爆深度与起爆延滞期对应关系增大Δt
增大
炸药的DDT(DeflagrationtoDetonationTransition)有关爆轰转变及炸药爆轰基础理论研究属流体力学中的二相流。
第一段平行层燃烧第二段对流燃烧也有分成I阶段DST第三段稳定对流燃烧第四段低速爆轰Ⅱ阶段阶段是SDT第五段高速爆轰
燃烧转爆轰过程激发能量→燃烧加速→压缩波→压力叠加→冲击波→爆轰
DDT=DST+SDT
燃烧转爆轰燃烧转冲击波冲击波转爆轰影响DDT过程因素1)炸药本身
PbN6<PETN<TNT<工业炸药(由易到难)2)密度
现实意义就是开展无起爆药雷管研究①选较敏感的猛炸药(662炸药、PETN、RDX)②粒度小,比表面积大(多点起爆机理),细度大③装药密度小,易湍流燃烧转爆轰,密度与粒度构成透气度(孔隙率)有最佳范围④
DDT段壳体约束强度高冲击波引爆深度计算
LA―7425炸药看成粘流体一相燃烧,另一相冲击波(两相流)冲击波起爆的临界面积(侧向稀疏波侵入)复习思考题1.试比较均相与非均相炸药起爆机理的异同。2.影响炸药冲击波起爆的因素有哪些?这些因素各在起爆过程中如何作用?3.炸药冲击波起爆时起爆深度的物理意义是什么?4.均相与非均相炸药冲击波起爆延滞期有什么不同?并说明它们的影响因素?5.冲击波起爆中起爆深度和起爆延滞期有什么关系?
导火索导爆索制造第一节导火索
工业导火索结构1-芯线;2-芯药;3-内线层;4-中线层;5-沥层;6-纸条层;7-外线层;8-涂料层一导火索结构
导火索的长度应保证点完导火索后,人员能撤至安全地点,但不得短于1.2m。工业导火索的外径为5.5mm±0.3mm,药芯直径不小于2.2mm。
工业导火索分为普通型和缓燃型两个品种。普通导火索每米燃烧时间为100~125s,批燃烧极差时间不大于15s,其表面为棉线和纸的本色,一般呈灰白色;缓燃导火索每米燃烧时间为180~215s,批燃烧极差时间不大于25s,其外层线中有一根为绿色线。
合格的导火索具有一定的抗水性、耐热性和耐寒性。导火索在温度为20℃、深度为1m的净水中浸4h后,剪去受潮索头,点燃后不应有断火、透火、外壳燃烧及爆声。在温度为45℃的恒温箱中放置2h,不应有粘结和外壳破坏的现象。在温度为-25℃的条件下放置1h,不应有裂纹和折断现象。
导火索必须使用导火索或专用点火器材点燃,严禁用火柴、烟头点火。为避免出现爆燃或缓燃事故,严禁脚踩和挤压已点燃的导火索。
二导火索的制造工艺1、制造导火索的工艺流程导火索的制造过程较简单,将各种原料准备好之后,在专用的制索机上,连续卷制成导火索,其制造工艺流程筒图如下:木炭炭硫混合物制造硫磺黑火药混制、筛选硝酸钾粉碎黑火药装盒与运药导火索纺制沥青加工纸条加工涂料的配制导火索烘干、普检棉线烘干棉线加工包装与组批塑料袋纸箱产品验收库房保管2、原料准备(1)黑火药准备
按照黑药的制造工艺,根据各种导火索所需要的燃烧速度,可以调整黑药中各种成分的配比和使用炭化程度不同的木炭、配方,将黑火准备好供卷制导火索使用。(2)棉纱的准备棉纱是由天然棉纤维纺织成,按用户的要求,棉纱有粗细之分。表示棉纱粗细有两种方法:一种是支数,就是单位重量棉纱的长度,按重和长度所用单位,支数有公制和英制两种,我国棉纱沿用英制。一磅棉纱是840码长时定为英制的1支纱,若为21×845码,称为21支纱,若为32×840码,称为32支纱,显然纱支越大,棉纱越细。另一种是我国规定的号数,就是每1000m棉的重量(以克表示),若1000m棉纱重28g称为28号纱,号数越大,棉纱越组制导火索用棉纱常用21支、32支;档于28号、18号。
棉纤维有吸湿性,因此进厂棉纱都要在40~50℃的干燥室干燥至水分量为3~4%,但也不易过低,水分过低棉纱强度下降。经干燥后将棉纱加工成合股线或棉线,将合股线或棉线,缠绕至专用的线轴上,供制索使用。(3)沥青的准备沥青在导火索中作防涂料,一般采用石油沥青。石油沥青为原油蒸馏残余物再经加工制成,根据加工法不同,得到不同的品种,供不同场合使用,分普通、建筑、道路、专用等品种。导火索生产多用建筑沥青。石油沥青具有优良的粘结性,抗水性和防腐蚀性,符合使用要求。建筑石油沥青有“30甲”、“30乙”等牌号。一般选用以上两种牌号,软化点不低于60℃。原料沥青往往粘有包装纸,泥土等,要进行加热熔化除去杂质后,等凝固再打碎使用。(4)纸条的准备
制索的纸条有专用纸称“导火索纸”一般有三种牌号选用,将纸切成宽16×18mm的纸条盘卷备用。纸的牌号及厚度为DX06厚度为65±5
m;
DX07厚度为78±6
m:DX09厚度为93±7
m
。(5)外层涂料的准备
导火索的外层粘性涂料可以从以下几种中选用:羧甲基纤维素3-5%水溶液;聚乙烯醇2-4%水溶液;淀粉,粘土、滑石粉组成的粘性水溶液;其他不吸潮的粘性液。第二节导爆索一.导爆索的结构导爆索(detonatingcord)是一种以猛炸药为药芯,用来传递爆轰波的索状火工品。导爆索有普通导爆索、震源导爆索、煤矿许用导爆索、油井导爆索、金属导爆索、切割索、柔性导爆索、空心导爆索、强力导爆索和低能导爆索等多种类型。
棉线普通导爆索结构1-芯线;2-黑索今或太安;3-内线层;4-中线层;5-沥青;6-纸条层;7-外线层;8-涂料层;9-防潮帽或防潮层
导爆索分为两个品种:一种是以棉线、纸条为包缠物,沥青为防潮层的棉线导爆索,其直径不大于6.2mm,其结构与工业导火索类似;另一种是以化学纤维或棉线、麻线等为内包缠物,外层涂敷热塑性塑料的塑料导爆索,其直径不大于6.0mm。塑料导爆索更适用于水下爆破作业。
爆破工程中常用的是普通导爆索(以下简称导爆索)。导爆索适用于一般露天和无沼气、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。
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。
导爆索具有突出的传爆性能和稳定的起爆能力,1.5m长的导爆索能完全起爆一个200g的标准压装TNT药块。在+50℃保温6h后或在-40℃冷冻2h后,导爆索起爆和传爆性能不变。在承受500牛顿静压拉力后,仍保持原有的爆轰性能。
棉线导爆索在深度为1m、水温为10~25℃的静水中浸4h后;塑料导爆索在水压为50千帕、水温为10~25℃的静水中浸5h后;传爆性能不变。
出厂前,导爆索都要经过耐弯曲性试验,以满足敷设网路时对导爆索进行弯曲、打结的要求。
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”。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。二导爆索的制造工艺
目前大量应用的为普通导爆索,所以下面只对普通导爆索的制造工艺加以介绍。
1、导爆索制造工艺流程普通导爆索的制造与导火索基本相同。即将各种原料准备好之后,在专用的制索机上连续卷制成导爆索,其制造工艺流程简图如下:2、导爆索制造工艺说明
(1)黑索金的准备
黑索金的准备,包括粗、细黑索金的准备、称量、混合、干燥工序。因为使用黑索金为药芯,多采用粗、细混合应用,效果较好。黑索金随药粒变小,根限直径和临界直径都可下降,两者的差值亦缩小;如黑索金在密度为1.0g/cm3时,药粒为180
m临界直径为4.4mm;而在25~150
m时可降至1.2mm,此外,导爆索的爆轰感度也可以提高。从这两点看,导爆索用细结晶黑索金(大部分为2-25
m)比较有利,但这样的黑索金流散性极差,在卷索时下药很不均,容易出现细、断药;
此外,这种黑索金的假密度只有0.35~0.45g/cm3,在卷机上使药芯达到1.1g/cm3,的密度是很困难的,此密度下爆速可达6300m/s,因此,在实际生产中,不能单用细黑索金做药芯。
粗结晶黑索金,假密度在0.70~0.90g/cm3
之间,颗粒大部分在20~100
m,单纯用作药芯也不可取。
由于极限直径增大,药量和棉纱的消耗增加;导爆索的爆轰感度也较低,并且因为它的流散性太好,在卷索时反而不易附着在芯线上,同样也会产生细、断药。
在实际生产中,多采用混合黑索金的办法,即按一定比例,将以上两种粗、细黑索金混合使用。假密度可控制在0.50~0.55g/cm3,这样就兼顾了药芯粗细、密度、爆轰感度,卷索下药等各方面的要求。
粗、细黑索金混合时,先测出粗、细黑索金的假密度,根据测定值并结合生产经验决定配比。因为黑索金感度较高,可用皮制转鼓混合或用手工混合,混合后过约30目绢筛,以便混合的更均匀,并除去机械杂质,过筛后测定假密度,测定结果不在要求范围,可酌量加入粗的或细的黑索金重混。
混好的药放在干燥盘内送入干燥室,在木架上干燥,要求水分不大于0.06%。干燥后仍须复测假密度,合格后即可应用。如采用泰安为药芯假密度一般要求为0.70g/cm3左右较好。由于泰安的感度较黑索金高,流散性也能满足使用的要求,对细度的要求不太严格。(2)其它原料的准备及导爆索的卷制
其它原料的准备包括有棉线、纸条、沥青、石蜡剂的准备。棉线的准备与导火索同。只是在卷索是棉线的用量较导火索多、因导爆索的外径较粗,药芯密度要求大,所以各导火索采用的相同。导爆索的外层涂料多要用石蜡防潮剂,掺入其间约0.08%蜡红,将导爆索外皮染为淡红色,以区别于白色的导火索。也可采用石蜡、松香、桐油熬制成的,比例为5:4:1,外加0.08%蜡红的防潮剂,后者防潮效果较前者好。
导爆索的卷制与导火索卷制相同,也采用制索机进行。导爆索卷成后不需再进行干燥,经过盘过盘索每卷长为50±0.5m;导爆索两端要用防潮纸及防潮剂或塑料帽密封;然后用塑料袋及木箱或纸箱包装即为成品。导爆索的保质期为2年。复习思考题1.导火索制造工艺中有哪些准备?2.画出导火索制造工艺流程图。3.根据导爆索和导火索的异同,试比较它们在制造过程中的差异?4.简述导爆索制造工艺及制造过程中应注意的问题?并说明其生产过程中的工艺指标?5.导爆索制造中对黑索今有什么要求?黑索今在导爆索中的作用是什么?
电起爆
电桥分热能和爆炸能,热能为灼热桥丝式;爆炸能为冲击波(产物)即爆炸丝式和飞片式;直接―火花式。
静电感度:①火花>②热桥>③爆炸能
穿甲弹用压电式雷管(10μs),非常敏感,一般需采取如下措施:
①工房内安铜网;
②导电金属门帘;
③工作地面辅导电橡胶。
热击穿:
电阻→焦耳热→电阻↑电流↑发热↑→
热积累→温度使绝缘破坏(几分钟)
电击穿:电压→电容击穿→
火花起爆炸药(10-7秒)
击穿场强:
Ec=/d
所加电压和极距。
K=装药密度/真密度,70~90%(压装),50~60%(松装)。说明药颗粒间有空隙(存在空隙及药粒两相组成)。
介电常数与物质种类有关:
空气1.3~3.9
KV/mm
炸药3.5~15.8
KV/mm(均为高电压)
E==E==
E:E=空气
E
串联:
所以,空气加电压大,介电常数小,所以首先被击穿
自由电子、离子→高压电场加速→(电子)撞击中性气体分子
e+
加速→撞击``````连锁反应
→
击穿→a=APa;经1cm距离产生撞击次数n;电子捕捉,复合,消灭次数
(电场强度)条件;a>n时,“雪崩”才能发生(击穿)Dn=nadxLnn=at=0,n=(本身具有的电子数)+lnA
初始条件n=Ae
,e=e
,则A=n0
n=ne
阴极上的电流(单位时间流过的电量)
I=qn=qn0e=I0e
,
q——每个电子电荷量
I0
没有撞击激离时的电流分析E
a
I
综合考虑
n;n个电子走过
产生新电子数新增加电子数n也就是产生正离子数增加的电子数=增加的正离子数自由电子撞击中性分子,产生新电子,新离子,正离子到阴极后也碰撞产生电子补充自由电子,不需外界给能,持续放电。左边曲线随P
V撞出电子多,则不易击穿,V0低P不变增加不变气体压力P极板见空气密度
不变(1cm长放出电子数),则
放出电子总数增加,易击穿,VV不变P自由行程缩短,自由撞击次数减少,需V右边曲线P低P不变,
若不变)则V才能使击穿发生起爆器材应用中,
=1mm一般在右边曲线范围
静电感应仪(我校为213所制,最大问题是存在漏电高压真空开关,准备改为铜球开关)火花感度测定(V可由交流整流或火花放电来获得高压直流电)试验方针有两种:1.圈定电极法,两电极距离
=const,V0
变化测50%爆炸的
值(升降测法)V
2.固定电压法(也叫移动电极法)调整一定电压,改变极间距由小变大,大到刚能开始大,再大就不能炸即可,测出静电临界电压V
V,
存在问题;距离为0.01mm~0.09mm用千分尺很难调整静确很小,针尖端有一定的金属气化而导电,生热使炸药爆炸
较大,才是火花穿击导致炸药爆炸,若将击柱改成导电橡胶,则低能区消失低能区;高能区;
火花感度因素:一、电极形状,材料空气击穿产生火花要有一定持续时间,火花若使炸药吹掉则不能炸,针形状应维持炸药不被吹飞散,微妙级点火点不着火药,毫秒极点火头却能点燃黑火药,因为持续时间太短,(当然三硝基间苯二酚铅点火能力较弱)金属材料比导电橡胶材料测出的能量要小阴极电子流量密度大,E值偏低,易击穿二、炸药性质状态1种类,LTR〈PbN6〈四氮烯
2药厚药厚易击穿(药厚、总击穿电压加大,所需场强)E
3
药密度及粒度。K压实系数,空隙度=1-K比表面积大,击穿电压也增大,结晶小空气分散越细,使空气泡间距离小需能减少。=0
182S1/3
E
三、环境气体压力和相对湿度的影响(P,T0、Φ)
四、发火线路电容器放电时(电阻尺较小时,易产生震荡即反复自发充放电)产生振荡,则使火花放电能量减少,电容器能量E=C
火花系中的能量W=
E电压I电流通常以表示C铜球高压开关第五节炸药击穿起爆条件:炸药在真空情况下或单晶炸药(无空隙)N3-Pb-N3
介于离子键与共价键之间,Pb++(N3-)2具有半导体性质。金属与PbN6界面①电子扩散②自建电场③势能阻力(势垒)④外界场强足够时,克服势垒,而使电子流继续流动,炸药被击穿
炸药击穿是一个“电子过程”与前讲热起爆理论的击穿不同(空气击穿),对有机炸药电起爆(击穿)过程还有待进一步研究。复习思考题1.为什么说固体炸药的电击穿起爆首先发生空气击穿?2.炸药电火花感度和热感度有什么关系?3.什么是巴申曲线?它在起爆器材设计中有什么作用?4.炸药击穿起爆的影响因素是什么?5.为何火花式雷管在海拔高处使用时感度会提高?
管状起爆器材制造第一节塑料导爆管起爆系统
利用塑料导爆管为传爆元件,并与起爆元件、连接元件及末端工作元件等构成的起爆系统称为塑料导爆管起爆系统
(thenonelinitiationsystem),简称导爆管起爆系统。
塑料导爆管(威海武岭爆破器材有限公司)
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(non-electricinitiationsystem)。
一.塑料导爆管(noneltube)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一般由低密度聚乙烯树脂加工而成,无色透明,外径3.0±0.1mm,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)。塑料导爆管雷管导爆雷管工艺流程
塑料导爆管的结构1-塑料管;2-炸药粉末导爆管流程
导爆管的传爆速度为(1650±50)m/s~(1950±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。导爆管爆速测定
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。
二.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。
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颗粒继续反应。
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。
三、导爆管起爆系统
导爆管必须同其它器材配合,才能达到引爆炸药的目的。这些器材和导爆管结合在一起就构成了导爆管起爆系统。导爆管起爆系统由起爆元件、传爆元件和末端工作元件三部分组成。
1.起爆元件:凡能产生强烈冲击波的器材都能引爆导爆管,能够引爆导爆管的器材统称起爆元件。起爆元件的种类很多,主要有:击发枪、击发管、电雷管发爆器配起爆头、导爆管击发笔、导爆索、电雷管、火雷管等,其中后两种最为常用。
实验表明:一发8号雷管最多可以起爆50余根的导爆管,但为了起爆可靠,以每发雷管起爆8~10根导爆管为宜,而且必须将这些导爆管用胶布等牢固地捆绑在雷管的周围。
2.传爆元件:传爆元件的作用是将上一段导爆管中产生的爆轰波传递至下一段导爆管。常用的传爆元件有塑料连通管和导爆管雷管,其中导爆管雷管既是上一端导爆管的末端工作元件,也是下一段导爆管的起爆元件。
塑料连通管是我国于80年代研制成功的一种新型传爆元件,它是采用聚乙烯压铸成型的双向或单向空心三通或四通连接件(连通管所能联接的导爆管总根数称为“通”数),常用的有分叉式、双向集束式、和单向集束式三种,如图所示。其中单向集束式是利用爆轰波的反射作用原理进行工作的,一般为四通,简称反射四通。连通管a-分叉式;b-双向集束式;c-单向集束式(反射四通)
反射四通是连通管中最为常用的一种,使用时将四根导爆管的一端都剪成与轴线垂直的平头,将它们齐头同步插入四通底部。当其中的一根导爆管被引爆后,在其中产生的爆轰波传递至四通底部,经反射后就会将其余三根引爆。
塑料连通管内无任何炸药成分,无爆炸危险性,可以取代导爆管网路中用做传爆元件的导爆管雷管。
3.
末端工作元件末端工作元件是指与导爆管的传爆末端相联接的火雷管。其作用是将导爆管传递的低速爆轰波转变为能够起爆工业炸药的高速爆轰波。为使用方便,常将导爆管与火雷管组合装配在一起,形成导爆管雷管(noneldetonator)。
导爆管雷管是指靠导爆管的冲击波冲能激发的工业雷管,由导爆管、卡口塞、延期体和火雷管组成。
我国导爆管的品种有:瞬发导爆管雷管、毫秒导爆管雷管、半秒导爆管雷管和秒延期导爆管雷管。工厂生产的导爆管雷管的导爆管长度主要根据使用者的要求确定,主要有3m、5m、7m、10m等。
在熟悉雷管结构并掌握相应安全知识的基础上,使用者也可以在现场自行组装瞬发导爆管雷管。组装要使用普通的工业火雷管、塑料卡口塞、铁箍和手动收口器,方法十分简单。图是现场组装的纸壳导爆管雷管示意图。现场组装的导爆管雷管a-卡口塞放大图b-导爆管雷管1-聚能穴;2-头遍主装药;3-二遍主装药;4起爆药;5-加强帽;6-纸壳;7-卡口塞;8-铁箍;9-导爆管;10-管壳限位台阶;11-导爆管限位台阶;12-喷孔第二节新型起爆器材
为了消除传统起爆器材的一些缺陷,适应特殊爆破环境的需求,近年来国内外研制成功了很多新型的起爆器材,下面仅对国内已定型生产的一些品种做简单介绍。
1.抗杂散电流电雷管(anti-straycurrentelectricdetonator),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。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.抗静电电雷管(anti-staticelectricdetonator)。指抗静电性能达到500pF、5000Ω、25kv的电雷管。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。
3.磁电雷管(magneticdetonationdetonator)。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。
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。
4.耐温耐压电雷管(hightemperature-pressureresistantelectricdetonator)是为能在较高压力和温度环境下使用而设计的专用雷管。这种电雷管适用于石油深井射孔及其它高温、高压场所的爆破工程。
其电阻为1.2~2.5Ω,安全电流0.1A,发火电流0.5A。在电容为500pF、电阻5000Ω、电压20kv条件下,对产品脚壳放电不爆炸。在170℃、88.3MPa条件下,历时2h,雷管起爆性能不变。
5.非起爆药雷管(nonprimarydetonator)。是指不装起爆药而只装猛炸药或装烟火药和猛炸药的工业雷管。研制非起爆药雷管的目的是为了解决在传统工业雷管生产过程中,因生产起爆药DDNP(二硝基重氮酚)而造成的严重的环境污染,以及起爆药在雷管的生产和使用过程中造成的安全问题。
目前取代起爆药的途径主要有两种:一种是用烟火剂或炸药改性取代起爆药;另一种是用高速飞片、爆炸线(膜)、半导体桥(膜)等提供冲击波或等离子体起爆能量从而取代起爆药。非起爆药雷管的性能指标与普通工业雷管相同。
6.
变色导爆管(discolorednoneltube)。是一种在传爆后管体颜色能自动由本色变为黑色或红色的塑料导爆管。变色导爆管便于直观方便地检查管体是否已经传爆,提高了爆破作业的安全性,其性能满足普通导爆管的产品质量标准,安全可靠,无污染。
7.耐温高强度导爆管(hightemperatureresistantandhighstrengthnoneltube)。
高强度导爆管(威海武岭爆破器材有限公司)耐温高强度导爆管
为了适应现场混装炸药车装药温度较高(一般大于72℃左右),以及大面积微差爆破装药时间长,导爆管数日浸在含水炸药中需有较高的抗酸碱性能和抗拉性能的要求而研制的一种塑料导爆管。这种导爆管为双层复合结构,在-40℃~80℃条件下仍能可靠传爆,无破孔现象。复习思考题1.塑料导爆管雷管的生产工艺流程是怎样的?各步骤应注意的事项和工艺指标是什么?2.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,那为什么导爆管可以稳定传爆?3.什么是导爆管起爆系统?4.什么是导爆管四通?怎样使用四通?5.什么是导爆管雷管?如何组装导爆管雷管?
光起爆和激光起爆
如PbN6正常为白色,当光照后变灰,
并起爆性能也有变化(感度变化),
大面积起爆(面起爆)一般用激光起爆.(雷管属点起爆)第一节可见光起爆
表面吸收热→热起爆(各种炸药都存在)
光光子
光电效应→电场→电起爆
并不是说炸药见光就爆,而是有一定临界条件,一定能量才能发生爆炸
光起爆方程:
α
吸收系数
Qe
单位时间面积光能
Z’
深入药层厚度ρ
炸药密度
h
炸药厚度
Qe
入射能
Qi
透射光能
Rλ
反射率
Qe辐射能=const,则光能项为常数(与温度无关)
光起爆为常数,则可并入热损失项中,则方程为
C=
与热爆炸方程形式一致,但引入了光能
T(x,t)求临界参数时,仍令=0(稳定条件)
=-令
=(T-)无量纲温度
=—[]
T一维情况,热传导只与x坐标轴有关令无量纲距离Z=x/r
=—[]e
==—e其中=[]e与热起爆中的比较,此式多一个是因为引入光起爆的缘故解此方程:令n=e
w=上方程变为积分得:解得:
为无量纲温度Z为无量纲距离
=f(z)此为稳定条件下光起爆方程解还需代入临界条件求解边界条件
入射面边界条件可改写为Z=0,=—=w代入基本方程解中,得临界条件
Exp()=其中u=,=(炸药及传热性质)w=(光的性质)可求最大,即和最大w即w值
具体应用1)由推求W
=由临界条件得=消去W得与u的关系其中B=e(即2)
前提:所有这些计算都必需先知道炸药各种特性常数E、Q、Z、w=w爆炸
爆炸延滞期:
N
阿佛加得罗常数第二节光起爆的影响因素
1化学动力学因素EZ
2
反应热,影响很小,符合延滞期中反应量很少的假设
3初温T
,T
4药厚对影响小,吸收系数5
杂质1)金属粉深色燃料
(杂质吸收光能)2)石墨上沉淀PbN6
石墨量
3)半导体性炸药(如PbN6,AgN3
)
第三节激光起爆
与光起爆机理一致,特点:强度大,功率高,单色光。光的输出方式:1)自由振荡——(ms级)有透入深度;2)脉冲性质用(Q开关)。起爆药的能量顺序:
PbN6
=AgN3<DDNP<LTNR<Hg(ONC)2一般制激光雷管多用PbN6(较敏感)
小结
已介绍机理和设计基本规律
下一步讲
第六章灼热桥丝式电雷管
主要讲电感度发火时间
第七章可靠性与检验方法
主要讲抽样检查
第八章之后起爆器材制造与电化教学
主要讲设计参数与工艺
包括雷管结构,生产技术与安全管理复习思考题1.光起爆和热起爆的基本方程有什么不同?2.讨论下列因素如何影响光起爆?活化能E,指前因子Z,反应热Q,初温T0,加热层厚度x。第一节火雷管
一、火雷管(plaindetonator)
火雷管由管壳、主装药、副装药和加强帽组成,分为6号和8号两种规格。管壳材料分为钢、铝、铜、纸几种,管壳内径6.2mm。纸壳火雷管(威海武岭爆破器材有限公司生产)火雷管1—纸壳;2—加强帽;3—传火孔;4—副装药;5—二遍主装药;6—头遍主装药;7—聚能穴纸壳火雷管装一次炸药压一次炸药装二次炸药压二次炸药运炸药装三次炸药装K·D复盐起爆药压合抖浮药内壁涂漆半成品退模运起爆药加强帽装入连接板擦组合模施工、验收地下运输带清理与维修管壳装入组合模擦接管模烘干外观检查组批内壁检查装盒分类、返工火雷管工艺流程图
工程上常用的是8号纸壳火雷管。雷管的上端开口,用来插入导火索。底端为聚能穴,用以提高雷管的起爆力。
主装药为黑索今或太安。其净装药量:6号雷管不低于0.4g,8号雷管不低于0.6g。根据装药顺序,主装药又分为两部分:头遍药为经石蜡造粒的钝化黑索今;二遍药为未经钝化处理的黑索今或太安。
副装药为二硝基重氮酚、D·S共沉淀、K·D复盐、叠氮化铅等起爆药。副装药装药量必须保证雷管主装药完全爆轰。
加强帽用铜、铁等金属材料冲压而成,其主要作用是缩短起爆药的爆轰成长期,提高起爆药的起爆能力。加强帽外径与雷管内径间为过盈配合并用紫胶漆封闭间隙。加强帽中心设有一个直径2mm的传火孔,导火索产生的火焰通过传火孔引爆副装药,再由副装药激发雷管的主装药爆炸。
根据GB13230-91的规定:每100发雷管装入一个纸盒内,纸盒必须经蜡封防潮;每50或75盒雷管装入一个包装箱内。雷管的保证期自制造日期起为两年。第二节瞬发电雷管工业电雷管简称电雷管。
普通电雷管(威海武岭爆破器材有限公司)
按通电后爆炸时间的不同以及是否允许用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的工作面,作如下分类:普通瞬发电雷管普通电雷管普通延期电雷管电雷管煤矿许用瞬发电雷管煤矿许用电雷管煤矿许用毫秒延期电雷管雷管型号及规格表
根据主装药装药量的不同,电雷管可分为6号和8号两种。
雷管脚线的长度规定2m,也可要求厂家供应其它长度脚线的电雷管。
电雷管壳使用的材料有纸、铜、覆铜钢、铝、铁等,但煤矿许用型电雷管的管壳只允许使用纸、铜、覆铜钢等材料。普通瞬发电雷管(commoninstantaneouselectricdetonator)
普通瞬发电雷管简称瞬发电雷管,是指通电后立即爆炸的电雷管,又叫即发电雷管。下图是纸壳瞬发电雷管的结构示意图。1-纸壳;2-加强帽;3-传火孔;4-脚线;5-铁箍;6-卡口;7-桥丝;8-引火头;9-副装药;10-二遍主装药;11-头遍主装药;12-聚能穴
纸壳瞬发电雷管普通瞬发电雷管
电雷管结构
电雷管结构
桥丝和引火头
瞬发电雷管由火雷管和电点火元件组装而成,电点火元件由聚氯乙烯绝缘镀锌铁脚线、桥丝(直径40μm的镍铬合金丝)、引火药头和塑料塞组成,通过铁箍将塑料塞卡紧固定在纸壳火雷管的开口端。
金属壳的电雷管不需铁箍,直接将塑料塞卡紧在金属壳火雷管的开口端。引火药头是火柴头大小的一种滴状物,由引火药(氧化剂和可燃剂的粉状混合物)配缩丁醛、明胶等粘合剂制成糊状,蘸在桥丝上,烘干后再在表面浸上防潮、防摩擦、防静电保护层而制成。它是电雷管的心脏,也是影响电雷管质量的主要因素之一。剪电桥丝洗、晾干电桥丝并电桥丝检查电桥丝沾电引火药头晾电引火药头电引火药头烘干启模、捆把沾防潮漆与干燥入库组批、装箱封箱包装浸蜡成品雷管运送电引火药头储存组装与卡口成品电阻检查外观检查电引火药头电阻检查火雷管运送焊电桥丝剪平排模电雷管装配图
瞬发电雷管的作用原理:电雷管通电后,桥丝电阻产生热量点燃引火药头,引火药头迸发出的火焰激发雷管爆炸。由于从通电开始到雷管爆炸只经历极短暂的瞬间,所以把它称为瞬发电雷管。
工业电雷管首次出现于1881年,虽然最初的电雷管只不过是在火雷管上部固定一个电引火头元件,即瞬发电雷管,但却为以后其它品种电雷管的发展奠定可技术基础.随着爆破工程规模的扩大,为满足大范围或全断面一次爆破的需求,1927年出现了最早的延期雷管--导火索式延期电雷管,从而使工业电雷管的开发和应用,进入了一个新的阶段.复习思考题1.简述电雷管的分类?2.加强帽在雷管中的重要作用是什么?3.画出电雷管的基本结构图并说出各部分的作用?4.瞬发电雷管的作用原理是什么?5.试描述电雷管的制作流程?
国内延期雷管制造
普通延期电雷管
(commondelayelectricdetonator)
普通延期电雷管简称延期电雷管,是指装有延期元件或延期药的电雷管。
根据延期时间的不同,延期电雷管又分为秒延期电雷管、半秒延期电雷管、1/4秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。
我国延期电雷管的段别及其延期时间见下页表。延期电雷管与瞬发电雷管的区别主要在于延期电雷管在电点火元件与火雷管之间安置有延期元件或延期药。
秒延期电雷管(seconddelayelectricdetonator)秒延期电雷管是段延期间隔时间为1~2s的延期电雷管,其延期元件为精制导火索。根据导火索在雷管中的装配位置,秒延期电雷管的结构可分为两种:一种为内置式,即将精制缓燃导火索装配在雷管内,不同的段别采用不同燃速和不同切长的缓燃导火索,如下图所示。秒延期电雷管1-金属管壳;2-加强帽;3-导火索;4-排气孔;
5-脚线;6-卡口塞;7-桥丝;8-引火头;9-卡痕;10-副装药;
11-二遍主装药;12-头遍主装药;
13-聚能穴
秒延期电雷管
秒差和半秒差电雷管结构
毫秒延期电雷管是段间隔为十几毫秒至数百毫秒的延期电雷管。由于毫秒延期电雷管的延时精度高,不能采用导火索作延期元件。
毫秒延期电雷管毫秒延期电雷管的构造简介
我国早期毫秒延期电雷管的延期元件是具有一定燃烧速度和燃烧精度的延期药,延期药的装填方式主要有装配式图(a)和直填式图(b)。
装配式是将延期药先在延期内管装压好,然后将它装入火雷管内,直填式则是将延期药装入火雷管内,再反扣长内管后,直接在雷管内加压。
目前我国毫秒延期电雷管的延期元件更多的是采用铅质延期体,同时取消了加强帽,如图(c)所示。铅质延期体主要经过以下工序加工而成:首先在壁厚3mm左右、长度300mm左右、内径不大于10mm的铅锑合金管内装入定量延期药。图毫秒延期电雷管1-金属壳体;2’-传火孔;3’-反扣长内管;4-脚线;5-卡口塞;6-桥丝;7-引火头;8’-延期药;9-副装药;10-二遍主装药;11-头遍主装药图毫秒延期电雷管1-金属壳体;2’-传火孔;3’-反扣长内管;4-脚线;5-卡口塞;6-桥丝;7-引火头;8’-延期药;9-副装药;10-二遍主装药;11-头遍主装药图毫秒延期电雷管1-金属壳体;2-铅质延期体;3-延期药芯;4-脚线;5-卡口塞;6-桥丝;7-引火头;8-卡痕;9-副装药;10-二遍主装药;11-头遍主装药毫秒延期电雷管结构
毫秒电雷管结构
经专用模具引拔至一定细度后切成一定长度的中间料管,然后再将三根(或五根)这样的中间料管装入一根铅锑合金大套管内,经多次引拔后到外径为6.15mm~6.27mm,然后按要求的延期时间切成一定长度,这样就形成了三芯(或五芯)的铅锑合金延期体,简称铅质延期体。由于铅质延期体内的延期药分布均匀,延期精度高,所以在毫秒延期雷管中得到了广泛的应用。
3.1/4秒延期电雷管和1/2秒延期电雷管
1/4秒延期电雷管(s-delayelectricdetonator)和1/2秒延期电雷管(half-seconddelayelectricdetonator)是指段间隔为1/4秒和1/2秒的延期电雷管。
这两个品种延期电雷管的结构、电点火元件、电发火参数与毫秒延期电雷管相近,只是引火药头和延期药的组分有所不同。1/4秒延期电雷管多采用铅质三芯或五芯延期体;1/2秒的延期电雷管则采用秒级延期药,其延期元件有装配式和直填式两种。
4.延期电雷管的作用原理电雷管通电后,桥丝电阻产生热量点燃引火药头,引火药头迸发出的火焰引燃延期元件或延期药,延期元件或延期药按确定的速度燃烧并在延迟一定时间后将雷管引爆。还有通过集成电路延期的数码电子雷管。
煤矿许用电雷管(威海武岭爆破器材有限公司)(三)煤矿许用电雷管允许在有瓦斯和煤尘爆炸危险的环境中使用的电雷管统称煤矿许用电雷管。煤矿许用电雷管分为瞬发和毫秒延期两种类型。煤矿许用毫秒延期电雷管
为确保雷管的爆炸不致引起瓦斯和煤尘的爆炸,煤矿许用电雷管在普通电雷管的基础上采取了以下措施:
1.为消除雷管爆炸时产生的高温和火焰的引燃作用,在雷管的主装药内加入适量的消焰剂或采用其它有利于控制起爆药的爆温、火焰长度和火焰延续时间的添加剂。
2.
为消除雷管爆炸飞散出的灼热碎片或残渣的引燃作用,禁止使用铝质管壳。
3.
采用铅质五芯延期体,减少了延期药用量,并能吸收燃烧热,同时具有抑制延期药燃烧残渣喷出的作用。
4.
采用燃烧温度低、气体生成量少的延期药。加强雷管的密封性,避免延期药燃烧时,火焰喷出管体引爆瓦斯或煤尘。
5.
煤矿许用毫秒延期电雷管的段别分为五段,最长延期时间不超过130ms。
二电雷管的性能参数
电雷管的性能参数是国家制定与爆破相关的法规、标准,生产厂家进行质量检验,用户进行验收,爆破工程技术人员进行进行电爆网路设计、选用起爆电源和检测仪表的重要依据。电雷管的性能参数主要有:全电阻、最大安全电流、最小发火电流、串联准爆电流和发火冲能等。
(一)电阻(resistance)
电雷管的电阻就是桥丝电阻与脚线电阻之和,又称全电阻。
2m长铁脚线电雷管的全电阻不大于6.3Ω,上下限差值不大于2.0Ω;当采用铜脚线时,其全电阻不大于4.0Ω,上下限差值不大于1.0Ω。电雷管在使用之前,要用爆破专用电表逐个测定每个电雷管的阻值,剔除断路、短路和阻值异常的电雷管。
《爆破安全规程》规定:用于同一爆破网路的电雷管应为同厂同型号产品,康铜桥丝雷管的电阻值差不得超过0.3Ω,镍铬桥丝雷管的电阻值差不得超过0.8Ω。
(二)安全电流(safetycurrent)
1.最大不发火电流。对于某批或某个品种的电雷管,在5min内达到0.9999的不发火概率所能施加的最大恒定直流电流称为该批或该品种电雷管的最大不发火电流。
2.安全电流,根据电雷管的最大不发火电流和要求的设计裕度,对其规定的在5min内不发火的恒定直流电流称为安全电流。国家标准规定电雷管的安全电流不小于0.18A。
安全电流的试验测试方法为:20发电雷管串联连结,测量电阻后,对该组电雷管通以0.18A的恒定直流,通电时间5min,电雷管均不爆炸为合格。
安全电流是电雷管对电流安全的一个指标。在设计爆破专用仪表时,作为选择仪表输出电流的依据。为确保安全,《爆破安全规程》规定:爆破专用电表的工作电流应小于30mA。
(三)发火电流(firingcurrent)
1.最小发火电流。对于某批或某个品种的电雷管,达到0.9999的发火概率所需施加的最小恒定直流电流称为该批或该品种电雷管的最小发火电流。电雷管发火性能检验
不同厂家不同型号电雷管的最小发火电流不尽相同,国家标准也未对其做出具体规定。在生产的常规检验中,厂家也不测定这个数值。最小发火电流表示了电雷管对电流的敏感程度,是限定电雷管单发发火电流的重要依据。
2.单发发火电流。根据电雷管的最小发火电流和要求的设计裕度,对单发电雷管规定的在30s内发火的恒定直流电流称为单发发火电流。
国家标准规定电雷管的单发发火电流上限不大于0.45A。单发发火电流的数值是通过采用数理统计的方法进行试验和数据处理而得到的,是可靠引爆单发电雷管的最小准爆电流。
3.百毫秒发火电流。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百毫秒发火电流。
(四)串联准爆电流(seriesfiringcurrent)
在一批电雷管中,单独对每个雷管通以最小发火电流,它将逐个全部爆炸。如果将同一批雷管,若干个串联起来,通过调整电源电压使流过网路的电流恰好等于最小发火电流,结果会发现并不是所有串联着的雷管都能爆炸,总会有一些雷管不爆炸。
串联的雷管数目越多,这种不爆的雷管(俗称“丢炮”)也越多。如果将这些丢炮再逐个通入最小发火电流,则它们又单独地都爆炸了。
产生上述现象的原因在于电雷管电学性质的不均匀性。就是说,即使是同一批合格产品,由于桥丝电阻、桥丝焊接质量及引火药的物理状态存在着一定的差异,各雷管之间的各项电学特性参数值都不可能完全一样,因而表现为对电流具有不同的敏感度。
认真点!!
在串联情况下,当电流通过时,总是最敏感的雷管先得到足够的电能而爆炸,造成串联网路断路,此时,敏感度较低的一些雷管,还没有获得足够的能量来点燃引火药,但由于网路已断,这些雷管因不能继续获得电能而形成丢炮被遗留下来。
试验表明:通过串联网路的电流越大,丢炮就越少,当电流增大至某一数值时,就不再有丢炮。能使规定发数的串联电雷管全部起爆的规定恒定直流电流称为串联准爆电流。
国家标准规定:对于串联连接的20发电雷管通以1.2A恒定直流电流,应全部爆炸。其中的1.2A恒定直流电流就是国家标准规定的串联准爆电流,它是选用起爆电源以及进行电爆网路设计的重要依据。
《爆破安全规程》规定:电力起爆时,流经每个雷管的电流为:一般爆破,交流电不小于2.5A,直流电不小于2A;大爆破,交流电不小于4A,直流电不小于2.5A。
(五)发火冲能(firingimpulse)
电雷管在发火时间内,每欧姆桥丝提供的热量称为发火冲能。若通过桥丝的电流为i,发火时间为ti,则发火冲能(A2·s)可用下式来表示:(12-1)电流为直流时,(12-1)式可写成:(12-2)
电雷管的发火冲能不是固定值,而与电流大小有关。由于电流越小,散失的热能越多,所以电流越小,所需的发火冲能越大。
对应于两倍百毫秒发火电流的发火冲能,称为标称发火冲能Ks。标称发火冲能是表征雷管发火性能的一个重要参数,其值越大,电雷管的引爆就越困难。
国家标准规定电雷管的标称发火冲能不大于8.72A2ms。
标称发火冲能的试验测定方法为:以百毫秒发火电流两倍的恒定直流电流向电雷管(可用引火药头代替)通电不同时间,求出发火概率为0.9999的通电时间,然后按式(12-2)计算发火冲能。
三电雷管的性能测试
电雷管在出厂前要经过一系列的参数测定和性能试验。参数测定包括:全电阻、单发发火电流、发火冲能和延期时间的测定。性能试验包括:安全电流试验、串联准爆电流试验、震动试验、铅板试验和封口牢固性试验,对于煤矿许用电雷管还必须通过瓦斯安全性试验。同时,雷管出厂前还要编码,通常用激光打码。这里简单介绍铅板试验。
毫秒电雷管的检验电雷管延期时间的检验
铅板试验是用以判断雷管起爆能力的一种试验方法。试验装置如图所示。试验时,将测试雷管直立在直径30~40mm的铅板中央。引爆雷管后,8号雷管应炸穿5mm厚铅板,6号雷管应炸穿4mm厚铅板。穿孔直径不应小于雷管外径。
铅板试验装置
1-雷管脚线;2-雷管;3-铅板;
4-钢管;5-铅衬;6-防爆箱电子延期雷管
电子雷管的基本原理与传统延期药雷管相同,可以把它看作由传统瞬发雷管外挂电子电路构成。图1是电子雷管的基本控制原理图。图1图2是电子雷管的基本控制原理图。
为保持同传统电子雷管接线方式的一致性,电子雷管通常采用供电线和通信线复合实用的方式;为提高电子雷管的使用可靠性,保证在爆破过程中,供电线路由于某种原因出现故障的情况下,仍能按设定的延期时间完成爆破操作,采用储能电容C1和C2分别储存控制芯片工作、点火药头所需的能量;为提高电子雷管的抗干扰(静电、射频、杂散电流)能力,提高电子雷管的安全性,采用电子开关K3控制对起爆能电能的充电,使其只有在起爆准备(连接、检测、延期时间设定等)完成后,才处于待起爆状态。
在紧急情况下,需要终止爆破操作时,由电子开关K2把C2的储能释放;在延期时间到达后,电子开关K1控制把C2的储能释放到电子点火头上,从而完成电子雷管的起爆工作。
延期/控制电路是电子雷管的核心控制部分,由于各公司对电子雷管的认识上的差异性,以及采取的技术手段的不同,生产的电子雷管不同,但其延期和控制的功能是雷管的基本功能。其他功能(如内部检测和通信管理功能)是附加的。国外Orica公司和AEL公司EletroDet电子雷管为了对电子雷管在线操作,均在电子雷管内部增加了通信管理电路,而且I-KonTM电子雷管增加了用于提高雷管可靠性的内部电路。电子延期雷管的技术发展
目前,电子延期雷管所采用的延时方法有两种:一种是利用电容器和电阻组合的时间常数;一种是利用晶体振荡器和计数器组合而成。前者的延时电路用的是模拟设备方式,构造简单廉价,然而由于各元件值有误差,所以要想得到指定的延时是比较难的。后者的延时电路用的是数字方式,构造稍复杂,且费用高,但因其晶体振子的质量稳定,延时误差小,所以特别适用于要求高精度的延时装置。采用晶体振荡为延时集成电路的电子延期雷管的基本原理图如下:国内的电子雷管
冶金部安全环保研究院从1985年开始研制电子延期超高精度雷管,通过与上海元件五厂与云南燃料一厂合作,于1988年完成了我国第一代电子雷管。如图,目前,西安213所、南京理工大学、中国兵器工业系统总体部和贵州久联民爆器材发展股份有限公司等单位也相继开展了此项研究工作。国内第一个自主研发的电子雷管专用集成电路“隆芯1号”已研制成功该集成电路应用于雷管产品,具有电磁兼容性好、安全性高、可靠性好、延期精确、使用简单等特点。
我国第一代电子雷管的延期体
它的通信功能可实现雷管与爆破装置之间双线制双向通信的能力,实现网络化现场检测、下载参数或重复进行参数化编程。双线制通信功能实现了不改变传统电雷管外形结构和简单的使用连接特点的前提下,具有网络化大规模起爆的能力。2006年5月贵州久联民爆器材发展股份有限公司的电子雷管通过了技术鉴定,具备了工业规模批量试生产的条件。
下图是云南燃料一厂的磁电电子延期雷管基本原理是利用磁环的阻抗转化特性和选频特性,通过对起爆电能的电、磁、电转化及电雷管中储能电容等电路。采用晶振体为震荡源,对震荡脉冲进行移位,分频,继频达到延期的目的,最终实现雷管选频延期起爆。
磁电电子延期雷管对安全频率,安全电流,静电感度,以及延期精度等技术参数都有严格的要求。磁电电子延期雷管具有较高的防水性,可靠性,抗电安全性,延期精度,以及无损检测等优点,但该产品成本高,需用专业起爆器。
电子雷管的发展
21世纪,随着科学技术的不断进步,在雷管技术研究和应用领域,高精度电子雷管有着广阔的应用前景。其不足之处是目前电子雷管的成本较高,组网能力较小,发火可靠性和安全性还有待提高,不能满足大规模爆破作业对起爆网络的要求。但电子雷管的先进性、可靠性、灵活性和安全性是显而易见的。随着高精度电子雷管的大批量生产和价格的降低,电子雷管将会有更大的发展并得到广泛的应用,其取代电和非电雷管,占据市场是必然的趋势。复习思考题1.电雷管有哪些电学参数?简述它们所表达的意思?2.延滞期电雷管的作用原理是什么?3.标称发火冲能的试验测定方法是怎样的?4.画出铅板实验装置示意图,并说明该实验的原理?5.试说说电子雷管的现状及发展前景?用自己的话说明。
国外瞬发起爆器材第一节国外瞬发雷管的介绍
一.几种国外产品的结构G-21型及G-22型耐高温电雷管
a.G-21型1-120欧姆电阻2-铝壳3-点火药4-STRAIGHTLEADAZIDE5-HNS6-底帽
b.G-22型1-单脚线2-橡胶塞3-粗发火丝4-STRAIGHTLEADAZIDE5-HNS6-硬铝合金壳这两种雷管可耐220℃半小时。
2.奥地利舍夫勒(Schaffler)公司生产的电雷管:(1)电点火头为完全自动化生产,桥丝在脚片上既电焊又折送压,保证了生产效率和优品率。(2)点火头蘸七层药,由较敏感的内层逐步过渡到高能量的输出外层,表面涂胶。其威力足以能引爆氮化铅。(3)五处防静电和雷电措施:金属外壳、导线短路、药剂本身、塑料塞套和它上面的保护性火花泄孔。(4)外壳较厚(0.5mm左右),能够承受240个大气压,有一定光泽(作了抛光处理)。(5)炸药为太安(药量0.7g),起爆药用糊精氮化铅(瞬发)或D·S(延期药量0.25g)。收口采用密点式,收四道,封闭性很好。图2电点火头放大图1-点火药;2-桥丝;3-焊点;4-塑料封;5-脚线接头;6-脚线(6)延期精度为±3ms,并有20ms,40ms,80ms等间隔系列。延期材料不是铅管,而应是钢、铝、铜等金属性材料。延期药为硅、铅丹系,装填方式可能比较特别,按对方的说法是高压注。(7)管壳到脚线间的电压300PF,耐穿电压1万伏。(8)安全电流0.7A级和5A级(特殊用途),这个水平已经属于中等和高度不敏感之列。图3电雷管结构图(a)舍夫勒瞬发电雷管;1-猛炸药;2-点火头;3-火花泄孔;4-绝缘脚线5-铝或铜壳;6-起爆药;7-热静电套管;8-塞子表15-1系各公司研究与生产的部分雷管表15-1雷管品种一览3.X—321K耐高温电雷管这种雷管可耐260℃,不耐压力。起爆装药系RD—1333氮化铅,炸药采塔考特,雷管结构见图4。图4X——321K雷管结构1-脚线(Φ0.6毫米镀锡铜线);2-套管;3-雷管体(黄铜);4-塞子;5-桥丝(Ni-Cr);6-点火药;7-起爆药;8-炸药;9-液敏孔;10-接力管(硬铝合
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