低威力導(dǎo)爆管雷管在工程爆破中的優(yōu)勢(shì)探析

張仲一，郭子如，李洪偉

(安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南232001)

爆破技術(shù)在礦山、水利、掘進(jìn)、公路以及建筑物拆除等方面都被廣泛應(yīng)用,都屬于工程爆破的范疇,工程爆破成為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及能源開(kāi)采開(kāi)挖中的重要一環(huán)。 工程爆破難度大,危險(xiǎn)性高,必須對(duì)其高度重視。 雷管的選用是工程爆破中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一[1-2]。

1 低威力導(dǎo)爆管雷管簡(jiǎn)介

雷管在工程爆破的傳爆序列中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,在爆破中經(jīng)常用到的常規(guī)雷管為8 號(hào)雷管。 低威力雷管指的是爆炸威力小于8 號(hào)雷管的6 號(hào)、4 號(hào)雷管,也稱(chēng)為小雷管。 以6 號(hào)導(dǎo)爆管雷管為例,在穿鉛板試驗(yàn)中,要求6 號(hào)導(dǎo)爆管雷管應(yīng)能炸穿厚度為4 mm 的鉛板,而8 號(hào)導(dǎo)爆管雷管應(yīng)能炸穿厚度為5 mm 的鉛板,鉛板穿孔直徑應(yīng)不小于雷管外徑[3]。 低威力導(dǎo)爆管雷管一般作為連接管,而不直接用來(lái)引爆炸藥。

2 普通雷管在工程爆破中存在的問(wèn)題

普通導(dǎo)爆管雷管在工程爆破中存在的問(wèn)題主要在雷管與導(dǎo)爆管的連接處。 當(dāng)雷管起爆后,其爆炸產(chǎn)生的管殼飛片很容易擊穿或者切斷與之連接在一起的導(dǎo)爆管,導(dǎo)致傳爆中斷。 這個(gè)問(wèn)題無(wú)論是在露天爆破還是在掘進(jìn)爆破中都有可能發(fā)生,管殼飛片擊穿導(dǎo)爆管的情形如圖1 所示。

圖1 普通8 號(hào)雷管管殼飛片擊穿導(dǎo)爆管

如果現(xiàn)場(chǎng)操作不采取防護(hù)措施,起爆之后出現(xiàn)雷管管殼飛片擊穿導(dǎo)爆管的概率極高,接著就會(huì)引發(fā)傳爆中斷。 分析原因是因?yàn)槠胀▽?dǎo)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(nèi)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(dǎo)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(dǎo)爆管雷管爆炸后產(chǎn)生的管殼飛片動(dòng)能要遠(yuǎn)大于低威力雷管。

2.1 安全性方面

在礦山開(kāi)采爆破中,為減輕爆破振動(dòng),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(shí),一旦在某一連接處傳爆中斷,后續(xù)的炮孔則無(wú)法正常起爆[8]。 出現(xiàn)這種情況,現(xiàn)場(chǎng)安全人員就需要在爆破后找到傳爆中斷處,如果現(xiàn)場(chǎng)條件允許,則進(jìn)行二次起爆。 如果未起爆的炮孔被破壞得比較嚴(yán)重,就需要重新打孔裝藥,那么操作危險(xiǎn)性就會(huì)大大提高。 如果炮孔比較多時(shí),后排炮孔有1 ～2 個(gè)炮孔沒(méi)有正常起爆,那么排炮人員就有可能遺漏,在這之后大型機(jī)械進(jìn)行作業(yè)時(shí),就會(huì)有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)[9]。

2.2 經(jīng)濟(jì)性方面

以露天深孔爆破為例,如果某一炮孔沒(méi)有正常起爆,那么經(jīng)濟(jì)損失較大。 首先是孔內(nèi)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(dǎo)致爆破的巖石大塊率較高,需采用大型機(jī)械再開(kāi)挖大塊巖石,從而增加的工程成本。 一般1個(gè)炮孔的成本在1 萬(wàn)元左右。

2.3 效率方面

在露天爆破中,為避免飛片擊穿問(wèn)題,需要對(duì)雷管進(jìn)行防護(hù)。 一般是先將雷管和導(dǎo)爆管用膠帶捆扎在一起,然后用石塊將雷管?chē)』蛴蒙惩林苯訉⒗υ幯诼褚云鸬阶钃趵坠茱w片的作用。

井巷掘進(jìn)爆破中,對(duì)雷管的防護(hù)操作更為復(fù)雜,這是因?yàn)樵谡谱用孢M(jìn)行雷管連線時(shí)不可避免地會(huì)使雷管懸空,這時(shí)雷管爆炸后產(chǎn)生的飛片就會(huì)向四面八方飛散,需要在四周均做好防護(hù)。 而露天爆破時(shí)只需對(duì)傳爆方向進(jìn)行防護(hù)即可。 在井巷掘進(jìn)爆破中通常采用炮泥或者沙土將捆扎處包覆起來(lái),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(hù)。 防護(hù)工作難易程度與掌子面的大小有關(guān),掌子面越大,防護(hù)工作越復(fù)雜。

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

3 低威力導(dǎo)爆管雷管在工程爆破中的優(yōu)勢(shì)

由于低威力導(dǎo)爆管雷管威力較小,所以在工程爆破中一般作為連接管進(jìn)行應(yīng)用。 在安全性方面,低威力導(dǎo)爆管雷管在爆炸時(shí)一般不會(huì)擊穿導(dǎo)爆管。以?shī)W瑞凱公司的6 號(hào)雷管和連接塊為例,在生產(chǎn)的連接塊后部加裝了1 個(gè)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(guò)程的作用。 雖然6 號(hào)雷管的起爆能力遠(yuǎn)小于8 號(hào)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(dǎo)爆管引爆,反而普通的8 號(hào)雷管在爆炸后有較大一部分能量從雷管的側(cè)面釋放掉了,且容易導(dǎo)致雷管飛片飛散嚴(yán)重的問(wèn)題[10]。

因此,使用低威力導(dǎo)爆管雷管作為連接管可以有效地避免出現(xiàn)炮孔不爆的情形,減少排炮過(guò)程中的危險(xiǎn),避免二次打孔以及起爆過(guò)程中的危險(xiǎn),減少了經(jīng)濟(jì)損失。

使用普通導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行孔外連線時(shí),防護(hù)工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力,如果使用低威力導(dǎo)爆管雷管,就可大大縮短作業(yè)時(shí)間,提升作業(yè)效率。 另外,使用普通導(dǎo)爆管雷管作為傳爆管連接時(shí)要用膠帶去捆扎,操作起來(lái)比較費(fèi)時(shí),如果使用塑料連接塊連接普通導(dǎo)爆管,那么在導(dǎo)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(dǎo)爆管雷管則不容易出現(xiàn)上述問(wèn)題,其配合塑料連接塊可以實(shí)現(xiàn)更加快速地連接。

4 結(jié)語(yǔ)

在工程爆破中,相對(duì)于普通導(dǎo)爆管雷管,低威力導(dǎo)爆管雷管作為孔外連接管更具有優(yōu)勢(shì),在安全性、經(jīng)濟(jì)型和作業(yè)效率方面均優(yōu)于普通導(dǎo)爆管雷管。