第四章 起爆器材与起爆技术

为避免雷管爆炸引起瓦斯，采用安全电雷管，其采 取的主要措施： 不允许使用铁壳或铝壳； 不允许使用聚乙烯绝缘爆破线； 在加强药中加入消焰剂，控制其温度、火焰长度和火焰 延续时间； 雷管底部不做窝槽，改为平底，防止聚能穴产生的聚能 流引燃瓦斯； 采用燃烧温度低，生成气体量少的延期药，并加强延期 药燃烧室的密封； 加强雷管管壁的密封。
电力起爆准备工作量大，操作复杂，作业时间较长。
电爆网路的设计计算、敷设和连接要求较高，操作人员 必须要有一定的技术水平。
需要可靠的电源和必要的仪表设备等。
导火索起爆系统
导火索起爆法所使用的主要器材有：导火索、火 雷管和点火材料。
其起爆机理是：点燃导火索，导火索燃烧产生的 火焰引爆火雷管，再由火雷管的爆炸性能引爆炸 药爆炸。
1
2RKs max U 2C



t B m in

RC
ln

2
1
1
2RKs m in U 2C

变换后
R
2m in
C
ln
U U
2C 2C

2RKs m in 2RKs max

当使用电容式发爆器时，最钝感的电雷管
点燃时间应小于放电电流降到最小发火的放
抗杂散电流电雷管
杂散电流
因电器设备或导线的漏电或大容量设备产生的感 应电流，使地层或金属设备、管道带电等称为杂散电流。
主要的几种形式：
无桥丝电雷管（点火药电阻大，不易被引燃的特点） 低阻率桥丝电雷管（桥丝电阻小，只有大电流才能引爆） 电磁雷管（靠感应电流引爆雷管，不受杂散电流的影响）
安全电雷管
导火索火焰→起爆药起爆→加强药起爆→引 爆炸药爆炸
加强药起爆
导火索火焰 起爆药起爆
电雷管
结构
电点火装置+火雷管
分类
瞬发电雷管 秒延期电雷管 毫秒延期电雷管
也可按使用条件分
瞬发电雷管
导爆管瞬发雷管
瞬发电雷管结构
8
点火结构
药头式
药头式的点火装置里
包括脚线、桥丝和引火 药头。
导火索
火雷管的结构
各部分作用
管壳
聚能穴
2-加强
药
4-加强
帽
保护起爆药和加强药；为 炸药提供密闭空间
1-管
壳
3-起爆药
起爆药
DDNP(二硝基重氮酚)
加强药
猛炸药(RDX)
加强帽
防止起爆药飞散掉落、 爆炸产物飞散；维持爆炸产 物压力；加强起爆能力
聚能穴
起定向增加起爆能力 的作用
引爆过程
区域线：连接线至主线之间的导线，常用截面为6～ 35 mm2的铜芯或铝芯塑料线。
主线：连接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。
起爆电源
指引爆电雷管所用的电源。直流电、交流电 和其他脉冲电源都可做起爆电源，如干电池、 蓄电池、照明线、动力线及专用的发爆器等。
电时间，即：
Bmax 0
RC U 2
t0
2
ln
R
2
I
2 0
tB m ax

RC 2
ln
1
1
2RKs max U 2C

经变换后，可得：
R Ksmax
K2 s m ax

C
2
I 02U
2
CI
2 0
电爆网路
串联
网路简单，操作方便，易于检查，网路要求 总电流小。
发火冲能：
电雷管在点燃tB时间内，每欧姆桥丝所提供 的热能称为发火冲能，在tB内，若直流电为Ｉ， 则发火冲能为：
KB I 2tB
发火冲能与通入电流值的大小有关，电流愈小，散 热损失愈大。
实际中常采用当电流强度等于两倍百毫秒发火 电流时的发火冲能值（标称发火冲能）替代最小发火冲 能。
电雷管的敏感度
采用交流电源时，必须在放炮的安全地点设 置放地接线盒。接线盒应满足：①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；②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； ③在立井施工中，在接近和通过瓦斯煤层时， 在接线盒上应设置毫秒限时开关。
发爆器有发电机式和电容式二种。
i m mRm nr
电力起爆的操作要点
接线人员开始接线应先擦净手上的泥污，刮净线头的氧 化物、绝缘物、露出金属光泽，以保证线头接触良好； 作业人员不准穿化纤衣服；
接头牢固扭紧，线头应有较大接触面积； 各个裸露接头彼此应相距足够距离，更不允许相互接触，
形成短路，为防止接头接触岩石、矿石或落入水中，可 应用绝缘胶布缠裹。
导线
脚线：雷管出厂就带有长2 m，直径为0.4～0.5 mm 的铜芯或铁芯塑料包皮绝缘脚线。
端线：用来接长或替换原雷管脚线，使之能引出炮 孔口的导线，或用来连接同一串联组即将炮孔内雷 管脚线引出孔外的部分。常用截面为0.2～0.4mm2多 股铜芯塑料皮软线。
连接线：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。
电雷管起爆器 导爆管起爆器
电雷管的串联准爆条件和准爆电 流
最敏感的电雷管爆炸之前，最钝感的电雷管必须 被点燃，即最敏感的电雷管的爆发时间必须大于或等 于最钝感的电雷管的点燃时间，即：
min B min min B max
直流电源起爆
将以上准爆条件式两边乘以电流强度的平方
第三章 起爆器材与起爆技术
起爆器材 雷管
火雷管 电雷管
导火索 导爆索 导爆管 继爆器和中继药包等。
工业火雷管
普通电雷管
导爆管
导爆索
继爆管 双向继爆管
起爆弹
普通导爆管雷管
秒延期导爆管雷管
毫秒延期导爆管雷管
耐温耐压安全电雷管
煤矿许用瞬发电雷管
煤矿许用毫秒延期电雷管
火雷管
通过导火索点燃后，喷出火星引爆的雷管称火雷管。
K

I 2t

U 2C
1 e
2t RC
2R
Ksmax
变换后


t

RC
ln
1

2
1
2RKs max U 2C

min Bmin min Bmax
min Bmax Bmin


tB m ax

RC
ln
2
1
min Bmin min Bmax
I
2
B min

I
2 m in

I
2
Bmax
若电流强度大于敏、感电等雷管于百倍百毫秒发钝火感电电雷管流时， 发火冲能近似等发于火冲标能称发火冲能，则发准火爆冲能条件可
变为：
I DC
K s max K s min 2I100 m in
《煤矿安全规范》规定：在有瓦斯的工作面爆破时，不 准采用秒延期电雷管，而且爆破时电雷管爆破的总延迟 时间最大不超过130ms 。
无起爆药电雷管
猛炸药代替起爆药，降低雷管的感度
电雷管性能参数
电雷管全电阻：指每发电雷管的桥丝电阻与脚线 电阻之和，它是进行电爆网络计算的基本参数。
最大安全电流：给电雷管通以恒定直流电，5min 内不致引爆雷管的电流最大值，称为最大安全电 流，又称工作电流。
式中： IDC--直流电串联准爆电流； Ksmax--最钝感雷管的标称发火冲能； Ksmin--最敏感雷管的标称发火冲能； I100--百毫秒发火电流。
工业电雷管直流串联准爆电流的标准为：串联 20发电雷管，康铜桥丝时，不大于2 A；镍铬桥 丝时，不大于1.5 A。
交流电起爆
当通电时间为t大于一个周期时，电流的有效值为电表 测出的电流强度
直插式
直插式的电点火装置 没有引火药头，桥丝直 接插入起爆药内，并取 消加强帽。
引火药头：桥丝上包裹引火 剂（氧化剂和可燃剂按一定 的比例混合）
瞬发电雷管作用原理
药头式
通电→桥丝温度升 高→点火药头引燃→起 爆药起爆→加强药起爆 →引爆炸药爆炸
直插式
通电→桥丝温度升 高→起爆药起爆→加强 药起爆→引爆炸药爆炸
I准
由上式可以看出，在并联网路中，要进一步提
高起爆能力，应当提高电源电压和减小导线电阻Rm。
当用电容式发爆器起爆时（输出电压高，电流
小），很少采用并联网路。
混合联
两种形式：串并联和并串联
以串并联为例计算：
网wenku.baidu.com总电阻
R

Rm

nr m
网路总电流
U
I

Rm

nr m
I
U
每个电雷管的电流
最小发火电流：给电雷管通以恒定直流电，能准 确地引爆雷管的最小电流值，称为最小发火电流， 一般不大于0.7A。
通电6ms能引爆电雷管的最小电流强度为6ms发火 电流。通电时间为100ms能引爆电雷管的最小电 流强度称的百毫秒发火电流。
电雷管性能参数
电雷管的反应时间：
电雷管从通入最低准爆电流开始到引火头点 燃的这一时间，称为电雷管的点燃时间tB；从引 火头开始被点燃到电雷管爆炸这一时间称为传导 时间θ B；tB与θ B之和称为电雷管的反应时间t。
I有效 I表
Im 2
设通电时间为t,周期T，当t<T时 。在（T/2-t/2）～ （T/2+t/2）期间通电时，电流的有效值最小。
I 有效
t

1

s in t
2t
Im
式中： ω —交流电的角频率； Im—交流电瞬时交变电流强度最大值。
将最不利的情况代入串联准爆条件，则：
min Bmin min Bmax
非电力起爆法
火雷管（导火索）起爆系统 导爆索起爆系统 导爆管─雷管起爆系统 其它新型起爆系统
电力起爆系统
电力起爆网路由电雷管、导线和起爆电源 三部分组成。
电爆网路设计的基本要求：电源可靠，容 量足够；网路简单、可靠，便于计算、联 线和导通；要求每个雷管都能获得足够的 准爆电流，尽量使电流强度均匀；雷管串 联使用时，必须满足串组雷管准爆电流的 要求。
发火冲能是表示电雷管敏感度的重要特性参数。 一般用发火冲能的倒数作为电雷管的敏感度。设为B， 则：
B 1 KB
起爆方法
起爆方法通常根据所采用的起爆器材和工艺的特点 来命名，选用起爆方法时，则要根据炸药的品种、 工程规模、工艺特点、爆破效果、现场和环境条件 等来决定。
电力起爆法
电雷管起爆系统
总电阻 R0 Rm nr
总电流
I

Id

U Rm nr
I准
由上式可以看出，在串联网路中，要进一步
提高起爆能力，应当提高电源电压和减少电雷管
的电阻，这样雷管数目n就可以相应地增大。
并联
所需的电压低，而总电流大。
总电阻
R0

Rm

r m
式中 m─并联电雷管数目
总电流
Id

U mRm r
秒延期电雷管
引火药头点燃后不立即发生爆炸，而是要 经过以秒计算的延时后才发生爆炸。
秒延期电雷管分整体壳式和两段式。
精制导火索
毫秒延期电雷管
经过以毫秒计算的延时后（采用延期药）才发生爆炸。 国产毫秒雷管的延期药多用硅铁和铅丹的机械混合物，
并掺入适量的硫化梯 (缓燃剂)用以调整药剂的燃速。 毫秒延期电雷管分装配式和直填式。
电容式发爆器
组成
起爆能力取决于主电容的充电电压和电容量。
主电容放电电流随时间的增加按指数规律衰减， 衰减的快慢与电容量和外电阻的大小有关。
I
i

U
e
t RC
R
0
t
放电时的输出冲能为
K

I 2t
U 2C
1 e
2t RC
2R
电容式发爆器起爆
为保证串联电雷管被引爆，发爆器的输出冲能K 应大于最钝感的电雷管发火冲能。
I AC
K s m ax K s m in
m in

1

s in


min
式中： IAC—交流电串联准爆电流； Ksmax--最钝感雷管的标称发火冲能； Ksmin--最敏感雷管的标称发火冲能； θ min—传导时间最小值，ms。
工业电雷管交流电串联准爆电流的标准为：串联20 发电雷管，康铜桥丝时，不大于2.5A；镍铬桥丝时， 不大于2.0A。
点燃导火索不能用明火点燃，需要用点火材料来 点，点火材料有拉火管、点火棒和点火筒等。
导火索起爆法操作简单易行，要求不高，容易掌 握，机动灵活，成本低廉。其缺点是：在爆破工 作面点火，安全性差；无法在起爆前用仪表检查 起爆准备工作的质量，不能精确地控制起爆时间； 导火索燃烧时，工作面存在有毒气体。
电力起爆法的优缺点
可靠性和准确性高。
能在安全隐蔽的地点远距离起爆药包群，使爆破工作在 安全条件下顺利进行。
能准确地控制起爆时间和药包群之间的爆炸顺序，因而 可保证良好的爆破效果。
可同时起爆大量雷管等。
普通电雷管不具备抗杂散电流和抗静电的能力。所以， 在有杂散电流的地点或露天爆破遇有雷电时，危险性较 大。