雷管起爆导爆管能力的实验研究

雷管起爆导爆管能力的实验研究

【摘要】非电起爆系统在爆破工程中广泛应用，工业雷管如何安全、可靠起爆导爆管至关重要。本文开展了8号工业雷管起爆导爆管能力的模拟实验，分别对雷管正、反向起爆导爆管情形，不同捆扎约束力情况下导爆管引爆概率进行了研究，并对雷管起爆导爆管的可靠距离和不破坏临近导爆管的安全距离进行了研究。实验结果表明：（1）雷管正、反向起爆导爆管对起爆概率影响不大，但正向起爆存在金属射流或破片切断导爆管的可能；（2）导爆管的捆扎约束力越大，有效起爆导爆管数量越多，起爆概率越大；（3）雷管起爆导爆管的可靠距离≤1cm，不破坏临近导爆管的安全距离≥9cm。本文的实验结果与分析对工程爆破中非电起爆网络起爆可靠性、安全性分析等方面具有一定的参考价值。

【关键词】工业雷管；导爆管；正、反向起爆；可靠性

1 引言

非电导爆管起爆网路具有实用性强、可靠性高、安全、操作简便等优点，在工程爆破中得到了广泛应用。研究导爆管在雷管起爆下可靠度、安全性等问题是非电起爆系统中的关键问题，很多学者开展了此方面研究工作[1-3]。但在雷管起爆导爆管的极限根数、捆扎状况、安全距离等方面涉及不多。本文基于此开展了8号工业雷管起爆导爆管能力的模拟实验，分别对雷管正、反向起爆导爆管情形，不同捆扎约束力情况下导爆管引爆概率进行了研究，并对雷管起爆导爆管的可靠距离和不破坏临近导爆管的安全距离进行了研究。实验结果表明，正、反向起爆起爆概率没有明显差别，但反向起爆能够避免雷管金属射流超前隔断导爆管的可能性，起爆可靠性稍差一点。导爆管的捆扎约束力对起爆概率有一定影响，一般而言，捆扎紧密起爆可靠性高。同时根据实验发现，雷管起爆导爆管的可靠距离≤1cm，不破坏临近导爆管的安全距离≥9cm。本文的实验结果与分析对工程爆破中非电起爆网络起爆可靠性、安全性分析等方面具有一定的参考价值。

2实验器材与方法

实验材料：8#工业电雷管，普通型塑料导爆管（保证每次导爆管实验长度≥1.0m），MFB200型发爆，电气绝缘胶带等。

实验方法：每次实验的导爆管长度不小于 1.0m，用电气绝缘胶带将给定根数导爆管均匀捆扎在一发8号工业雷管周围。根据捆扎胶带缠绕的圈数来确定导爆管所受的约束强度（同一个人操作），单层胶带的抗拉强度可由电子万能试验机测出[4]，测得的拉力峰值约为50N。

3 实验结果与分析

3.1 导爆管的正向起爆和反向起爆

用8#工业电雷管在相同条件下，进行正向起爆（雷管的聚能穴朝向导爆管传爆方向）和反向起爆（雷管的聚能穴背向导爆管传爆方向）实验，正、反向起爆如图1所示，相同条件进行三次水平实验，研究导爆管的未爆概率、被飞片划破概率、被炸断概率、被拉细概率。实验测试结果如表1所示。

从表1的测试结果来看，单发8#工业电雷管正、反向起爆导爆管的起爆概率相差不大，仅在导爆管数量超过120根时，反向起爆概率略高。这是因为对于正向起爆而言，雷管聚能穴会产生金属射流或破片，而它们的速度要高于雷管中爆轰波速度和导爆管传爆速度，金属射流和破片会超前隔断导爆管中爆轰波的传播，致使导爆管的传播中断。而采用反向起爆由于金属射流和破片与导爆管传播方向相反，可以提高起爆可靠性。从表1还可以看出，对于正、方向起爆而言，不同情形下，导爆管被爆轰波炸断、被飞片划破或被拉细的概率基本差不多，没有明显差别。一般工程爆破中，在非电起爆网路中，采用捆扎法时，单发雷管起爆导爆管根数在30根以内[5]，并且常采用双发雷管起爆，所以工程爆破中采用正、反向起爆方式对起爆可靠性影响不大。

3.2导爆管捆扎约束力对起爆概率的影响

为了研究导爆管在捆扎松紧不同条件下起爆概率问题，用在同一个人操作下缠绕胶带的圈数来近似表示捆扎约束力大小，分别将胶带在整个雷管周围缠绕2圈、5圈和10圈来表示捆扎约束力由小到大。相同情况进行3次平行实验，实验测试结果如表2所示。

从表2看以看出，导爆管的捆扎约束力越大，有效起爆导爆管数量越多，起爆概率越大。在导爆管根数较少时，即使是松散捆扎条件，也能全部起爆，但当导爆管数量较多时，超过120根时，密实捆扎较松散捆扎起爆概率高，可靠性好。因此在工程爆破中，胶带捆扎要尽可能密实一些，这样才能使得导爆管捆扎约束力增大，起爆可靠性提高。

3.3雷管起爆导爆管的可靠距离及不破坏临近导爆管的安全距离

一般认为雷管起爆后轴向产生射流作用，侧向产生飞片，冲击波以轴向传播为主[6]。雷管起爆导爆管的可靠距离是指在此距离范围内雷管都能可靠起爆导爆管，即雷管能够完全起爆导爆管的最大相隔距离。而雷管起爆导爆管的安全距离是指在只要超过此距离导爆管不受雷管爆炸影响，即雷管不破坏导爆管的最小距离。为了研究雷管起爆导爆管的可靠距离和安全距离，分别研究雷管轴线与导爆管相垂直、雷管轴线与导爆管相平行两种情形下的起爆情况，如图2所示。实验在普通地面上和悬于空中两种条件下进行。相同条件进行3次平行实验。实验结果如表3所示。

从表3可以看出，雷管轴线与导爆管平行放置宜于起爆和传播，而雷管轴线与导爆管垂直放置起爆基本上不能正常起爆导爆管，这是由于雷管聚能穴存在会在雷管轴线产生高速的金属射流，金属射流速度高，很容易提前隔断导爆管中爆轰波的传播。对导爆管传爆很不利。

从另一个角度来看，采用正向起爆会存在着金属射流超前隔断导爆管

中的爆轰波传播，而导致传爆中断，相反采用反向起爆或对雷管聚能

穴采取包覆处理等措施在一定程度上会提高非电起爆网络的可靠性[4]。这就是为什么在表1中会有，当实验导爆管数量超过120根时，反向起爆概率会略高的事实。同时从表3还可以看出，在普通地面上起爆可靠性要高于空中，这是因为雷管起爆后形成的冲击波在地面上会产生反射和叠加，激波强度增强，易于起爆，相反悬于空中情形下，冲击波能量衰减快，激波强度相对小一些，因此起爆导爆管能力相对于普通地面上要差一点。从表3可以看出，根据导爆管与雷管不同距离实验结果，不难发现，雷管起爆导爆管的可靠距离≤1cm，不破坏临近导爆管的安全距离≥9cm。此距离测试结果对工程爆破中导爆管网路中雷管捆扎的导爆管层厚度、支路间导爆管摆放距离等方面有一定参考价值。

4 结论

1）雷管正、反向起爆导爆管对起爆概率影响不大，但正向起爆存在金属射流或破片超前隔断导爆管传爆的可能。

2）导爆管的捆扎约束力越大，有效起爆导爆管数量越多，起爆可靠性越高。

3）8#工业电雷管起爆导爆管的可靠距离≤1cm，不破坏临近导爆管的安全距离≥9cm。

【参考文献】

[1] 梁开水，赵翔，张志旭. 导爆管起爆网路可靠度分析[J]. 爆破器材，2006，（5）：22-24.

[2] 刘大斌. 塑料导爆管的起爆、传爆及输出性能研究[J].博士学位论文.南京理工大学，2002.

[3] 马建军，黄风雷. 导爆管起爆网路设计及其可靠性研究[J]. 矿冶工程，2002，（2）：26-27.

[4] 郑思友，翟廷海. 工业雷管可靠起爆塑料导爆管试验研究[J]. 爆破器材，2010.4：29，30，34.

[5] 于亚伦. 工程爆破理论与技术[M]. 北京：冶金工业出版社，2004.

[6] 蔡瑞娇. 火工品设计原理[M]. 北京：北京理工大学出版社，1999.