水利水电工程施工技术(第三版)
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第三节 起爆方法

炸药的基本起爆方法有四种:火花起爆、电力起爆、导爆管起爆和导爆索起爆。不同的起爆方法,要求使用不同的起爆材料。为了达到最优的技术经济效果和爆破安全,对于一次爆破的群药包,通常采用一次赋能激发的起爆方式。这就要求用起爆材料将各个药包联结成一个可以统一赋能起爆的网络,即起爆网络。

火花起爆法

火花起爆法是用导火索和火雷管起爆炸药。它是一种最早使用的起爆方法。

将剪截好的导火索插入火雷管插索腔内,制成起爆雷管,再将其放入药卷内成为起爆药卷,而后将起爆药卷放入药包内。导火索一般可用点火线、点火棒或自制导火索段点火。导火索长度应保证点火人员安全,且不得短于1.2m。

电力起爆法

电力起爆法就是利用电能引爆电雷管进而起爆炸药的起爆方法,它所需的起爆器材有电雷管、导线和起爆源等。本法可以同时起爆多个药包,可间隔延期起爆,安全可靠。但是操作较复杂;准备工作量大;需较多电线,需具备一定的检查仪表和电源设备。适用于大中型重要的爆破工程。

电力起爆网络主要由电源、电线、电雷管等组成。

1.起爆电源

电力起爆的电源,可用普通照明电源或动力电源,最好是使用专线。当缺乏电源而爆破规模又较小和起爆的雷管数量不多时,也可用干电池或蓄电池组合使用。另外,还可以使用电容式起爆电源,即发爆器起爆。国产的发爆器有10发、30发、50发和100发的几种型号,最大一次可起爆100个以内串联的电雷管,十分方便。但因其电流很小,故不能起爆并联雷管。常用的形式有DF-100型、FR81-25型、FR81-50型。

2.导线

电爆网络中的导线一般采用绝缘良好的铜线和铝线。在大型电爆网络中的常用导线按其位置和作用划分为端线、连接线、区域线和主线。端线用来加长电雷管脚线,使之能引出孔口或洞室之外。端线通常采用断面0.2~0.4mm2的铜芯塑料皮软线。连接线是用来连接相邻炮孔或药室的导线,通常采用断面为1~4mm2的铜芯或铝芯线。主线是连接区域线与电源的导线,常用断面为16~150mm2的铜芯或铝芯线。

3.电雷管的主要参数

电雷管主要参数有最高安全电流、最低准爆电流、电雷管电阻。

(1)最高安全电流。给电雷管通以恒定的直流电,在较长时间(5min)内不致使受发电雷管引火头发火的最大电流,称为电雷管最高安全电流。按规定,国产电雷管通50mA的电流,持续5min不爆的为合格产品。

按安全规程规定,测量电雷管电爆网络的爆破仪表,其输出工作电流不得大于30mA。

(2)最低准爆电流。给电雷管通一恒定的直流电,保证在1min内必定使任何一发电雷管都能起爆的最小电流,称为最低准爆电流。国产电雷管的准爆电流不大于0.7A。

(3)电雷管电阻。电雷管电阻是指桥丝电阻与脚线电阻之和,又称电雷管安全电阻。电雷管在使用前应测定每个电雷管的电阻值(只准使用规定的专用仪表),在同一爆破网络中使用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。电雷管的电阻值是进行电爆网络计算不可缺少的参数。

4.电爆网络的连接方式

当有多个药包联合起爆时,电爆网络的连接可以采用串联、并联、串并联、并串联等方式(图1-6)。

图1-6 电爆网络连接法

1—电源;2—输电线;3—药包

(1)串联法。串联法是将电雷管的脚线一个接一个的连在一起,并将两端的两根脚线接至主线,并通向电源。该法线路简单,计算和检查线路较易,导线消耗较小,需准爆电流小,可用放炮器、干电池、蓄电池作起爆电源。但整个起爆电路可靠性差,当一个雷管发生故障或敏感度有差别时,易发生拒爆现象。适用于爆破数量不多、炮孔分散、电源电流不大的小规模爆破。

(2)并联法。并联法是将所有电雷管的两根脚线分别接在两根主线上,或将所有雷管的其中一根脚线集合在一起,然后接在一根主线上,把另一根脚线也集合在一起,接在另一根主线上。其特点是:各个雷管的电流互不干扰,不易发生拒爆现象,当一个电雷管有故障时,不影响整个网络起爆。但导线电流消耗大、需较大截面主线;连接较复杂,检查不便;若分支电阻相差较大时,可能产生不同时爆炸或拒爆,故在工程爆破中很少采用单纯的并联网络。

(3)混合联。工程实践中多采用混合连接网络,它可通过对并/串支组数的调整,获取既满足准爆条件又不超过电源容量的网络。混合联网络的基本形式有并串联和串并联。

导爆索起爆法

用导爆索爆炸产生的能量直接引爆药包的起爆方法。这种起爆方法所用的起爆器材有雷管、导爆索、继爆管等。

导爆索起爆法的优点是导爆速度高,可同时起爆多个药包,准爆性好;连接形式简单,无复杂的操作技术;在药包中不需要放雷管,故装药、堵塞时都比较安全。缺点是成本高,不能用仪表来检查爆破线路的好坏。适用于瞬时起爆多个药包的炮孔、深孔或洞室爆破。

导爆索起爆网络的连接方式有并簇联和分段并联两种。

(1)并簇联。并簇联是将所有炮孔中引出的支导爆索的末端捆扎成一束或几束,然后再与一根主导爆索相连接(图1-7)。这种方法同爆性好,但导爆索的消耗量较大,一般用于炮孔数不多又较集中的爆破中。

(2)分段并联法。是在炮孔或药室外敷设一条主导爆索,将各炮孔或药室中引出的支导爆索分别依次与主导爆索相连(图1-8)。分段并联法网络,导爆索消耗量小,适应性强,在网络的适当位置装上继爆管,可以实现毫秒微差爆破。

图1-7 导爆索起爆并簇联

1—雷管;2—主线;3—支线;4—药室

导爆管起爆法

导爆管起爆法是利用塑料导爆管来传递冲击波引爆雷管,然后使药包爆炸的一种新式起爆方法。导爆管起爆法与电力起爆法的共同点是可以对群药包一次赋能起爆,并能基本满足准爆、齐爆的要求。两者不同点在于导爆管网络不受外电场干扰,比电爆网络安全;导爆管网络无法进行准爆性检测,这一点是不及电力网络可靠的。它适用于露天、井下、深水、杂散电流大和一次起爆多个药包的微差爆破作业中进行瞬发或秒延期爆破。

图1-8 导爆索起爆分段并联

1—雷管;2—主线;3—支线;4—药室