| 单词 | 矿用起爆器材 |
| 释义 | 【矿用起爆器材】 拼译：mine blasting accessiries 主要是指在矿山爆破工程中使各种作为主爆能源的炸药装药，按设计要求的时间、空间顺序，安全可靠地激发成稳定爆轰的器具和材料。迄今，世界各国生产、研制过的品种名称很多，但其中主要者可分为以下几类： 导火索类 是用以安全可靠地传导火焰，使火焰感度较高的火炸药产生稳定爆轰的线索状自动传燃材料及其点火器具。在19世纪前，当中国发明的黑火药既作为主爆药，又作为点火药应用时，人们就曾用硝石煮涂过的棉纱、纸条或把碾细的黑火药装在纸卷或麦秸、稻杆中，做成了最早的导火线、引火捻或引火杆，至今仍用于鞭炮等烟火产品中。1831年英国W．Bickford首创了把黑火药连续缠卷在多股麻线中心的导火索；此后，在此基础上逐渐改进药芯成份、包裹材料、制造工艺和机器等，直到20世纪前半叶即先后制成多种具有稳定燃速和防水性能的现代导火索产品，但由于导火索仅有自动传燃功能，为了大量安全地将其点燃又特别制成了集束点火筒、分散点火棒(或线)、电阻丝分段点火器等。中国早在50年代前即能机械化连续生产用多层棉线、纸条和防水剂包裹的普通导火索(外径6mm，燃速1cm／min)，到60年代又能生产具有多种燃速和外加塑料皮防水的改进导火线；70年代还研制生产了用铅管拉长的铅皮导火索以及深水导火索等。导火索仅有明火传燃性能，只能主要用于引爆火雷管、火帽或用作电雷管的延期发爆元件，不能在有易燃、易爆危险的地点或矿井中使用。火雷管类 主要是指仅装有极少量(不大于2g)感度很高的起爆药和猛炸药，因而很易受导火索或其他火焰热能引爆后，再以其爆炸波激发周围炸药产生稳定爆轰的小管状起爆传爆器材。它是因A．B．Nobel在1867年偶然发现溅入硅藻土中的硝化甘油仍可为雷汞和纯硝化甘油等高感度炸药诱起爆轰的现象后，而发明出来的划时代产品。最初是在小金属管中压装少量极易受导火索起爆的雷汞［Hg(oNc)t］即成。到19世纪末20世纪初，由于又相继发现多种易爆的起爆药和不易爆但威力很大的猛炸药，为了改善这种单式雷管的爆轰性和安全性，人们就将其底部改装为不等量的特屈儿、泰安和黑索金等高级猛炸药，上部则只需装入极少量雷汞或雷汞与氯酸钾混合物，然后再在其上压盖一个中心带有传火小孔并内衬一块防漏防潮绢片的紫铜质加强帽，从而制成了有十级威力标号的复式火雷管。直至第二次世界大战后，逐渐淘汰雷汞，改用斯蒂酚酸铅－叠氮化铅或二硝重基重氮酚作起爆药，并且只定型生产了一种8号雷管。中国在40年代曾同时生产过6号和8号两种紫铜壳的火雷管，后因用量骤增而缺乏铜材，于是胡峰等又研制成功一种以牛皮纸条卷制的纸壳火雷管，从1975年开始大量生产使用，至今仍因价廉、易制而受到欢迎。此外，还生产了镀铜铁壳、装二硝基重氮酚和黑索金、铝壳装斯蒂酚酸铅、叠氮化铅加黑索金的8号火雷管。因火雷管价格较低，只需临时插入一根导火索引爆，操作技术简单，也没有受杂散、意外电能引爆的危险，故迄今仍用于民间开山采石和杂散电流较大的中小型金属矿山中；但又因其需用明火起爆，防潮防水性较差，不能精控起爆时序，故禁用于易燃、易爆、有水的地点和煤矿中，也不能用于需要精控起爆时序的密集炮孔爆破工程。为此，胡峰曾首试成功了以塑料导爆管代替导火索引爆、并与卡装导火索一样在现场临时卡装1～3根导爆管的毫秒火雷管与秒延期火雷管，既有电雷管优点，也有火雷管好处，可望成为一种新的火雷管商品。电雷管类 是在火雷管中固装了可接受外界电能发火(或发热)和精确延期引爆装置的小管状起爆器材，为现代起爆器材中最兴旺发达的一类。其中最早的一种只需在普通火雷管口部原来用于插装导火索的空管中封装一个带发火药头的电桥丝发火装置即可，只需外界通入足够的电能，它立即就可通过桥丝电阻发火使雷管装药起爆，故称瞬发电雷管。接着又创造一种在电发火头和起爆药加强帽之间加装一段燃速较精确的导火索或其他延期元件的段发电雷管，这种雷管在通电发火后，还需经过长度或燃速定时传燃半秒至十几秒才能引爆下面的起爆药，故又称秒延期电雷管。到20世纪50年代，美国人首先在露天矿深孔爆破中，发现将相邻两排深孔起爆时差缩短到25ms左右时，可以降低爆破地震作用、提高爆破效果，因而又促使重点改进秒延期电雷管的延期元件，而创造出来了一种毫秒延期电雷管。从此后，电雷管的应用范畴与数量迅增，为了满足各种工程与控制爆破的需要，各国又相继在电发火装置、延期元件及整体生产工艺方面大加改进，除创造了延期段数多达数十段的各种长短延期系列的电雷管外，又创造了抗杂电雷管、地震勘探雷管、煤矿毫秒电雷管，以及电磁感应电雷管、电子密码电雷管等等，与此同时，中国为克服缺铜困难，降低雷管造价，还大量产用了各种纸壳、镀铜铁壳、铁脚线的电雷管和发火电阻桥丝直接插入二硝基重氮酚中发热起爆的瞬发电雷管。为提高雷管的安全性，徐天瑞等还创造了不装高感度起爆药的无起爆药雷管等。毫秒电雷管的主要特点是采用了燃速特别精确、稳定，并很少气态产物的延期元件，大多以铅丹(Pb3O4)为氧化剂、以硅铁(FeSi)为还原剂、以硫化锑(Pb2S3)为调速缓燃剂、加入少量虫胶配成的延期药，然后压装于小铜管中，或装入铅管中拉长再切成，通过改变延期药的成分、配比、药量与压药密度等来精确控制燃速和延时。目前国内还生产一种纸壳毫秒延期雷管。毫秒电雷管现已成为微差控制起爆的主要器材，而广泛运用于各种群药包顺序控制爆破中，相邻两段间的起爆时差可做成10±2至300±100ms。延期段数最多可做到80段。在露天深孔采矿爆破中多采用时差25～50ms的多段毫秒雷管，在无瓦斯煤尘的井巷隧道深孔爆破中，胡峰首先建议采用时差50～150ms为宜。在有瓦斯煤尘地点，中国规定最大延时不能超过130ms，目前普遍采用时差25±5ms的前5段煤矿毫秒电雷管，但在长壁采煤爆破中，胡峰则建议采用时差10～15ms、最大延期不超过130ms的特制煤矿毫秒电雷管为宜，既可减少炸药消耗，又可改善爆破安全，减少飞煤、增加块煤，并大大提高放炮工的劳动效率。煤矿毫秒电雷管的主要特点是最大延期不超过130ms，爆炸后没有固体灼热微粒飞出，爆生产物的温度较低。抗杂电雷管是为了在有杂散电、感应电、射频电、静电、地电、漏电等地点安全爆破而特制的。主要是采用对外电不敏感的引爆装置，以增大其最小发火冲能，提高安全电流。此外，在雷管结构上还尽力避免产生感应电容和自生电容对其中发火剂、延期药、起爆药和猛炸药的高热放电，在电气化高度发达的今天，实际上所有电雷管都必须有一定抗杂电、抗静电性能。因此，研究发展电雷管的电发火装置性能、结构及其准爆、安全参数，是个十分重要而又十分复杂的问题，既要求放炮时易于全部准爆，又要求在贮运、操作中不易受外电意外发火，采取简单办法是难于两全齐美的。电磁感应电雷管是英国ICI公司80年代初解决电雷管抗杂电危险的一个重要创造．主要办法是把原电雷管两根通电脚结头连接成绝缘回路，在一个铁淦氧磁圈周围缠绕4～5圈形成磁感应副线圈，再全部用绝缘塑料包裹成大钥匙形，这样就可较彻底地解决各种意外触电、接电了，放炮时只需将各雷管的脚线磁圈串穿到与高频(数千赫至1万多赫)发爆器连接的放炮电缆回路上，即可通过磁圈感应生电，致使雷管中电桥丝发热而起爆雷管。电子密码电雷管是采用现代电子集成电路技术的成就制成的，在其电发火装置前增装了一个以集成电路块制成的电子密码开关和一个微型电池，只有用特制的无线电发爆器向它发送去规定的密码信号以后，它才能自动给发火元件送电放炮。从设计上来说，这无疑是一种很好的高科技设想，但是在制造中存在成本与性能的矛盾，不易解决，即使是在电子工业最发达的国家，目前也难于推广。无起爆药电雷管是1981年中国开始整体提高雷管安全性时的创造，它从根本上改变了雷管装药的原始设想，由第1代全装起爆药，到第2代少装起爆药，而进入了第3代不装起爆药，全用高级猛炸药代替。它主要是应用强约束力使非起爆药受热爆燃后很快变为爆轰的原理，研制成一种起爆元件，加装在猛炸药柱与点火热源(电发火头、导爆管或延期药等)之间，因此，也可以做成瞬发和各种延期的电雷管、非电雷管。导爆索类 主要产品与普通导火索外形结构很相似，只是将黑火药芯改用黑索金、泰安等高级猛炸药代替，因此它是一种用雷管或其他炸药起爆后，可自动高速传爆的线索状爆炸器材。1879年首创，但其最早的批量制品是在1900年前后相继发明了几种高级猛炸药后，才按照普通导火索的办法生产的。每米卷入泰安或黑索金12～14g，外径6mm左右，爆速为6500m／s左右，可起爆雷管，也可直接起爆对雷管敏感的各种炸药。当代由于控制爆炸科技的发展和爆破应用范围的扩大，促使导爆索也成为爆炸制品中最兴旺的一类，目前已有产品的爆炸威力按每米含药量来说，最低已可做到0．8g／m，最高可做到80g／m(外层为梯恩梯之类的中级猛炸药)，粗硬者如胶皮电缆，细软者如棉纱线绳，既可作起爆器材，也可作主爆器材，胡峰80年代初开始研究的更高威力(每米含药量80g以上)的爆炸缆，就是主要为采石、切割、焊接、胀管、光面爆破、预裂爆破、水压爆破、长孔爆破等而设计的主要能源，已经超出了导爆索的原始含义，可能成为现代控制爆破与爆炸工作很有希望的一代新品种。中国自20世纪50年代开始批量生产普通导爆索，目前已可制出每米含黑索金或泰安4～40g的多种产品，并能批量生产下列特种导爆索：(1)煤矿导爆索。主要特点是在药芯中混合了10%～18%的氯化钠消焰降温剂，以防引起瓦斯煤尘爆炸。(2)油井导爆索。主要用于引爆石油井壁的射孔弹，作无枪身射孔者每米含药30～32g，作有枪身射孔者每米含药18～20g，可耐温120℃1h，并可用于5000m以内深水中。(3)铅皮导爆索。主要用于引爆5000m以上超深石油井壁的射孔弹，能耐170℃高温和6．65×107Pa以上高压深水，每米含药26～30g。(4)胀管导爆索。主要用于扩胀金属管和胀接锅炉管。由于导爆索既有雷管的作用，又不怕杂散电或其他电能作用，传爆速度多在6000m／s以上，所以至今仍主要用于大量深孔爆破和峒室爆破中。自从创造了继爆管后，更可实现高效安全的微差爆破技术。继爆管类 是为了配合导爆索实行毫秒延期爆破的小管状起爆器材，实际上就是在装有毫秒延期元件的火雷管前再加装一个特制的消爆管和减压室即成。当其前端连接的导爆索传来强烈的爆炸冲击波和热气体时，须首先经过消爆管缓冲、减压、降温，以达到稳靠引燃延期药，然后再点爆雷管，中国现产有单向继爆管和双向继爆管两种，单向继爆管只用一个毫秒火雷管与消爆管构成，实际就是一个插装导爆索引爆的终端毫秒雷管，只能单向引爆。双向继爆管实际上是两个单向继爆管头对头结成的整体，其延期间隔为两个延期元件延期之和。用这类继爆管与导爆索构成的微差起爆系统，既不怕杂散电、射频电和静电，又可进行大量高效爆破，唯成本较高，网络不能用仪表检查。导爆管类 是在小直径管道中自动传导微弱爆轰波，以引爆终端雷管或其他敏感炸药的细管状传爆器材。与导爆索的不同点主要是管中含药量很少，只能形成压力很低(不大于1Pa／cm2)、速度很慢(不大于2200m／s)、连本身管壁都爆不开的爆轰波，所以传爆后管路仍然存在。其中最受欢迎的是20世纪70年代初由瑞典诺贝尔公司首创名为Nonel的塑料导爆管及其连接、发爆器材，由于用它起爆雷管无需用电，故又总称为非电起爆器材。塑料导爆管原型是用高压聚乙烯热液通过特制模头连续流淌下来，并同时连续洒入高级猛炸药－奥克托金细粉与铝粉后冷却形成的细塑料管，其外径仅有3mm左右，内径仅有1．4mm，由于每米洒入药量仅有12～16mg，所以粘附在管内壁面上的药厚只有数微米，机械冲击、火焰烧灼、加热、强振、摩擦等都不能使其爆轰，只能在其受到较高能量的爆炸冲击波(例如将其端插入火帽发爆枪和炸药包内，或将其绑附在雷管、炸药包周围，或向其管内插入放电针爆炸等)作用时，才能在其管内依靠管道聚能效应，产生一个稳定传播的低压爆轰波。虽然能量极低，但将其出口端插封到雷管中时，其喷出的热击波是足够使10mm内的延期药引燃，或使起爆药激爆的，因此，它除了在有瓦斯、煤尘危险的地点暂时还不能应用外，在有电、有水的炮孔爆破中应用，比上述5种起爆器材都优越。为此，自1980年前后开始，欧美和中国都纷纷对这种产品系列、构成系统和导爆机理展开了进一步研究，又相继研制出来了高强塑料导爆管、增厚或复壁塑料导爆管和增加装药量的导爆管(每米含药量提高到18～22g)，中国还研制成功了黑索金导爆管、低速导爆管、导爆管分叉联结管和反射式分路插接器等，胡峰还创造了2～4路导爆管雷管的现场卡装技术及其多向起爆系统、立井电与非电导爆管多向多路混合起爆系统，并通过高速摄影等测试研究，对其导爆机理和系统的可靠性，提出了可以解释各种实际问题的内管道效应理论和最优起爆网路的设计方法。与此同时，美国赫尔克里士公司推出了一种可以事先检查回路好坏的临时充气式导爆管系统，它也是用内径1．5mm的空心塑料管事先连接成如同电雷管起爆网路那样的串联或并联起爆回路(只是每个雷管都用一对空心塑料管代替了通电脚线)，然后充入氮气先检查是否有漏气及堵塞等情况，待确认畅通后，再充入一定量的氧气、氢气和天然气混成的可爆性气体，直到竣工后再向管路中插入一对放电针，最后只要躲到安全地点和电雷管放炮一样，一按电钮放电即可使导爆管网路中的混合气以3050m／s的速度爆轰，从而引爆全部雷管。据称，这种导爆管起爆系统能用于有瓦斯、矿尘爆炸危险的场所，也爆不开管路，但需用设备器具较多，临时充气、检查工作也较麻烦，尚需进一步改进推广。助爆器类 主要是为了起爆8号雷管不能直接起爆的钝感炸药而特制的中继起爆器材，过去又称中继雷管或中继药仓，实际上就是炮孔装药中装有雷管或导爆索直接起爆的炮头。从20世纪60年代以来，主要是由于在深孔爆破中，逐渐推广应用了雷管和普通导爆索都不能起爆的铵油、浆状和乳化爆破剂作为主爆能源后，用黑索金、泰安、梯恩梯、胶质硝化甘油等特制的高强度爆轰药包，其直径和药量按需要统计，西方市售商品从5g至500g不等，可很方便地装入雷管或导爆索。中国曾生产过将黑索金、梯恩梯混合物铸装入铜盂中的一个起爆器，但目前定型产品还很少。在峒穴爆破中多用普通2号岩石铵梯炸药或梯恩梯临时做成数千克至数十千克的大药包代替。此外，国内外少数工程或公司还研制生产了无线电波、电磁波、声波、激光、电子束遥控或自控起爆系统和器材，正在使高科技产品向廉价、通用目标转化。【参考文献】：1 胡峰．北京：爆破器材，19572 陈正衡，等．矿用起爆材料，北京：煤炭工业出版社，19783 李谷贻，继爆管．北京：冶金工业出版社，19824 陈正衡，等译．工业炸药学．北京：煤炭工业出版社，19875 胡峰，等．现代采矿技术国际学术讨论会论文集，19886 胡峰，等．山东矿院学报，1991，3(山东矿业学院胡峰教授、黄琦副教授撰) |
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