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全国工程爆破技术人员统一培训教材中国工程爆破协会 编汪旭光 主编冶金工业出版社（2023）爆 破 设 计 与 施 工(4)第四章 起爆技术 4.1 常用起爆方法 4.2 起爆网路的设计和现场运用 4.3 起爆网路的施工技术 4.4 起爆网路的试验与检查 4.5 数码电子 起爆网路4.1 常用起爆方法包括两大类：非电起爆法、电力起爆法药包起爆法非电起爆法电力起爆法雷管起爆法导爆索起爆法电雷管起爆法火雷管导火索起爆法导爆管雷管起爆法 由单个药包的起爆组合，向多个起爆药包传递起爆信息 和能量的系统成为起爆网路。包括：电力起爆网路、导爆管起爆网路、导爆索起爆网路 及混合起爆网路。4.1.1 非电起爆法 有：火 导火索起爆系统、导爆索起爆系统。1、火 导火索起爆系统 起爆方法：利用点燃导火索产生的火焰使火 起爆，并 通过火 的爆轰引起药包的爆轰。系统构成：导火索、火 和点火装置。起爆系统的加工：将一定长度的导火索和火 连接在一 起的操作。这项工作应在专门的房间或硐室内按切、插、固三个步骤进行。切：按所需长度（以保证平安为原则，最短不得小于1m）垂直于导火索轴线方向将其切断，插入火 的一端要切平整。插：轻轻地将导火索插入火，使其与加强帽接触为止。口内有脏物时，可用指甲轻轻弹出，否则不能使用。固：用专门的 钳徐徐夹紧 口，不要用力过猛。钳的侧面应与 口相平，夹的长度不大于5mm。也可用黑胶布直接缠裹固定。加工炮头：将带有导火索的火 装入炸药包内，并用胶布或细绳捆好。此项工作应在工作面附近的平安地点进行。每次加工量不得超过该次爆破的需要量。点火起爆：导火索通常采用导火索段、点火线、点火棒、点火筒等点燃。还有采用电力点火（电力点火帽，电阻丝）和铁皮三通联接一次点火。适用范围：炮眼爆破。特点：操作简便易行，本钱较低；需在爆破工作面点火，平安性较差。多数现场已不采用此法起爆了。举例：常因导火索质量产生早爆或晚爆事故。2、导爆索起爆系统 起爆方法：利用 的爆炸，首先引爆导爆索，然后由导爆索网路的爆轰引爆药包的方法。起爆，应捆扎在距传爆线端头1015cm处，底部的窝槽应指向传爆方向。网路联接：有串联、分段并联和束状并联。串联 在每个药包之间直接用传爆线联接起来。只要一个药包拒 爆，后面的药包全拒爆。因此很少采用。分段并联 将联接每个药包的每段传爆线与另外一根传爆线（主线）联接起来。这种联接起爆较可靠，因而在爆破中应用较多。簇并联 将联接每个药包的传爆线一端联成一捆，再与另外一根传爆 线（主线）联接起来。这种联接，传爆线消耗量很大。因 此，只有在药包集中在一起时（如隧道爆破）应用。应用条件及优缺点 应用于露天爆破、隧道掘进等。主要优点：1）爆破网路设计简单，操作方便，与电力起爆法相比，准备工作量 少，不需对爆破网路进行计算。2）不受杂散电流、雷电以及其它各种电感应的影响（除非雷电直接击 中导爆索）。3）起爆准确可靠，能同时起爆多个装药。4）不需在药包中联接，因此在装药和处理盲炮时比较平安。缺乏之处主要是：1）本钱高，噪声大。2）不能用仪器、仪表对爆破网路进行检查。无法对已经堵塞的炮眼或 导洞中导爆索的状态进行准确判断。图4-1a 导爆索的连接方法（a）搭结；（b）水手结；（c）套结导爆索之间的联接方式：搭接 水手结 T型结图4-1b 导爆索的连接方法（d）、（e）套结；（f）三角结图4-1c导爆索与药卷的连接 1-导爆索；2-药卷；3-胶布；4-起爆体(a)导爆索与药卷(b)导爆索结41图4-1d导爆索爆破网路1-；2-主干索；3-支索（a）分段并联图4-1e导爆索爆破网路1-；2-主干索；3-支索（b）簇并联图4-2 环形网路1-；2-主干索；3-炮眼；4-支索；5-附加支索4.1.2 电力起爆法1、电爆网路构成 电 各种电；导 线包括：脚线、连接线、放炮母线；起爆电源直流电、交流电、专用发爆器。2、电 及电爆网路的主要性能参数 1）电阻 包括桥丝电阻和脚线电阻，称为全电阻。成组 爆破时，应使同组 电阻值接近，差值不 大于0.25欧姆。爆破平安规程规定：用于同一爆破网路的电 应为同厂同型号产品，康铜桥丝 的电阻值差不得超过0.3，镍铬桥丝 的电阻值差不得超过0.8。4.9.5.2.1 同一起爆网路，应使用同厂、同批、同型号的电;电 的电阻值差不得大于产品说明书的规定。图4-3 电 激发爆炸瞬间 2）最大平安电流 长时间（5min）通以恒定的电流电，不至于引燃点火头 的最大电流。国家平安规程规定：应 30mA。用途：选定测量仪表的依据，衡量杂散电流的依据。测量仪表输出电流、工作面杂散电流不得大于30mA。3）最小发火电流 向 通以恒定的直流电流能引起点火必定点燃的最小 电流。国家标准规定：一般不大于0.7A。（GB8031-2005 工业电 标准为：平安电流0.2A；最小发火电流0.45A；串联准爆电流1.2A。）4)点燃时间和传导时间 从通电开始到引火发火，这段时间叫做点燃时间；从引燃点燃到 爆炸这段时间叫做传导时间。点燃时间于传导时间之和为发火时间:t反t点t传 5）6ms发火电流 指在有瓦斯的工作面，6ms能引爆 的最小电流强度；（放炮器的放电时间）6）100ms发火电流 指通电100ms能引爆 的最小电流强度；7）发火冲能 指 在点燃时间内tB，每欧姆桥丝所提供的热能；8）串联准爆条件和准爆电流 准爆条件：即最敏感 的发火时间=（点火时间+传导时间）必须大于最钝感 的点火时间。用下式表示准爆条件为 式两边同乘以I2,则有 则有串联准爆电流：最敏感雷管的爆发时间；tBmin、tBmax 分别指最敏感、最钝感雷管的点燃时间；min 雷管传导时间；I 2tB 指的是雷管的发火冲能，用KB表示。规程规定：成组爆破时，流经每个电 的电流量:一般爆破，交流电不小于2.5A，直流电不小于2A；大爆破时，交流电不小于4A，直流电不小于2.5A。3、电爆网路连接形式 三种基本形式 串联 Id=I=U/R0=U/(Rm+nr)I准 并联 Id=I/mU/(mRm+r)I准 混合联R=Rm+nr/m,I=U/(Rm+nr/m)i=I/m=U/(mRm+nr)I准式中 n 一组内串联 个数或串联组数；m并联组数或一组并联个数。网路中 总数N=m，n，、n，=N/m，代入上式 则：i=m，U/(m2Rm+Nr)当U、Rm、N、r不变时 i f(m)可通过求i的最大值得：即常用于撤除爆破的最优分组。m=图4-4 电爆网路的基本形式(a)串联；（b）（c）并联；1-；2-端线；3-区域线；4-主线。21(b)4213(c)4132(a)44-53245(d)1图4-6 电爆网路的串并（并）联形式1-雷管；2-端线；3-区域线；4-主线；5-药室。4、电爆网路的特点及要求 优点：可远距离操作，有平安感；同时起爆大量药包，可增大爆破量；操作起爆时间和延期时间；可用仪表检查 和网路质量。缺点：工作复杂、网路复杂，技术要求水平高；计算繁琐；要有电源，要求电源起爆能力大；抗杂电能力差。敷设电爆网路时应注意的问题只准采用专用爆破电表导通网路和校核电阻。专用爆破电表的工作电流应小于30mA。必须在装药填塞完毕和无关人员撤离现场后，才准在作业面导通网路和校核电阻。爆破网路主线应设中间开关，并与其它电源线路分开敷设，应采用绝缘良好的导线，不准利用铁轨、铁管、钢丝绳、水和大地作爆破线路。露天爆破允许使用架设在电杆磁瓶上的裸露导线，但不准使用直流电机车的架空线。必须严格检查主线、区域线、端线、电源开关和插座等的断通与绝缘情况。在联入网路前，各自的两端应短路。爆破网路的联接必须在工作面的全部炮孔(或药室)装填完毕和无关人员全部撤至平安地点之后，由工作面向起爆站依次进行。两线的接点应错开10cm，接点必须牢固，绝缘良好。爆破主线与起爆电源或发爆器联接之前，必须测全线路的总电阻值。总电阻值应与实际计算值符合(允许误差5%)。假设不符合，禁止联接。在有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中采用电力起爆时，只准使用防爆型发爆器作为起爆电源。其它情况下准许采用动力电、照明电和经鉴定合格的发爆器作为起爆电源。用动力电源或照明电源起爆时，起爆开关必须安放在上锁的专用起爆箱内。起爆开关箱的钥匙和发爆器的钥匙在整个爆破作业时间里，必须由爆破工作 或由他指定的爆破员严加保管，不得交给他人。爆破作业场地的杂散电流值大于30mA时，禁止采用一般电。地铁、隧道、地下硐室、地下水利工程和井下采煤等的电力起爆，当采用电缆作为专用爆破线时，距装药工作面50m以外允许电气照明。地下金属矿的电力起爆，属一般爆破者，装起爆药包前必须撤除工作面的一切电源；属大爆破者，装起爆体前的停电范围由设计确定。露天硐室大爆破，装起爆体前应撤除各个硐室的电源。各种发爆器和用于检测电 及爆破网路电阻的爆破专用电表等电气仪表，每月以及大爆破前均应检查一次，电容式发爆器至少每月赋能一次。起爆器图片爆破电桥图4-7起爆器和爆破电桥4.1.3 导爆管起爆系统 1）网路构成 激发元件激发枪、激发笔、雷管、导爆索传爆元件导爆管连接元件连接块起爆元件终端雷管网路构成2）导爆管爆破网路的连接形式：簇联法、串联法、并联法等。3）起爆网路延时：一般采用非电延期（包括孔内、孔外延时）4）导爆管与 的连接：一般具有方向性。图4-8 连通管(a)分叉式；(b)双向集束式；(c)单向集束式(反射四通)连接元件分两类：带传爆 和不带传爆；如：非电导爆四通，一个带三个。图4-9 反射四通（a）卡口放大图；（b）导爆管 1聚能穴；2头遍主装药；3二遍主装药；4副装药；5加强帽；6纸壳；7卡口塞；8铁箍；9导爆管；10管壳限位台阶；11导爆管限位台阶；12喷孔。图4-10 现场组装的导爆管雷管(a)12971011875467921(b)3图4-11 导爆管 的装配关系图4-11 毫秒延期导爆管 图4-12a 导爆管簇联爆破网路1炮眼；2电雷管；3聚能穴；4胶布；5导爆管；6反射四通5432110cm图4-12b 导爆管串联爆破网路1炮眼；2电雷管；3聚能穴；4胶布；5导爆管；6反射四通6521图4-12c 导爆管簇串联爆破网路1炮眼；2电雷管；3聚能穴；4胶布；5导爆管；6反射四通7521 图4-12d 导爆管复式爆破网路1炮眼；2电；3聚能穴；4胶布；5导爆管；6反射四通6521图4-13a 导爆管环形爆破网路1炮眼；2反射四通；3电雷管；4导爆管4321 4321图4-13b 导爆管环形爆破网路1炮眼；2反射四通；3电雷管；4导爆管5）使用范围和优缺点 范围：除有沼气和矿尘爆炸危险的环境外，几乎各种条 件下都可用。优点：操作技术简单；平安性较高；本钱低；可成组起爆，数目不限。缺点：无法检查网路质量；不能用于沼气环境等；爆区太长可能会有冲击波破坏网路的现象；高寒地区导爆管可能损化。4.1.4 数码电子 起爆网路概述 数码电子 是一种根据实际需要可以任意设定延期时间并精确实现延期发火的新型电能起爆器材。具有平安可靠、精确度高、设定灵活等特点。目前已在澳大利亚、加拿大、非洲等国家获得了实际应用；我国，I-Kon电子 起爆系统在三峡围堰爆破撤除中得到成功应用；同时，由北京北方邦杰研制、辽宁华丰生产的隆芯1号数码电子，在钱塘江引水工程中进行了首次应用，并获得圆满成功；但是价格较贵、相应的起爆平安技术还没有良好解决。图4-14 澳大利亚Orica公司的I-KonTM电子雷管结构 其本质是采用一个微电子芯片取代一般电 中的化学延期药与电点火元件，不仅大大地提高了延时精度，而且操作了通往引火头的电源，从而最大限度地减小了因引火头能量需求所引起的延时误差。图4-15 电子延期 结构图图4-15 电子 基本原理铱钵起爆系统 隆芯1号数码电子 核心部件为电子操作器，它主要进行起爆所需各项工作的协调管理。隆芯1号数码电子 必须用其配套的铱钵起爆系统起爆。该起爆系统由主从起爆操作器两级设备构成：主设备一一铱钵起爆器，用于电子 起爆流程的全流程操作，是系统唯一可以起爆 网路的设备；从设备一一铱钵表，用于实现电子 连网注册、在线编程、网路测试和网络通信的专用设备。该起爆系统网路结构如图5所示。隆芯1号数码电子 工程爆破作业使用标准操作流程如图6所示。图4-16 铱钵起爆系统网路结构示意图铱钵表雷管阵列铱钵表铱钵表起爆器铱钵表雷管注册组网网路测试无误？爆破参数设置铱钵表网路检测爆破网路布置连接铱钵表和起爆器起爆器网路点名通信正常？起爆流程正常？执行起爆流程起爆关机网路问题排查网路问题排查无正常正常图4-17 电子雷管爆破作业标准操作流程有不不电子 起爆平安技术 电子 及其起爆系统技术在设计上考虑了很多平安性技术内容，包括数字密钥起爆技术、抗非法起爆技术、抗干扰技术等。这一系列平安技术的目的就是为了提高电子 起爆的平安可靠性。经过大量试验可知，电子 能够抵抗静电、射频、杂散电流等电或磁的影响，以及振动震动、撞击等力的影响，保证了电子 的精确延期时间和正常起爆能力。虽然电子 具有较高的平安可靠性，但由于其本身结构的固有性质以及爆破作业的高危险性，在实际爆破作业中，采用电子 起爆炸药时仍然需要注意平安问题。爆破施工 1）器材检查工作(1)外观检验。检查所使用的电子 是否存在破损或裂痕等现象，不能使用有破损或裂痕等缺陷的电子。(2)检查电子 的参数是否与包装盒上所标明的参数相符合，其参数差值不得超出产品说明书的规定；同一起爆网路应使用同厂、同批、同型号的电子。(3)对铱钵表充电能力的检查，应保证铱钵表能够给所使用的全部电子 电容充电并具有到达要求的能力。(4)铱钵表对电子 在线注册，应保证全部电子 注册入起爆网路，并核实注册入的电子 数目与实际要使用的数目是否一致。2）起爆网路的检测(1)检测起爆网路中的电子 数目，应保证所有电子 连入网路中。(2)起爆系统中网路设计时应保证炮孔与所要设置延期时间的电子 名称 一致。(3)整个起爆网路的参数设置，即延期时间的设定应按爆破设计要求设置。3）起爆系统的检测(1)对起爆器起爆能力的检测，应保证起爆器具有能够起爆所有 的能力。(2)铱钵表与起爆器连接的极性应保证正确。(3)输入密码应保证能够进入起爆器起爆系统，并核查整个起爆网路所带载的铱钵表数目和在线注册的 数目。(4)系统充电检测应显示正确，应能够进入高压充电流程。(5)起爆。应在高压充电完毕后显示能够起爆时进行起爆。因此，采用电子 及其起爆系统时，要求爆破作业人员应有较高的素养和熟练的技术，只有这样才能到达电子 起爆技术的高平安性和高可靠性。依据爆破平安规程(GB67222003)标准，在实际工程实践中平安使用。