一、电雷管简介
工业电雷管:工业电雷管指由电能作用而发生爆炸变化的一种雷管,它广泛应用于各种爆破作业。
(一)电雷管分类
1、电雷管按用途分为普通电雷管和煤矿许用电雷管。
普通电雷管(普通瞬发电雷管、普通毫秒延期电雷管,普通秒延期电雷管、普通半秒延期电雷管)煤矿许用电雷管(煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管)两大类。
2、电雷管按作用时间分为:瞬发电雷管和延期电雷管。
瞬发电雷管:是由火雷管及电引火元件组成,在电能作用下,立即起爆的电雷管,又称瞬时电雷管。从通电到起爆时间不大于13ms,一般为4-7ms。其瞬时起爆的均一性取决于电雷管的全电阻和桥丝电阻。因此在产品出厂前和使用前都应检测全电阻,全电阻的误差越小,起爆的均一性越好。用途:适用于露天及井下采矿、筑路、兴修水利等爆破工程中,起爆炸药、导爆索、导爆管等。
毫秒延期电雷管:是段间隔为十几毫秒至数百毫秒的延期电雷管。是一种短延期雷管。段别(1---20段)。用途:用于微差分段爆破作用,起爆各种炸药。使用毫秒爆破可以减轻地震波,减少二次爆破,提高爆破效率。该产品广泛用于矿山爆破工程。
秒延期电雷管:是段间隔为1--2s的秒延期电雷管。此类延期电雷管由于延期时间间隔较长,一般不采用延期药作延时剂,为了便于生产加工,简化结构和工艺,均以缓燃导火索作为延期装置,缓燃导火索的质量直接影响延期秒量精度。用途:一般用于秒差分段爆破工程和起爆炸药、导爆索等。
半秒延期电雷管:是段间隔为半秒(1/25)的延期电雷管。其延期装置有装配式和直填式两种用途:一般用于地面半秒微差分段爆破工程,起爆炸药、导爆索等。
煤矿许用电雷管:是允许在有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井中使用的电雷管。用途:有瓦期和煤尘爆炸危险的矿井爆破工程。品种:当前我国允许使用的有:煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管(1一5段)。
(二)电雷管主要性能指标
1、电阻:2m长铁脚线,全电阻不大于:6.3欧姆;
2、安全电流:通以0.8A恒定5min,不应爆炸;
3、单发发火电流:不应大于0.45A恒定直流电源;
4、发火冲量:不大于8.7A2ms;
5、铅板试验:铅板穿孔试验,5mm厚铅板穿孔值大于雷管外径;
6、串联准爆电流:对串联连接的20发电雷管通以1.2A恒定直流电流,应全部爆炸。
二 电力起爆法
电力起爆法是利用电能使雷管爆炸,进而起爆炸药的起爆方法。它所需的器材有:电雷管、导线和起爆电源。
(一)电雷管的主要性能
1)、电雷管的主要性能参数有:安全电流、准爆电流、电雷管电阻等。
2)、测量电雷管的电阻值,只准采用专用爆破电桥逐个检测,其电阻应符合产品证书的规定。用于同一爆破网路的电雷管应为同厂、同批、同型号产品。康铜桥丝雷管的电阻值差不得超过0.3Ω。电爆网路主线必须专门敷设,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。主线在联入网路前,各自的两端应短路。起爆前,联接好整个爆破网路,无关人员全部退至安全地点之后,对总电阻进行最后导通检测。总电阻值应与实际计算值符合(允许误差±5%)。若不符合,禁止接入电源开关。
(二)电爆网路的起爆电流
1、电力起爆常用的电源有干电池、起爆器、照明电源和动力电源等。其中,干电池只适用于炮孔数量不多的小规模爆破。起爆器可以一次起爆数量较多的炮孔,其起爆数量和可以并联的电爆网路数量,应按起爆器材说明书使用,不可多于说明书规定的数量,而且可根据一次起爆的雷管数,适当选择稍大型的起爆器。起爆器使用前,应检查其充电电源的电量。时间较长(一个月以上)不使用的起爆器,应将充电电流撤除,以防漏电损坏起爆器。在有瓦斯或矿尘爆破危险的爆破场所,只准使用防爆型起爆器作为起爆电源。在一般爆破中,应首选起爆器做起爆电源。它具有携带方便,使用灵活,操作简单,安全可靠等优点。它品种规格多,可根据不同爆破规模,选择不同型号的起爆器。
2、使用起爆器作为起爆电源时,须注意以下问题:
(1)电容式起爆器的特点是电压高,放电时间短,因此适宜串联网路。
(2)起爆后,爆破员须立即取出起爆钥匙,以防误操作发生事故。
(3)遇淋水工作面或下雨,须保护好起爆器,以防受潮漏电。
(4)使用前先检查电源是否完好,充电时,能否达到额定电压。
(5)避免短路放电,以防损坏起爆器内的原件。
3、使用起爆器应遵守下列要求:
(1) 洞内爆破必须使用起爆器。起爆器或电力起爆接线盒必须采用矿用防爆型(矿用增安型除外)。
(2) 每次爆破作业前,爆破工必须做电爆网路全电阻检查。严禁用发爆器打火放电检测电爆网路是否导通。
(3)起爆器必须统一管理。必须定期校验各项性能参数,不符合规定的严禁使用。
(4)发爆器的把手、钥匙或电力起爆接线盒的钥匙,必须由爆破工随身携带,严禁转交他人。不到爆破通电时,不得将把手或钥匙插入发爆器或电力起爆接线盒内。爆破后,必须立即将把手或钥匙拔出,摘掉母线并扭结成短路。
(三)导线
电爆网路中的导线一般采用绝缘良好的铜线或铝线,在深孔爆破中孔内的端线有时选用一定粗细绝缘良好的铁钱。在中小爆破中,常选用多股铜芯软胶质线。
1、对爆破用导线的基本要求:
1)绝缘耐压一般要大于500V或250V。
2)电阻系数小,导电性能好。
3)有一定的强度与韧性,在施工中拉伸、屈折时不易断裂。
4)每次爆破都要损耗一部分或大部分导线,因此要求价廉,便于购置。
2、电爆网路中导线的联接,都应遵照电线的联接方法进行。对于重要爆破联接工作最好由电工进行操作。线路联接时,对于芯线裸露在空气中时间长的,联接前要剪去其裸露部分或用砂纸擦去氧化层再进行接线。接线时,手必须干净、干燥。线头联接牢靠后,用绝缘胶布包扎紧。在洞内联线时,注意接头不要泡在水中。在潮湿工作面,接头应用防水胶布包紧。在露天联接线路时,遇地面有水或雨天,除线头作防水处理外,还应把导线悬挂起来,以免进水漏电。
图3—16 单股直线型连接法
(四)电爆网路的连接
在爆破工程中,电爆网路的连接形式,要根据爆破方法、一次爆破规模、工程的重要性、所选起爆电源的种类和其起爆能力等进行选择。施工中应力求使网路中所有雷管都能可靠地起爆。
1、不同的连接方式,可以构成不同形式的电爆网路。电爆网路的基本连接方式有:串联、并联、串并联和并串联等。
2、串联电爆网路是将雷管的脚线或端线,依次联成一串,通电起爆时,电流连续流经网路中的每发雷管,这时网路的总电阻等于各部分导线电阻和全部雷管电阻之和。串联电爆网路是最简单的连接方式,其操作简单,联线迅速,不易联错;用仪表检查方便,容易发现网路中的故障,也容易找到故障发生处;整个网路所需的总电流小,计算也简单,在小规模爆破中,被广泛应用。但由于串联的雷管数受电源电压,不能串联较多雷管。这种连接网路最适用于起爆器起爆。
3、并联电爆网路是将所有的起爆雷管两根脚线或端线分别联接到两根起爆主线上。这时并联电爆网路总电阻R为:
式中:R线——所有导线电阻欧姆;
m——电爆网路中并联的数目;
并联电爆网路的优点是网路中每发雷管都能获得较大的电压和电流,网路中敏感的雷管先爆炸后,其他雷管仍留在电路里,只要网路没有被拆断,其他未爆雷管一直有电流供给且电流逐渐增加,确保了网路电雷管的准爆性。并联网路所需的电流强度大,当雷管数量较多时,往往超过电源的容许能量,因此适宜选用容量大的照明电和动力电源,不宜用起爆器起爆并联网路。
(五)电力起爆法施工程序
电力起爆法的施工过程包括起爆药包的加工、装药、堵塞,电爆网路的联接、导通、网路检查、电阻平衡、电源检查、通电起爆。
在加工起爆药包之前,按《爆破安全规程》规定,电雷管使用前,应在单独房间里用专用爆破仪表逐个检查每次爆破所用的电雷管电阻值;电阻值应符合规定。检查合格的雷管的两脚线必须短路联接。必要时,把每个雷管的电阻值标写在雷管上,以便网路电阻平衡,配对用。不合格的雷管,堆放在一起,以便集中处理,且不得丢失。
1.网路联接与电阻检测
(1)网路联接
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安全地点之后,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。各支路联好后,按爆破网路设计联成起爆网路,测量网路总电阻,无误后才能与主线联接,最后接入起爆电源。
(2)雷管及网路导通
1)导通仪表及使用方法。电力起爆与其他起爆方法比较,最大的优点就是可以用仪表检查雷管和网路的好坏,把其所造成拒爆的因素预先排除。
2)检测雷管的目的,主要是检查雷管和网路是否有断路、短路、漏联及接头联接质量等。
3)用于检测电爆网路的方法有两种:一种是电阻法,一种是电流法。一般常用电阻法。电阻法是一种传统的检测方法,通过测量雷管或网路的电阻,就可以判断其好坏。导通仪使用一段时间后,其精度会下降,可用导通仪测量标准电阻箱进行校正。
2.通电起爆
当确认所有人员均撤出爆区至安全线外,爆破网路联接、导通均确认无误后,此时才准将爆破主线接入电源,周边警戒工作完备后,向爆破负责人报告,爆破负责人发出起爆信号立即起爆并切断电源。
起爆后,露天爆破经15min、隧道爆破经30min(经通风排烟合格)后,先由爆破员进入爆区检查有无盲炮,确认无盲炮后,发出解除信号,其他人员才能进入爆区作业。
(六)电力起爆法的优缺点评价
1.优点
(1)可远距离控制起爆,比导火索火雷管起爆法安全、可靠。
(2)可预先用仪表检测起爆网路的质量,预先消除线路中可能产生拒爆的隐患,确保可靠起爆,这是所有非电起爆法所不能相比的。
(3)可以严格控制起爆顺序和起爆时间及延期间隔时间。
(4)可同时或分段起爆数量较大的药包群,提高爆破工作效率。
由于电力起爆法具有较安全、可靠、准确、高效等优点,在国内外仍占有较大比重。在大、中型爆破中,主要仍是用电力起爆。特别是在有瓦斯、矿尘爆炸的环境中,电力起爆几乎是唯一的起爆方法。
2.缺点
(1)容易受各种电信号的干扰而发生早爆,因此在有杂散电、静电、雷电、射频电、高压感应电的环境中,不能使用普通电雷管。
(2)网路的联接、导通及电参数计算较复杂、烦琐,特别是井下深孔大爆破,一次爆破用的雷管数多,爆破网路复杂时,连线、导通要耗费大量时间。
(七)电力爆破应遵守下列要求:
1、 电力爆破施工前,施工现场必须关闭手机等高频信号设备。
2、 电雷管在爆破前,必须用电雷管检测仪逐个做全电阻检查,并将脚线扭结成短路。严禁使用电阻不合格的电雷管。
3、同一路电炮应使用同厂、同批、同牌号的雷管,各雷管的电阻误差,应控制在±0.2Ω以内。
4、接线前先将电雷管的脚线联成短路,待接母线时解开,连接母线应从药包开始向电源方向敷设,主线末端未接电源前应先用胶布包好,防止误触电源。
5、装药时,严禁将电爆机地线接在金属管道和铁轨上。雷雨天气不准露天电力爆破,如中途遇雷电时,应迅速将雷管的脚线、电线主线两端联成短路。
6、联线时,必须将手提灯撒出工作面3m以外。用手电照明时,应离联线地点1.5m以外。
7、 爆破员必须最后离开爆破地点,并必须在安全地点起爆。起爆地点到爆破地点的距离必须符合具体规定。
8、爆破前,脚线的连接工作必须由爆破员进行。爆破母线连接脚线、检查线路和通电工作,只准爆破工一人操作。
9、爆破前,现场施工员必须清点人数,确认无误后,方准下达起爆命令。爆破工接到起爆命令后,必须先发出爆破警号,至少再等5s,方可起爆。
(八)、电雷管在运输保管时,应遵守下列规定:
1、电雷管必须由爆破工亲自运送,炸药应由爆破工或在爆破工监护下由其他人员运送。
2、电雷管和炸药严禁装在同一容器内。严禁装在衣袋内。领到爆炸材料后,应直接送到工作地点,严禁中途逗留。
3、汽车运输时,炸药和电雷管不得在同一列车内运输,必须分开运输,运输速度不得超过3.6km/小时。运输电雷管的车辆必须加盖、加垫,车厢内以软质垫物塞紧,防止震动和撞击。
4、现场保管时必须把电雷管存放在专用箱内,并加锁;严禁乱扔、乱放。爆炸材料箱必须放在安全绝缘的地点。
(九)、电雷管在使用时,应遵守下列规定:
1、从成束的电雷管中抽取单个电雷管时,不得手拉脚线硬拽管体,也不得手拉管体硬拽脚线,应将成束的电雷管顺好,拉住前端脚线将电雷管抽出。抽出单个电雷管后,必须将其脚线扭结成短路。
2、装配起爆药卷必须防止电雷管受震动、冲击,折断脚线和损坏脚线绝缘层。
3、电雷管必须由药卷的顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内。严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。
4、电雷管插入药卷后,必须用脚线将药卷缠住,并将电雷管脚线扭结成短路。
5、装药后,必须把电雷管脚线悬空,严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及采掘机械等导电体相接触。
(十)、处理拒爆时,必须遵守下列规定:
1、通电以后拒爆时,爆破工必须先取下把手或钥匙,并将爆破母线从电源上摘下,扭结成短路,再等一定时间(使用瞬发电雷管时,至少等5min;使用延期电雷管时,至少等 15min),才可沿线路检查,找出拒爆的原因。
2、处理拒爆必须在施工员指导下由原爆破员进行,并应在当班处理完毕。
3、由于连线不良造成的拒爆,可重新连线起爆。
4、在拒爆处理完毕以前,严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作。