1.2.1.1　炸药

1.炸药的基本性能

(1)爆力。爆力是指炸药在介质内部爆炸时对其周围介质产生的整体压缩、破坏和抛移能力。它的大小与炸药爆炸时释放出的能量大小成正比,炸药的爆热愈高,生成气体量愈多,爆力也就愈大。测定炸药爆力的方法常用铅铸扩孔法和爆破漏斗法。

(2)猛度。炸药的猛度是指炸药在爆炸瞬间对与药包相邻的介质所产生的局部压缩、粉碎和击穿能力。炸药爆速愈高,密度越大,其猛度愈大。测量炸药猛度的方法是铅柱压缩法。

(3)爆速。爆速是指爆炸时爆炸波沿炸药内部传播的速度。爆速测定方法有导爆索法、电测法和高速摄影法。

(4)殉爆。炸药爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药爆炸的现象称为殉爆。殉爆反应了炸药对冲击波的感度。主发药包的爆炸引爆被发药包爆炸的最大距离称为殉爆距离。影响殉爆的因素有：装药密度、药量和直径、药卷约束条件和药卷放置方向等。

(5)感度。炸药在外能作用下起爆的难易程度称为该炸药的感度。不同的炸药在同一外能作用下起爆的难易程度是不同的,起爆某炸药所需的外能小,则该炸药的感度高；起爆某炸药所需的外能高,则该炸药的感度低。炸药的感度对于炸药的制造加工、运输、储存、使用的安全十分重要。感度过高的炸药容易发生爆炸事故,而感度过低的炸药又给起爆带来困难。工业上大量使用的炸药一般对热能、撞击和摩擦作用的感度都较低,通常要靠起爆能来起爆。根据起爆能的不同,炸药的感度可分为热感度、撞击感度、摩擦感度和爆炸冲能感度。

(6)炸药的安定性。炸药的安定性指炸药在长期储存中,保持原有物理化学性质的能力。有物理安定性与化学安定性之分。物理安定性主要是指炸药的吸湿性、挥发性、可塑性、机械强度、结块、老化、冻结、收缩等一系列物理性质。物理安定性的大小,取决于炸药的物理性质。如在保管使用硝化甘油类炸药时,由于炸药易挥发收缩、渗油、老化和冻结等导致炸药变质,严重影响保管和使用的安全性及爆炸性能。铵油炸药和矿岩石硝铵炸药易吸湿、结块,导致炸药变质严重,影响使用效果。炸药化学安定性的大小,取决于炸药的化学性质及常温下化学分解速度的大小,特别是取决于贮存温度的高低。有的炸药要求储存条件较高,如5号浆状炸药要求不会导致硝酸铵重结晶的库房温度是20～30℃,而且要求通风良好。

(7)氧平衡。氧平衡是指炸药在爆炸分解时的氧化情况。如果炸药中的氧恰好等于其中可燃物完全氧化所需的氧量,即产生二氧化碳和水,没有剩余的氧成为零氧平衡；若含氧量不足,可燃物不能完全氧化且产生一氧化碳,此时称为负氧平衡；若含氧量过多,将炸药所放出的氮也氧化成有害气体一氧化氮称为正氧平衡。

2.工程炸药的种类、品种及性能

(1)炸药的分类。按其作用特点和应用范围,一般工程爆破使用的炸药可分为三种类型,见表1.3。

表1.3　工程爆破常用炸药分类

(2)常用炸药的性能。常用的炸药主要有梯恩梯、硝铵类炸药、胶质炸药、黑火药等,其主要性能和用途见表1.4。

表1.4　常用炸药主要性能及用途表

1.2.1.2　起爆器材

起爆材料包括雷管、导火索和传爆线等。

图1.4　火雷管结构图(单位：mm)

1—管壳；2—加强帽；3—帽孔；4—正起爆药；5—副起爆药；6—聚能窝槽

1.火雷管

火雷管即普通雷管由管壳、正副起爆药和加强帽三部分组成(图1.4)。管壳材料有铜、铝、纸、塑料等。上端开口,中段设加强帽,中有小孔,副起爆药压于管底,正起爆药压在上部。在管沟开口一端插入导火索,引爆后,火焰使正起爆药爆炸,最后引起副起爆药爆炸。

根据管内起爆药量的多少分1～10个号码,常用的为6号、8号。火雷管具有结构简单,生产效率高,使用方便、灵活,价格便宜,不受各种杂电、静电及感应电的干扰等优点。但由于导火索在传递火焰时,难以避免速燃、缓燃等致命弱点,在使用过程中爆破事故多,因此使用范围和使用量受到极大限制。

2.电雷管

电雷管分瞬发电雷管和延期电雷管。延期电雷管分为秒或半秒延期电雷管与毫秒电雷管。

(1)瞬发电雷管。瞬发电雷管是瞬发火引爆的雷管,实际上它是由火雷管和1个发火元件组成,其结构如图1.5所示。当接通电源后,电流通过桥丝发热,使引火药头发火,导致整个雷管爆轰。

图1.5　电雷管结构图

(a)普通电雷管；(b)迟发电雷管
1—管壳；2—加强帽；3—帽孔；4—正起爆药；5—副起爆药；6—聚能窝槽；7—脚线；8—绝缘涂胶；9—球形发火剂；10—电阻丝；11—缓燃剂

瞬发雷电管的主要技术指标有：电阻、最高安全电流、最低准爆电流、铅板穿孔、进水时间等。

(2)普通延期电雷管。普通延期电雷管是雷管通电后,间隔一定时间才起爆的电雷管。延期时间为半秒或秒；延期时间是用精致导火索段或延期药来达到的。延期时间由其长度、药量和延期药配比来调节。采用精致导火索段的结构称为索式结构；采用延期体的结构称为装配式结构。(www.daowen.com)

秒或半秒延期电雷管主要用于隧道掘进、采石、土方开挖等爆破作业中,在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面不准使用延期电雷管。

(3)毫秒电雷管。毫秒电雷管有等间隔和非等间隔之分(图1.6),段与段之间的间隔时间相等的称为等间隔,反之为非等间隔。

图1.6　无起爆药毫秒电雷管结构

1—脚线；2—塑料管；3—点火头；4—延期管；5—延期药；6—起爆元件；7—黑索金；8—管壳

毫秒电雷管在爆破中应用越来越多,可降低爆破地震波、保护边坡、控制飞石。毫秒电雷管正在向高精度、多段数、多品种、多系列的方面发展,同时还要求它能抗静电、抗杂静电、耐高温、抗深水,以满足各种特殊要求的爆破需要。

1)抗杂散电流毫秒电雷管：抗杂散电流毫秒电雷管,简称为抗杂电雷管,按其抗杂电原理可分为容抗式、无桥丝式、低阻桥丝式三种。

无桥丝式电雷管是利用导电药代替桥丝。导电药起导电、发热作用,其电阻与电压有特殊关系,外接电压低,电阻高；外接电压高,则电阻值低,电流可以起爆电雷管,这样就可满足工程爆破的抗杂散电流的要求。

低阻桥丝式抗杂电毫秒电雷管,是采取降低桥丝电阻来控制发热量,使药头不会发火引爆,使杂电的能量大部分消耗在脚线上。该总雷管具有结构简单,有较高的抗杂电能力,能满足国内大部分有杂电的矿山的爆破要求。但由于桥丝电阻小,对网络绝缘要求很高,难于达到要求时则易产生拒爆,使用受到限制。

2)无起爆药毫秒电雷管。无起爆药雷管是目前最先进、最安全的雷管,由于取消雷管中正起爆药,实现整雷管只有单一猛炸药,并解决了无起爆药电雷管的群爆问题,其结构如图1.6所示。

无起爆药雷管电性能和爆炸威力与普通毫秒雷管相同；冲击感度低于普通电雷管；耐火性能比普通雷管要好。由于其结构简单,操作使用完全可与普通雷管同样对待。

(4)安全电雷管。安全电雷管分为瞬发与毫秒两种,适用于瓦斯较突出的地下工程,配合安全炸药,在瓦斯矿井进行爆破。它是通过在雷管的猛炸药中加入消焰剂并改底部为平底结构等方法来实现安全起爆的。安全毫秒电雷管的延期时间必须控制在130ms以内。

(5)非电雷管。非电雷管是指专用于非电导爆管起爆系统的雷管,包括瞬发、秒差和毫秒雷管,产品已成系统化,可应用于各种工程爆破。

3.导火索

导火索是用来起爆火雷管和黑火药的起爆材料。用于一般爆破工程,不宜用于有瓦斯或矿尘爆炸危险的作业面。它是用黑火药做芯药,用麻、棉纱和纸做包皮,外面并涂有沥青、油脂等防潮剂。

导火索的燃烧速度有两种：正常燃烧速度为100～120s/m,缓燃速度为180～210s/m。喷火强度不低于50mm。国产导火索每盘长250m,耐水性一般不低于2h,直径5～6mm。

4.导爆索

导爆索用强度大、爆速高的烈性黑索金作为药芯,以棉线、纸条为包缠物,并涂以防潮剂,表面涂以红色。索头涂以防潮剂。

导爆索不受电的干扰,使用安全,起爆准确可靠,并能同时起爆多个炮孔,同步性好,故在控制爆破中应用广泛；施工装药比较安全,网络敷设简单可靠；可在水孔或高温炮孔中使用。

5.导爆管

导爆管是一种半透明的具有一定强度、韧性、耐温、不透水的塑料管起爆材料。在塑料软管内壁涂薄薄一层胶状高性能混合炸药(主要为黑索金或奥克托金),装药量为16±1.6g/m。

具有抗火、抗电、抗冲击、抗水以及导爆安全等特性。

导爆管主要用于无瓦斯、矿尘的露天、井下、深水、杂散电流大和一次起爆多数炮孔的微差爆破作业中,或上述条件下的瞬发爆破或秒延期爆破。