提高低能導爆索傳爆可靠性的研究

宋春梅 楊耀華

0 引言

平朔露天煤礦在煤層爆破過程中，為防止使用導爆管雷管出現瞎炮時，雷管混入原煤中，給洗選及用戶使用造成安全隱患。需要使用大量的低能導爆索作為起爆器材引爆起爆具，由于一次起爆炮孔多，低能導爆索用量大，低能導爆索爆破網路連接工作量大，因此，要求連接方便快速；為了爆破的可靠性，爆破網路實現閉環起爆，要求來自爆破網路主線的正向、反向爆轟波都能引爆孔內的低能導爆索；搭接法、水手接法等常用的連接方法，不能滿足其上述要求。平朔露天煤礦的爆破工程技術人員獨創了一種可滿足其爆破要求的連接方法“套接法”。該連接方法要求能導爆索連接后接觸緊密、爆轟感度高，方可穩定傳爆。國內很多生產廠家的低能導爆索，使用“套接法”連接后，導爆索連接部位產生“回彈”，索與索之間不能緊密接觸，經常出現“斷爆”問題，退出平朔市場。我廠搬遷改造后引進技術生產的6g低能導爆索在平朔露天煤礦使用后，由于同樣的原因，退出了平朔市場。為了解決上述問題，通過對低能導爆索傳爆可靠性影響因素進行試驗研究后，采用了一種新型涂塑層材料，提高了低能導爆索傳爆可靠性，滿足了用戶需求。

1 影響因素分析

1.1 涂塑層材料

低能導爆索涂塑層（外殼）的作用主要是（1）延遲爆轟產物的旁側飛散，裝藥有外殼時極限直徑和臨界直徑會大大減小，外殼的強度愈大，影響也愈大，但是，外殼對炸藥爆轟的影響只是在裝藥直徑小于極限直徑時才強烈地表現出來，裝藥直徑大于極限直徑后，不論外殼強度多大也不能提高炸藥的爆速，目前生產的6g低能導爆索的藥芯直徑都在裝藥密度的極限直徑以上，所以，低能導爆索的外殼材料強度對其爆轟影響是微不足道的，（2）防水作用，目前大多數低能導爆索涂塑層材料是聚乙烯塑料或聚氯乙烯塑料，能起到很好地防水作用[1～2]。

低能導爆索涂塑層（外殼）材料聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料都能起到上述作用，但是這兩種材料表面光滑，柔軟性差，以此材料制造的低能導爆索在“套接”連接后，“套結”會逐漸回彈，特別是在冬季低溫條件下低能導爆索發硬，柔軟度更差，連接的低能導爆索之間接觸緊密性更差，影響爆轟波傳爆，甚至出現斷爆現象。為了提高低能導爆索之間連接的緊密程度，要求涂塑層材料柔軟性好、表面摩擦力大，在低溫條件下柔軟度也要好，連接后不反彈或反彈小，才能滿足平朔露天煤礦冬季爆破需要[3～4]。

在北京某化工公司的幫助下，通過對多種化工材料進行試驗后，選定了一種新型涂塑層CMB18材料，對使用該新型涂塑層材料的低能導爆索進行柔軟性、表面摩擦力，在低溫條件下柔軟度試驗，結果見表1。

表1 包覆層材料與低能導爆索連接接觸緊密度

從試驗結果看，使用新型涂塑層CMB18材料后，低能導爆索柔軟性、表面摩擦力及在低溫條件下柔軟度明顯提高，低能導爆索套接后，接觸緊密。

對使用CMB18新型涂塑層材料的低能導爆索進行抗水性試驗。取5 m長導爆索，浸入水深為1 m,水溫為10℃～20℃的靜水中，持續5 h,取出后擦去表面水，截成五根，每根1 m，搭接在一起，用一發8號雷管引爆。試驗共進行20次，爆轟完全，表明低能導爆索用該CMB18新型材料做涂塑層抗水性合格。

1.2 藥芯裝藥

導爆索藥芯裝藥一般采用太安和黑索金。因太安爆炸性能、爆轟感度優于黑索金，國內大部分生產廠家從上世紀90年代陸續由黑索金改為太安。我廠普通導爆索藥芯裝藥使用太安，多年來用戶反映性能良好，因此仍采用太安為藥芯裝藥。

1.3 包纏材料

導爆索包纏材料過去一般采用棉線，因棉線包纏后，導爆索直徑較大，連接時，藥芯間距離增加，包纏材料選用BT膜和BT絲，其優點是抗拉強度高、導爆索直徑較小，連接時，藥芯間距離減小，提高了起爆可靠性。

1.4 藥芯裝藥量

平朔露天礦爆破采煤所用炸藥為現場混裝的乳化炸藥和銨油炸藥，無雷管感度，必須用起爆具引爆。為了取得好的爆破效果，起爆方式采用孔底起爆，即起爆具在炮孔的底部。為了確保導爆索不提前引爆炮孔上部的炸藥，使孔底炸藥先被引爆，必須使用裝藥量較少的低能導爆索，而不能使用普通導爆索。

根據GB∕T9786-2015，工業導爆索裝藥量及公差，低能導爆索裝藥量小于9 g∕m，公差為±1.0 g∕m。型號有2 g∕m、5 g∕m、6 g∕m、8 g∕m、9 g∕m。藥芯藥量越大，導爆索起爆能力越強，但藥量增大，低能導爆索會使炮孔上部的炸藥受到破壞或提前引爆，影響爆破效果；但藥芯藥量太少，又不能可靠地引爆起爆具。通過試驗確定最佳裝藥量。

對不同型號的低能導爆索引爆起爆具進行試驗，結果見表2.

表2 藥芯藥量與起爆性能

從表2可見，低能導爆索藥芯藥量大于6 g∕m，才能可靠地引爆起爆具。

對使用CMB18新型涂塑層材料的不同藥芯藥量的低能導爆索進行感度試驗，取8 m低能導爆索，切成1 m長五根，3 m長一根，按搭接、束結（結頭拉緊后不用其它材料捆綁）進行連接，用一發8號雷管引爆。檢驗爆轟是否完全。結果見表3.

表3 藥芯藥量與傳爆性能

由表3可見，藥量大于5 g∕m時，束結（結頭拉緊后不用其它材料捆綁）也不會有斷爆，表明使用CMB18新型材料做涂塑層的低能導爆索，傳爆性能很好；藥量2 g∕m的低能導爆索傳爆性能低的原因是芯藥藥量太少，芯藥直徑小于臨界直徑，不能可靠傳爆爆轟波。

2 措施

根據試驗，綜合考慮低能導爆索起爆能力和傳爆可靠性，將CMB18作為涂塑層材料，其他生產工藝條件不變。

3 產品性能測試及使用

（1）通過對2016年11月-12月采取上述措施試生產的18批低能導爆索的爆速、傳爆、感爆、抗水性能試驗，產品達到GB∕T 9786-2015《工業導爆索》標準要求。

（2）采取上述措施生產低能導爆索5000米，模擬平朔露天煤礦爆破網路，分3次連接1500個“套接”，所有“套接”全部引爆，無斷爆。模擬用戶爆破網絡導爆索連接方法（見圖1），副線纏繞捆扎于主線，用8號金屬殼工業雷管起爆主線。

圖1 “套接”導爆索連接方法

（3）批量試生產的產品經送國家煤礦防爆安全產品質量監督檢驗中心檢驗，各項性能指標符合GB∕T 9786-2015《工業導爆索》標準要求，產品合格。

（4）截止到2017年底，采取上述措施后，生產低能導爆索100多萬米，平朔露天煤礦使用80萬米，未出現質量問題。

4 結論

使用新型涂塑層材料CMB18后，低能導爆索具有柔軟性好、表面摩擦力大，在低溫條件下柔軟度好，套接后不反彈或反彈小，有利低能導爆索傳爆。

該低能導爆索柔性、防滑，符合國家民用爆炸物品行業技術進步鼓勵的導爆索發展方向。