秒延期导爆管雷管的制备及其性能研究

韩 国

（1.安徽理工大学化学工程学院，安徽 淮南，232001；2.河北607化工有限公司，河北 邯郸，056201）

导爆管雷管以其安全可靠，具有抗静电、抗杂散电流和易于实施大型网络爆破等优点在矿山、水利、交通等部门中达到了广泛应用[1]。因此，导爆管雷管的延期精度和可靠性十分重要。蔡德强[2]等通过系统分析，提出了提高导爆管抗外来干扰能力，保证爆轰波的稳定性及综合性能的措施。王庆尧等[3]研究了高段别非电导爆管雷的卡痕、拉拔工艺、卡印尺寸、卡印位置、点火元件等因素对延期精度的影响。胡坤伦等[4]研究了 B/BaCrO4延期药配方和混药方式对延期药燃速和延期精度的影响。目前国内厂家多数采用硅系、钨系和钼系延期药制备导爆管雷管，并且一般以毫秒系列和半秒系列居多[5-6]，而较少制作秒延期系列。由于秒延期导爆管雷管延期时间较长，延期药燃烧慢，在长期贮存后易出现秒量增加和瞎火等问题，为此，本研究通过采用AM-1和AM-3作为缓燃剂、细化铅丹和使用单芯铅延期体，制备了秒延期导爆管雷管，并对其进行性能进行了实验研究。

1 秒延期导爆管雷管的制备

1.1 仪器和原材料

仪器：10kg八角型球磨机。

原材料：可燃剂为硅粉，纯度≥99%，比表面积为24 886cm3/g，水分≤0.1%；氧化剂为铅丹（Pb3O4），水分≤0.1%，200目筛下物；缓燃剂为AM-1和AM-3，水分≤0.1%，200目筛下物；混合剂为无水乙醇。

1.2 延期体制备

1.2.1 延期药配方

在秒延期导爆管雷管制造中，找出秒6段至10段的延期药配方即可按此配方依次生产出秒 1段至10段的导爆管雷管。配方1～5为秒6段至秒10段的延期药配方，如表1所示。

表1 延期药配方Tab.1 Formulas of delay composition

1.2.2 延期药制备

按照表 1的延期药配方，将每种组分称量好后放入球磨机中，选用Φ20mm胶被铅球，并按照w球︰w料︰w酒精＝1︰1︰1的比例进行球磨，球磨时间为24h。将混合好的延期药在60℃烘箱内预干2h，再用40～60目的铜筛进行造粒，把造粒好的延期药送至烘箱进行烘干。

1.2.3 延期体制备

目前工业雷管所用的铅延期体分为单芯、三芯和五芯等品种，具有延时精度高、安全、成本低、制作简单等优点，被我国雷管生产厂家广泛采用。根据秒延期体的特点，采用单芯铅延期体制作工艺，既简单又能增加燃烧表面积，保证延期体燃烧时不瞎火。

装药管规格：PbSb2管Φ10mm×16mm×330 mm。装药前清洗铅管，晾干后先用海绵将一端封口，然后用装药机装入延期药再进行拉拔。拉拔工艺：先将装有延期药的铅管拉拔至Φ13mm，再套Φ16mm×20mm×400mm的铅管拉拔至Φ6.2mm。

由于秒段别延期时间长，所以延期体的切长应尽可能加大。这样既能增加延期时间，也能提高延期药的燃烧速率，保证雷管不瞎火。但由于管壳长度固定，所以延期体不能无限加长。以较长的70mm管壳为例，火雷管内装药高度为26mm，延期体长度应在25mm以内，以25mm为最大，故此次延期体切长都为24mm。

1.3 导爆管雷管制备

把切好的延期体装配成导爆管雷管并进行性能测试，其结构见图1。

图1 导爆管雷管装配结构示意图Fig.1 Schematic diagram of nonel detonator structure

其装配工艺条件为：雷管外壳为发蓝聚能窝型管壳，长度为70mm；紧腰尺寸为5.8～6.0mm，印宽2mm，2道卡印；紧口尺寸为4.9～5.1mm，印宽2mm，2道卡印。

2 秒延期导爆管雷管性能测试及结果讨论

2.1 主要性能测试

根据GB 19417-2003[7]标准，对采用配方1～5的秒延期导爆管雷管进行了性能测试，包括延期时间测试、高温贮存试验、震动试验和常温贮存试验。试验中导爆管雷管秒量测试采用开封精工仪表厂生产的BC-2型多功能爆速仪。

2.1.1 延期时间测试

根据GB 19417-2003标准，将表1中各配方的延期药制成的延期体切长为24mm装配成导爆管雷管，进行了延期时间测试。测试结果见表2。

表2 铅丹-硅系延期药延期时间测试结果Tab.2 Delay time of minium-silicon type delay composition

由表 2测试结果可知，在硅系延期药中加入缓燃剂AM-1或者AM-3，并切延期体长为24mm时可以延长导爆管雷管延期时间，并达到国家规定的秒系列延期时间的秒10段。而且其延期时间精度高，极差较小。

2.1.2 高温试验

大部分秒延期体都存在贮存过程中秒量漂移的问题，高段别的延期体还会出现瞎火，故对秒10段导爆管雷管进行高温试验，在温度为60℃的烘箱内贮存40h，其延期时间结果见表3。

表3 秒10段导爆管雷管高温和常温延期时间对比Tab.3 Delay time of 10 section second delay nonel detonator after high and normal temperature test

表3结果显示，该铅丹硅系列的秒10段延期体经过高温贮存40h后其延期时间变化不超过5%，说明这种延期药物理和化学性质受高温影响很小，同时也反映出其物理化学性质稳定。

2.1.3 震动试验

为检验延期体在震动后其延期时间是否受到影响，根据GB 19417-2003标准对秒10段导爆管雷管做震动试验，结果如表4所示。

表4 震动试验对秒10段导爆管雷管延期时间的影响Tab.4 Influence of jolt test on the delay time of 10 section second delay nonel detonator

试验结果显示，这种铅丹硅系列的秒10段延期体符合GB 19417-2003标准，并且震动对其延期时间影响很小。

2.1.4 自然贮存试验

秒延期导爆管雷管由于延期时间长，延期药不易被引燃，容易出现瞎火。在经过长时间贮存后，延期药会缓慢发生化学反应，也会引起延期时间不准甚至瞎火的情况发生。所以在装配出雷管后，对其进行了贮存试验。贮存试验后延期时间测试结果见表5。

表5 秒10段导爆管雷管在自然贮存试验后的延期时间Tab.5 Delay time of 10 section second delay nonel detonator after normal storage test

表5试验结果显示，该铅丹硅系列的秒10段延期体在经过长期贮存时，延期时间有所上升，但贮存一定时间后，延期时间趋于稳定，而且延期时间的变化是在一定范围内，并且可以达到GB 19417- 2003标准。

2.2 结果与讨论

由以上试验结果可以看出，含有AM-1和AM-3缓燃剂的铅丹硅系列的延期药通过合理的配方调整可用于生产秒系列导爆管雷管，而且这种延期药物理化学性质稳定，耐高温、抗震动，经过长期贮存后延期时间仍然有较高的延期精度，并且发火可靠。

3 结论

（1）含有AM-1和AM-3缓燃剂的铅丹硅系列的延期药比钨系和钼系延期药原材料来源广泛，价格低廉，能降低生产厂家成本。

（2）含有AM-1和AM-3缓燃剂的铅丹硅系列的延期药的延期时间能够达到秒10段并且性质稳定，经过长期贮存后延期时间稍有变化，延期精度有所变化，但总体达到国家标准，而且发火可靠，可以进行大范围推广。

[1]张君,陈余华.半秒延期导爆管雷管的研制[J].煤矿爆破，2011(1):27-29.

[2]蔡德强，张威颖.高强度高精度导爆管雷管的研制[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版）,2008,27（增刊）:148-150.

[3]王庆尧,殷鹤华,等.影响高段别非电导爆管雷管秒量精度的因素分析[J].徐煤科技,1998(1):39-40.

[4]胡坤伦,马红卫,李光,韩体飞.B/BaCrO4延期药在导爆管雷管中的应用研究[J].火工品,2009(6):14-16.

[5]魏仁果,郭春红.硅系导爆管雷管延期药的稳定性[J].火工品,1999(1):22-24.

[6]邹青如,余海丰,张东平,吴周吕.W/BaCrO4秒级延期药在电雷管中的应用[J].火工品,2010(4):35-37.

[7]GB 19417-2003导爆管雷管[S].北京:中国标准出版社,2003.