120高端非电延期雷管的研制

2014-03-22廖锡明孙建仪蒋铁建

采矿技术 2014年5期

廖锡明，孙建仪，王爱，张伟，蒋铁建

(湖南神斧集团湘南爆破器材有限责任公司，湖南永州市 425000)

高端非电延期雷管项目是高精度、高强度、高可靠性、高安全性工业雷管的技术开发，是“做强民爆”战略、实现民用爆破器材产品成系列、上规模、高技术含量的重点研发项目之一。通过不断的研发以提升现有主导产品导爆管雷管的技术含量和产品档次，以广泛服务大区微差爆破技术和大区逐孔微差爆破技术，开发此系列产品争取更多的国内外市场，以提高企业的技术水平和竞争力。

1 高端非电延期雷管的设计

结合目前普通导爆管雷管的研发生产经验，项目的重点主要有三个方面：一是高精度高可靠性的延期体，二是高强度的塑料导爆管，三是威力适中、可靠性高的基础雷管，另外还有辅件及包装等方面的设计。

1.1 高强度导爆管的研制

1.1.1 设备选型

通过解剖样品和查阅相关资料，国外的高强度导爆管都是采用复合型，外层大都采用沙林树脂材料，因此采购了多种型号的沙林树脂并进行了试验，但是效果都不是很理想。后来通过调研了解到上海某塑料挤出机的厂家，与其合作研发三层共挤的挤出机头。生产的高强度导爆管抗拉力可达到333 N以上。其三层复合技术一次成型，内层为普通的聚乙烯，中层为树脂胶起粘结作用，外层为尼龙，制成了复合管壁导爆管[1-7]。经项目组安装和调试，生产高强度导爆管管径均匀，达到了预期的要求。

1.1.2 导爆药配方的确定

由于采用了尼龙，挤出机机头的温度太高，达205℃左右，而黑索今的熔点为209℃左右，因此为了保证安全和产品质量，宜改用熔点更高的炸药，通过查阅相关资料及认真分析，确定采用奥克托今，其熔点282℃，并按表1调整配方进行试验。

表1 导爆药配方

根据试验情况，确定导爆药配方为：奥克托今/变色剂A=80/20。

1.1.3 导爆药药量的确定

导爆药药量不仅影响导爆管本身的性能，同时还影响延期体的点火可靠性。结合普通导爆管的药量对高强度导爆管的药量进行了相关试验，测试结果见表2。

表2 不同导爆药药量下的测试效果

1.2 高精度延期体的制造

延期体是延期雷管的“心脏”。高端非电延期雷管的高精度指标就是对延期体提出的主要要求之一，根据延期指标要求结合多年来对毫秒延期体及近年来等间隔延期体研制和生产经验，对高端非电延期雷管用延期体进行了系统的研制。

1.2.1延期药配方的确定

参照目前国内外毫秒延期药的组份、配方[8]，分别对硅系、硼系、钨系延期药进行了试验，其中硅系18个配方，硼系8个配方，钨系2个配方。通过重复比对分析确定了配方硅1#、硅2#、B1#和B2#四个配方的延期药符合项目高精度要求，其中硅1#药的燃速最快，主要用来生产9 ms和17 ms的延期体，硅2#药主要用来制作25 ms至100 ms的延期体，B1#药的燃速为150 ms/10 mm，通过调整切长主要用于150 ms至500 ms延期体的生产，B2#与B1#的燃速区别不大，其精度也较高，主要用于生产延时更长的延期体。以上四种配方具体见表3。

表3 四种配方的延期药

1.2.2 拉拔工艺参数的确定

拉拔工艺影响到铅索药芯直径的大小、药芯密度的高低以及延期时间精度的好坏，因此在拉拔方面做了大量的工作。由于拉至大单芯延期索切粒时“掉渣”现象较严重，目前试生产仍采用小单芯或多芯结构。其小单芯或多芯结构符合现有的生产条件，同样也能满足延时和精度要求。因此，试生产时采用了小单芯、三芯、七芯或大单芯与多芯共存的结构以满足精度要求。具体拉拔工艺参数见表4。

表4 拉拔工艺参数

1.3 基础雷管的制造

基础雷管分为地表雷管和孔内雷管。为了加快项目进度和减少项目投入，在考虑雷管的技术要求时尽量与现有的基础雷管一致，如雷管的内径、外径、管壳材料、雷管的装药等。孔内雷管的技术比较成熟，主要满足装配要求；地表雷管需满足装配要求外还要有合适的威力，通过讨论分析试制基础雷管用于项目研制。其基础雷管指标见表5。

表5 基础雷管指标

对基础雷管进行了网络试验，其具体的试验情况如下：地表雷管、25 ms延期体、J型连接块、网络连接方式均为串联。试验结果见表6。

表6 试验结果

由表1～表6可知： 240 mg地表雷管较可靠，雷管管壳材料为法兰铁质。

1.4 连接块的设计

为了方便网络的连接和使用，以及对爆破网络进行保护，设计出了J型连接块。

1.5 装配

结合延期体的特点对该项目进行了多种结构设计和装配的试验。最终项目组讨论决定采用简单的内管式延期体装配结构，产品装配结构见图1。

2 项目主要技术指标

(1) 高强度塑料导爆管。在测试温度为(20±5)℃时，静拉力≥294 N可持续1 min，不被拉断；爆速、起爆感度、抗震性能、传爆可靠性、低温耐折性、抗老化性能等符合WJ2019-91《塑料导爆管》标准要求。

图1 产品装配结构

(2) 地表雷管(传爆雷管)。6号雷管，炸穿4 mm厚铅板，穿孔直径不小于雷管外径；延期精度：保证网络起爆不窜段。9±3 ms、17±3 ms、25±3 ms、42±3 ms、65±3 ms、102±4 ms、150±4 ms；瞎火率：低于1/1000000(100%可靠发火)；其它指标：符合GB19417-2003《导爆管雷管》标准要求。

(3) 孔内雷管。威力：8号雷管，满足GB 13230-1991《工业火雷管》标准要求；延期精度：保证网络起爆不窜段；475±10 ms、500±10 ms；瞎火率：低于1/1000000(100%可靠发火)；其它指标：符合GB19417-2003《导爆管雷管》标准要求。