高压电火花起爆原理在导爆管网络的应用

张 飞

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610066）



高压电火花起爆原理在导爆管网络的应用

张 飞

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610066）

【摘 要】本文主要阐述导爆管在电火花作用下的起爆原理：主要是利用导线端部间隙电场作用下产生的电火花来引爆导爆管内壁涂有的炸药，在导爆管内挤压形成一定爆轰波来引爆孔内炸药。基于此，在实际的矿山爆破中将该原理得以应用。

【关键词】导爆管网络；电火花起爆；应用

1 工程概况

1.1 爆破工程概况

贵州三都雄寨石灰石矿山露天开采，矿山整体属于坚硬岩石，节理裂隙中等发育，普氏系数7～10。矿山的开采基本采用爆破的方式，大块采用破碎锤进行二次破碎，起爆网络为导爆管非电起爆网络。

在某一次爆破的时候，由于民爆公司长时间没有新进其他段位的导爆管雷管，为了不影响到厂里的生产，需要紧急备料。与以往选用的连接管和孔内雷管相比，该次设计选用的导爆管连接管的延时时间长，导致爆破飞石几次炸断网络，形成多次拒爆。8号电雷管已经使用完了，如果重新去炸药库房领雷管，路程较大、时间耽搁长，运输费用增加，不经济。当下没有其他起方式起爆导爆管。

1.2 导爆管起爆原理

考虑到导爆管特有的结构，在受到外界能量的激发后，管内空气绝热压缩，形成管内冲击波，并使管内壁炸药燃烧，燃烧产物与管内空气混合产生气相爆炸反应，反应热支持波阵面前移，形成稳定的爆轰。管内爆轰波及高温爆轰产物流引发管末端雷管起爆，进而引爆炸药，达到起爆效果。起爆装置有多种形式，常规的如导爆管激发枪、电雷管、高压电火花均能起爆导爆管。由于以前起爆导爆管直接是用的8号电雷管起爆，是利用电雷管爆炸产生的爆炸能量来起爆导爆管。但本次爆破作业已没有电雷管可用，时间紧迫，为了尽快解除警戒，恢复生产，考虑到导爆管的其他起爆方式是采用激发枪或高压电火花来引爆这一原理，于是提出制造高压火花来引爆导爆管，且在实际爆破工作中得以验证。

2 实践操作

2.1 操作步骤

把起爆电雷管的花线剪下来，在电爆导线起爆网络中，花线与导爆管联接的一端的正负极导线被互相扭结在一起（见图1～图3），长度5～15cm，绝缘外皮必须确保完好；端头需剪切齐整，并将其中一端头的外皮剥开使线芯外露约4cm，两极线芯不得接触，但尽可能的是两线芯之间的间隙小。用刀割断导爆管尽量使其平整，插入导爆管内不少于2cm，另一端接在高压电容起爆上，然后通电，导线端部产生电火花，再引起导爆管内炸药爆炸。

2.2 原理解读

在电容起爆器的高电压作用下，作为正负极的两根电爆导线在相互扭结的端部瞬间形成强大的电场，在插入导爆管内尖端处的两极线芯由于距离近，在强大的电场下，两极线芯间的空气被电离，空气中的带电离子与导体电荷中和，出现放电火花，从而引爆导爆管内壁的炸药，炸药爆炸后连续传递进而引爆导爆管雷管，实现引爆，经过实践这个方法是可行的。

图1　两根花线的连接方法

图2　与导爆管连接端的两根花线扭结形状

图3　扭结花线与导爆管连接的方式

3 局限性及导爆管网络改进方法

3.1 局限性

（1）由于该方法是用两股扭结在一起的花线插进导爆管内部，因导爆管内部空间窄小，在进入的时候端部容易出现变形错位或者两根导线的线芯直接接触，以至于在起爆时尖端间隙过大或没有间隙而不能产生电火花而出现拒爆情况，在实际操作当中也遇到了几次这样的现象，成功率比较低，可靠性较差。

（2）考虑到安全的前提下，重新引爆时需要在距离比较远的地方，用导线连接的时候，距离远了，导线电阻增大了，产生的电流偏小，产生的电火花也不能够顺利引爆导爆管，这就需要电压大的电容起爆器才能够保证起爆。

（3）一次最好起爆一发导爆管，在导爆管簇联网络中，实践难度较大，如遇到导爆管簇联网络出现多根炸断情况，重新接线起爆时，需要增加连接管或者几个导线并列于起爆器上面。

（4）在有瓦斯或者煤尘的环境下，禁止使用。

综上所述，高压电火花起爆法在导爆管起爆网络中的实践是可行的，但可靠性比较差，操作也比较麻烦。种种弊端导致了该方法在应用推广上受到限制，仅某些特殊情况下使用（如电雷管不够）。

3.2 导爆管网络的优化

考虑到导爆管网络起爆容易出现的炸断情况，针对多次爆破实践，在设计选用的导爆管段位很重要，在保证降低爆破危害效应的前提下，地表连接管尽量选用低段位，孔内延时雷管尽量选用高段位。同时合理的微差时间也对爆破的效果起着决定性作用，根据《露天采矿手册》［1］可以查询到不同的抵抗线对应的不同程度的延时时间，微差合理的时间间隔为：

式中：Δt ——合理微差时间间隔，ms；

W ——最小抵抗线，m；

n ——与岩石性质有关的系数，取3～6ms/m。

就施工矿山地表一般采用5段作为连接管。孔内延时在9～15段之间选择。经过改良后的爆破网络，没有再出现炸断的情况。

4 结语

矿山爆破新技术在不断的发展，不断的学习，才能更好的服务于生产。矿山爆破工作对于整个开采环节起着十分重要的作用，爆破效果直接影响到矿山的开采成本。针对这次讨论的起爆原理，有优势，网络安全，不会出现早爆情况。但也有诸多弊端，还有许多需要改良的地方。

【参考文献】

［1］中国矿业学院.露天采矿手册［M］.北京：煤炭工业出版社，1986.

［2］廖成孟，邓世学，龙晓玲，等.露天铁矿台阶爆破参数优化［J］.现代矿业，2010（8）：87-89.

High Voltage Spark Detonation Initiation Principle in Application of Pipe Network

ZHANG Fei
（Sichuan Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry， Chengdu 610066， China）

Abstract:This paper mainly expounds the guiding principle in the initiation of electrical discharge under the action of nonel tube is the use of wire tip in the electric field.The spark to detonate the nonel tube is coated on the inner wall under the action of some explosives.The detonating tube extrusion forming certain detonation wave hole detonated explosives.We will be in the principle of mine in the actual application.

Key words:nonel network； electric spark ignition； application

【中图分类号】TD854.2

【文献标识码】A

【文章编号】1007-9386（2016）02-0061-02

【收稿日期】2015-12-15