起爆材料及起爆方法

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第62页（4743字）

(一)炸药

炸药是一种化学性质不稳定的物质，在外力的作用下(如冲击、摩擦、火花等)易发生爆炸。爆速高达每秒数千米，爆温高达1500～4500℃，爆炸所产生的气体比原体积大1万倍以上，爆破压力超过10万个大气压，因而具有极大的破坏力。炸药的种类很多，在石方爆破工程中常用的炸药有两种，即起爆炸药和爆破炸药。

1．起爆炸药

起爆炸药是一种爆炸传播速度极高的烈性炸药，其爆速一般在2000～8000m／s之间。这种炸药主要用于起爆爆破炸药，如用以制造雷管和速燃导火索等，工程中常用的起爆炸药又可分为正起爆炸药和副起爆炸药两种。正起爆炸药对热能、机械冲击能均具有极高的敏感性，如雷汞、叠氮铅、黑索金、泰安等；副起爆炸药必须由正起爆炸药起爆，其具有极高的爆速，可加强雷管的起爆能量，如三硝基甲硝胺、四硝化戊四醇等。

2．爆破炸药

用以对岩石或其他介质进行爆炸的炸药，称为爆破炸药，这种炸药的敏感性较低，要在起爆炸药强力的冲击下才能爆炸。根据炸药的爆速不同，爆破炸药又可分为缓性炸药(爆速为1000～3000m／s，如硝铵炸药、铵油炸药等)和粉碎性炸药(爆速为3500～7000m／s，如梯恩梯炸药、胶质炸药等)。道路工程中常用的主要炸药的成分和性能如下：

(1)黑色炸药

黑色炸药是我国古代四大发明之一，是一切炸药的祖先。它是由硝酸钾(或硝酸钠)、硫磺及木炭所组成的混合物，其配合比一般为硝酸钾∶硫磺∶木炭=75∶10∶15。好的黑色炸药为深灰色的颗粒，不沾污手。对火星和碰击极敏感，易燃烧爆炸，在受到潮湿后，爆炸威力降低。黑火药是一种缓性炸药，其猛度比较小，可用松动爆破，在道路交通工程中，适用于开采石料。

(2)梯恩梯

梯恩梯也称三硝基甲苯、TNT，这是一种高威力炸药。它呈结晶粉末状，淡黄色，压制后呈黄色，熔铸块后呈褐色，不吸潮，爆炸威力大。露天遇火燃烧冒浓烟，不爆炸，但骤然加温或密闭燃烧即会爆炸，或当温度达到350℃以上时，会由燃烧转为爆炸。但其本身含氧不足，属于负氧平衡炸药，爆炸时会产生有毒的一氧化碳(CO)气体，因此，不宜用于地下和通风不良的场合作业。

(3)胶质炸药

胶质炸药是由硝化甘油和硝酸铵(有时用硝酸钾或硝酸钠)组成的混合物，另加入一些木屑和稳定剂制成的。这种炸药可分为耐冻和非耐冻两种。工业上常用的是硝化甘油及二硝化乙二醇含量各为62%和35%的耐冻胶质炸药。它对冲击、摩擦和火星都很敏感，如果湿度较高或储存时间过久，容易分解、渗油和挥发。此时对外界的作用更敏感，受冻后尤其危险，它是一种危险性较大的炸药。但胶质炸药的威力大、不易吸湿，有较大密度和可塑性，适合于水下和坚硬岩石中使用。

(4)硝铵炸药

硝铵炸药是硝酸铵、梯恩梯和少量木粉的混合物。道路工程中常用的2号岩石硝铵炸药，其配合比为85∶11∶4，具有中等威力和一定的敏感性，在8号雷管的作用下可以充分起爆，是一种比较安全的炸药。但是，这种炸药具有吸湿性与结块性，受潮后其敏感性和威力显着降低，同时产生毒气、污染环境。有关规程中规定，用于地下爆破时，其含水率应小于0．5%，露天应小于1．5%，若含水率超过3%，则可能产生拒爆。

(5)铵油炸药

铵油炸药是硝酸铵、轻柴油和木粉的混合物，这是中国发明的一种价格低廉、制造简单、比较安全、原料广泛的炸药，原来称为“9244”炸药，曾一度代替硝铵炸药使用。这种炸药的配合比例为硝酸铵∶轻柴油∶木粉=92∶4∶4，也可用配合比为硝酸铵∶轻柴油=94．5∶5．5混合。其不仅爆炸威力比硝酸铵炸药略低、敏感性更低，而且具有更明显的吸湿性和结块性，使用时不能直接用8号雷管起爆，须同时用10%的硝铵炸药作起爆体，才能使其充分起爆。由于这种炸药可以在施工现场进行随时配制，单价比较便宜，目前在道路交通工程中应用比较广泛。

(6)浆状炸药

浆状炸药是以硝酸铵、梯恩梯(或铝粉、镁粉)和水为主混合而制成的一种浆糊状炸药，它的威力大，抗水性强，施工安全性好，特别适用于深孔和水中爆破，但需要用烈性炸药进行起爆。

(7)乳化炸药

乳化炸药是以硝酸铵、硝酸钠、高氯酸钠等水溶液，石蜡、柴油和失水山梨醇单油酸脂的乳化剂，以及含有微小气泡的物质如空心玻璃微球或膨胀珍珠岩等，混合而成的一种乳胶状抗水炸药，具有中等爆炸威力，可以用8号雷管直接起爆。

(二)起爆材料与起爆方法

1．雷管及电力起爆方法

雷管是爆破施工中最常用的起爆材料。按照引爆方式不同，可分为火雷管和电雷管两种，如图1－69和图1－70所示；按引爆时间的不同，电雷管又分为即发、延期和毫秒电雷管；按雷管外壳材料不同，又有纸雷管、铁雷管、铝雷管和铜雷管之分；按雷管内起爆药量的不同，分为1～10号雷管。在建筑工程中常用的是6号或8号铜雷管，6号雷管相当于1g雷汞的装药量，8号雷管相当于2g雷汞的装药量。

图1－69 火雷管示意图

(a)火雷管；(b)火花起爆药包的组成

1－雷管壳；2－加强帽；3－传火孔；4－正起爆炸药；5－副起爆炸药；6－窝槽(聚能穴)；7－炸药包；8－火雷管；9－导火线

图1－70 电雷管示意图

(a)即发电雷管；(b)延期电雷管

1－脚线；2－绝缘材料封口；3－球形发火剂与电阻丝；4－正起爆炸药；5－副起爆炸药；6－缓燃剂

(1)雷管的构造

雷管由管壳、正副起爆炸药、加强帽等组成，如图1－69所示。火雷管与电雷管的不同之处，是在管壳开口的一侧，火雷管留出15mm左右的空隙端，以备导火索插入之用；而电雷管则有一个电气点火装置，并以防潮涂料密封端口。延期和毫秒电雷管的特殊点是在点火装置与正起爆炸药之间加上一定量的缓燃剂。电气点火装置的构造是在脚线(纱包绝缘铜线)的端部焊接一段高电阻的金属丝(一般为康铜丝，也可用铬镍合金或铂钛合金丝)，俗称为电桥丝。电桥上滴上适量引燃剂，通电时灼热的电桥就能点燃引燃剂，使电雷管中的正副起爆炸药发火起爆。

(2)电雷管的主要指标

为了保证电雷管的准爆和操作安全，在使用电雷管中应当了解和掌握以下有关参数：

1)电阻。在道路交通工程中使用的电雷管，其电阻大致为0．5～1．5Ω(2m长铜脚线、康铜电桥丝)。按照安全施工的有关规定，串联在一起的电雷管，电阻差彼此不得超过0．25Ω。

2)最大安全电流和准爆电流。所谓最大安全电流，是指在通电5min左右而不引起爆炸的最大电流。康铜电桥丝的雷管的最大安全电流和准爆电流为0．3～0．4A，铬镍合金电桥丝的雷管的最大安全电流和准爆电流为0．15～0．2A。用来测定电雷管的仪器输出电流，不得超过0．05A。

所谓最小准爆电流，是指在2min左右的时间内，通电而使电雷管准爆的最小电流。康铜电桥丝电雷管的最小准爆电流为0．5～0．8A，铬镍合金电桥丝的雷管的最小准爆电流为0．4～0．5A。按照安全规定，成组串联电雷管的准爆电流，直流电为2A，交流电为2．5A。若能保证有2．0～5．0A的电流通过每个电雷管，则可充分保证准爆。

(3)电力起爆法

通过电爆网路实现起爆的方法，称为电力起爆法。在电爆网络中，电爆管的联结形式有串联、并联和混合联三种。

2．导火索及火花起爆法

导火索是点燃火雷管的配置材料，外形为圆形索线，索芯内有黑火药，中间有纱导线，芯外紧缠着一层纱包或防潮剂。对导火索的基本要求是：燃烧完全，燃速恒定。根据使用的要求不同，导火索分为正常燃速和缓慢燃速两种。正常燃速导火索的燃速为100～120s／m，缓燃导火索的燃速为180～210s／m。

导火索在使用之前必须进行外观检查和燃速检查，不得有表层破损、折断、曲折、沾有油脂及涂料不均匀等情况，燃速不正常的导火索不得用于工程。

火花起爆法是利用导火索燃烧引爆火雷管，从而使药包爆炸的一种起爆方法。

3．传爆索及传爆索起爆法

传爆索又称导爆线，其索芯是用高级烈性炸药制成的，内有双层棉织物，一层为防潮层，一层为缠绕着的纱线。为与导火索区别，表面涂成红色或红黄相间等色。我国制造的传爆线是用黑索金或泰安为索芯的，爆速为6800～7200m／s。

传爆线着火较困难，使用时须在药室外的一段传爆线上捆扎上一个8号雷管来起爆，传爆网路与药包的联结方式有并联、串联、并簇联等。

由于传爆索的爆速很快，所以在大量爆破的药室中，使用传爆索起爆可以提高爆破效果。但必须严格遵守安全操作的规定。

4．塑料导爆管非电力起爆法

塑料导爆管由高压聚乙烯制成内外径分别约为1．4mm和3．0mm的软管，内涂有以奥克托金或黑索金为主的混合炸药，药量为14～16mg／m。国产导爆管的爆速为1600～2000m／s，可用雷管、导爆索、火帽、引火头等能产生冲击波的器材激发。塑料导爆管非常安全，可作为非危险品进行运输。一个8号雷管可以激发30～50根导爆管。起爆网路与药包的联结方式有并联、串联、簇联和复式联结法等。这种起爆方法具有抗杂电、操作简单、使用安全可靠、成本较低等优点，致使有逐渐替代导火索和导爆索起爆法的趋势。