2.3　起爆器材

在工程爆破施工中需要传爆器材和起爆器材来实施炸药的起爆。在施工中常用的传爆和起爆器材有下列品种：雷管、导火索、导爆索、导爆管、继爆管、起爆药柱、起爆器（火雷管起爆、电雷管起爆、导爆索起爆、高能电磁感应起爆、电磁波起爆、编码程序的起爆器等），以及起爆所需的其他设备。

工程爆破中，应根据工程爆破的目的、要求、环境、规模、技术、经济效果等条件，来确定合理、实用、安全、可靠的起爆方法。工程爆破的常用的起爆方法分为七类：导火索起爆、导爆索起爆、电力起爆、非电导爆管起爆、高能电磁起爆、编码程序起爆和综合起爆等方法。

2.3.1　工业雷管

在工程爆破施工中常用的工业雷管有火雷管、电雷管等。电雷管又分有普通电雷管、电磁雷管、数码电子雷管。同时，在普通电雷管中又分有瞬发电雷管、秒延期电雷、毫秒延期电雷管等品种。工业雷管按起爆药性质分为：有起爆药雷管和无起爆药雷管。电磁雷管与数码电子雷管是近几年发展的新产品，也是今后工业雷管的发展方向。

工业雷管按雷管装药量多少又分为10个等级，号数越大，雷管内装药量越多，雷管的起爆能力越强。水利水电工程爆破施工中常用8号雷管，装药量为0.8g。

（1）火雷管。在工业雷管中，火雷管是最简单的一种品种。火雷管一般由管壳、加强帽、正起爆药、副起爆药组成。火雷管的管壳材料一般采用铁、铜、铝等金属或纸、塑料制成，壳体应具备一定强度，以减小正、副起爆药在爆炸时的侧向扩散，同时提高雷管的起爆能力，管壳还可避免起爆药直接与空气接触，提高火雷管的防潮能力。火雷管上部开口，用来插接导火索，雷管底端成圆锥形或半球面聚能穴，用以提高雷管在该方向的起爆力，其结构见图2-7。

火雷管中的正起爆药在导火索火焰作用下起爆，其主要特点是感度高，通常由雷汞、二硝基重氮酚或迭氮化铅制成。副起爆药也称为加强药，在正起爆药的爆轰作用下起爆，并进一步加强了正起爆药的爆炸威力。副起爆药一般比正起爆药感度低，但爆炸威力大，副起爆药由黑索金、特屈儿或者黑索金—TNT炸药配制成。火雷管按起爆能力分成10个等级，工程爆破时常用的是8号和6号火雷管。

火雷管用导火索来引爆，方法简单灵活，应用范围广，主要用于炮孔数较少的浅眼和裸露药包的爆破中。严禁在有瓦斯或矿尘容易爆炸的矿井中使用。由于火雷管安全性能差，现已和导火索一起停止生产使用。

（2）电雷管。电雷管为采用电流起爆的雷管，主要由电发火装置和一个火雷管（火管）组成，电雷管按点火起爆的时间长短分为瞬发雷管、迟发（包括秒延期和毫秒延期）电雷管，以及用于特殊场地和部位的抗杂散电流的雷管（电磁雷管、无桥丝抗杂毫秒电雷管、数码电子雷管）等。

1）瞬发电雷管。瞬发电雷管又称即发电雷管，通电后即刻发火引爆。工程中常用的是8号瞬发电雷管，其雷管装药部分与火雷管相同，不同之处在于其雷管内装有电点火装置，电点火装置由脚线、桥丝和引火药组成。脚线有铜线和铁线两种，桥丝有康铜丝和镍铬丝两种。因不同厂家及不同批号用的桥丝材质或桥丝直径不同，如果施工中采用相同的电流，可能出现一种桥丝已经烧断而另一种桥丝尚未达到点火温度的现象，所以规程规定不同厂家、不同批号的电雷管严禁在同一爆破网路中使用。根据点火方式的不同，瞬发电雷管可分为直插式和引火头式两种，瞬发电雷管结构见图2-8。

2）秒延期电雷管。秒延期电雷管和瞬发电雷管的区别仅仅是在引火头和加强帽之间加了一段精制导火线或在延期体壳内压入延期药构成，延期时间由延期药的装药长度、药量和配比来调节。雷管在通电后引火头发火，并引起延期装置燃烧，雷管延迟一段时间后爆炸。该雷管主要用于隧洞开挖、采石场采石、土方开挖等爆破作业。秒延期电雷管结构见图2-9。

索式结构的延期雷管的管壳上钻有起防潮作用的排气孔，在有瓦斯和煤尘施工工作面上，禁止使用秒延期电雷管。国产秒延期电雷管段别及延期时间见表2-37。

3）毫秒延期电雷管。普通毫秒延期电雷管又称为毫秒电雷管，雷管通电后起爆的延期时间以毫秒数量级计量。它和秒延期电雷管的区别在于将延期精制导火索换成了延期药，其延期药常用磁铁（还原剂）和铅丹（氧化剂）的混合物，并适量掺入硫化锑，以调节药剂的反应速度。延期药装在延期内管中，通过改变延期药的成分、配比、药量及压实密度以控制延期时间。毫秒延期电雷管结构见图2-10。

毫秒电雷管在使用时，生产厂家可以根据使用单位的特殊需求，对产品规格予以变动。国产高精度毫秒电雷管段别及延期时间见表2-38。

目前国内已能生产高精度的毫秒雷管，使用时应以说明书标定的延时时间为准。高精度DD-1型毫秒延期电雷管段别及延期时间见表2-39。

4）无桥丝抗杂毫秒电雷管。无桥丝抗杂毫秒电雷管的特点是，取消了桥丝而在引火药中加入乙炔、石墨、炭黑等导电物质，做成具有导电性的引火头。这种引火头的电阻不是固定值，它取决于导电物质的数量和导电物质颗粒的接触状态。当外加电压小于额定值时，其电阻值较大，通过电流小，不能引燃引火药；当外加电压高于额定值时，导电物质颗粒受热膨胀，接触面积增大，电阻值下降，导致点燃引火药。无桥丝抗杂毫秒电雷管结构见图2-11。

无桥丝抗杂毫秒电雷管具有较好的抗杂散电流性能，可保证在5V电压作用下5min不发火。这种雷管不能用动力电源和一般起爆器起爆，要用专门设计的GM-2000型高能脉冲起爆器起爆。由于电阻值较大，不能用一般的电爆网路计算方法进行设计计算。同时，组成的电爆网路在导通时不易发现漏联等问题。

无桥丝抗杂电雷管延期时间见表2-40。

5）ExeIRSDD毫秒导爆管连接延期雷管。ExeIRSDD连接雷管是一种通过控制爆区地表毫秒延期时间，以实现孔与孔之间按一定顺序起爆的导爆管雷管。ExeIRSDD连接雷管的独特设计使其最多可以引爆5～6根导爆管，因导爆管具有优良的理化性能可保证安全传爆。该连接雷管由一定长度的ExeIRSDD导爆管和低威力延时雷管构成。导爆管的另一端被密封，其上贴有旗标，延时雷管完全被包裹在一个特定颜色的连接块内。

ExeIR系列高精度导爆管雷管为双层复合导爆管（ExeIR管+PE覆层），抗冲击、耐摩擦，抗拉强度高达441N，耐高、低温，在-40～80℃温度条件下保持完好的起爆性能，导爆管强度适中，不缠绕，不打结，管内涂药均匀，管壁不易击穿。同时，抗静电、杂散电流，能避免一切静电危害，其传爆速度稳定（2000m/s），用不同颜色标识。

ExeIRSDD连接雷管的标准延期时间见表2-41。

6）ExeI®LP长延期导爆管雷管。ExeI®LP长延时雷管由一枚非电雷管、一段ExeIRLP导爆管组成。雷管的铝制管壳底部装有高能量太安炸药，管腔内含有延期体组分。导爆管是一种高强度、耐磨性能良好的塑料管，起传递起爆信号的作用。导爆管的一端被密封在管壳内；另一端经封尾后能严密防水。连接时通过塑料J形钩能快速、安全的将导爆管和导爆索连接在一起。ExeI®LP长延期雷管段别及名义延期时间见表2-42。

7）高精度导爆管雷管。国内有多家生产厂家在研制、生产高精度导爆管延期雷管，主要包括25ms、50ms、100ms、200ms、300ms、500ms、1000ms等多个规格的等间隔导爆管雷管。

高精度导爆管雷管为蓝色复合层导爆管，导爆管外径3.2mm、抗拉强度不小于20kg。抗水性能较强，将铜壳雷管放到水深40m中，浸泡120h后，起爆性能不变。铝合金壳雷管在水深20m中浸泡24h后，起爆性能不变。耐温耐油性能较好，将雷管放到75～80℃的0号柴油中，让油温自然降温72h后，雷管起爆性能不变。将雷管浸泡在75～80℃的-35号柴油中，自然降温24h后，雷管起爆性能不变。

雷管的延期时间指标在0～500ms内25ms等间隔、在0～800ms内50ms等间隔、在0～2000ms内100ms等间隔、在0～4000ms内200ms等间隔、在0～5500ms内300ms等间隔、在0～8000ms内500ms等间隔、在0～12000ms内1000ms等间隔，可根据工程需要选用。25ms间隔导爆管延期时间见表2-43。

8）ExeITM超强型毫秒延期雷管。该雷管是由非电延期雷管和深红色的ExeITM超强型导爆管组成，导爆管由特殊的塑料材料制成，具有很强的抗油、抗磨损和抗挤压性能，导爆管的一端卡入雷管管壳中；另一端为防水封尾。根据需要，可以在导爆管尾端加装一个J形钩，J形钩可快捷、安全地将导爆管和导爆索连接在一起。将ExeITM超强型毫秒延期雷管放入35～40m深的水中，浸泡7d后取出，延期时间精度基本没有变化，说明该型雷管具有很好的防水、抗水、抗压性能。ExeITM超强型毫秒延期雷管段别及延期时间见表2-44。

2.3.2　导爆索与塑料导爆管

（1）导爆索。导爆索是一种常用起爆器材。导爆索一端用雷管起爆，经导爆索传爆再引爆导爆索另一端的起爆药包或炸药。国内导爆索的药芯以猛炸药黑索金为主，药芯中间有4根药芯线通过，在药芯外边有3层棉线及1层纸条，最外边还有一层聚乙烯塑料防水层。根据不同用途导爆索分为下列几种。

1）普通导爆索。普通导爆索是一种以猛炸药为药芯，用来传递爆轰波的索状火工产品。按部颁标准WJ759的规定，导爆索外径5.8～6.2mm，外表用红白线缠绕或红色塑料管包裹，药芯药量为30g/m，药芯为白色的RDX或太安，其爆速达到6500～7000m/s，有一定抗水性。导爆索在爆轰过程中，产生强烈的火焰，该导爆索只能用于露天爆破和没有瓦斯或矿尘爆炸危险的地下工程爆破。

普通导爆索具有一定的防水性能和耐热性能，在1m深的水中，水的温度为10～25℃下浸泡4h后，塑料导爆索在水压为50kPa，水温为10～25℃静水中，浸泡5h，导爆索的感度和爆炸性能仍能符合要求，在（50±3）℃的条件下保温6h，其外观和传爆性能不变。

2）低能导爆索。低能导爆索的优点之一是导爆索引爆后对炮孔内炸药不会造成动态压死而失效，保证了爆破的可靠性。低能导爆索内装药量较小，一般导爆索药芯药量为6g/m、3.6g/m，现已有1.6g/m的低能导爆索。

3）高能导爆索。导爆索的药芯装药量大于30g/m，光面爆破时可代替光面爆破炸药，多用于石材开采。

普通导爆索主要技术指标见表2-45。

（2）塑料导爆管。塑料导爆管是一种管壁内涂敷有混合单质炸药的塑料细管，塑料导爆管结构见图2-12。管壁材料采用高压聚乙烯塑料制成，外径（2.95±0.15）mm，内径（1.4±0.1）mm，具有一定抗拉强度。导爆管每米中涂药量14～16mg，混合炸药中含奥克托金或黑索金91%、铝粉9%。当使用枪、工业雷管、导爆索等激发导爆管时，所激发起的冲击波在导爆管内传播，管内炸药发生化学反应，并形成一种特殊的爆轰。爆轰反应释放出的热量不断地补充并沿导爆管内传播爆轰波，使爆轰波能以一个恒定的速度传爆，由于导爆管内壁涂药量很少，形成的爆轰波能量不大，不能直接起爆工业炸药，但能引爆雷管内敏感度较强的正起爆药，从而达到起爆的目的。塑料导爆管的主要特性见表2-46。

塑料导爆管是一种安全型传爆器材，非电起爆的塑料导爆管具有安全、经济、轻便、防水性能好、易于操作等优点，在国内爆破施工中已获得广泛推广应用。非电导爆管构造要求与技术性能见表2-47。

（3）继爆管。继爆管是一种专门与导爆索配合使用的有毫秒延期作用的起爆器材。导爆索与继爆管组合的爆破网路，可借助于继爆管的毫秒延期作用，实施毫秒延期爆破。

继爆管是装有毫秒延期元件的火雷管与消爆管的组合体，简单的继爆管是单向继爆，当继爆管一端的导爆索起爆后，爆炸冲击波与爆炸气体通过消爆管和大内管，使压力和温度都有所下降，但仍能可靠的点燃延期药，又不直接引爆正起爆药。通过继爆管中的延期药来引爆正、副起爆药及另一端的导爆索。这样，两根导爆索中间经过一只继爆管的作用，来达到毫秒延期爆破。

同时，继爆管又分为单向继爆管和双向继爆管两种，其结构见图2-13。单向继爆管在使用时必须区别主动端和被动端，如果首尾颠倒则不能传爆。双向继爆管中消爆管的两端都对称装有延期药和起爆药。因此，双向继爆管两个方向均能可靠传爆。

双向继爆管在使用时，无需区别主动端和被动端，方便简单。但它所消耗的元件和原料几乎比单向继爆管多1倍，但效果是一样的。当然，在导爆索双向环形起爆网路中，则一定要用双向继爆管，否则就失去双向保险起爆的作用。

根据爆破延期时间长短，继爆管可分成不同的段别，国产继爆管的各段别延期时间见表2-48。

继爆管是一种专门与导爆索配合使用的有毫秒延期作用的起爆器材，其起爆威力不低于8号雷管，在（40±2）～（-40±2）℃的温度下性能不发生明显变化。当采用浸蜡等防水措施后，也能用于水下爆破。

继爆管具有抵抗杂散电流和静电危险的能力，炮孔装药时可以不停电，继爆管和导爆索组成的起爆网路在矿山和其他爆破中都得到了应用。

（4）低能导爆索非电雷管。低能导爆索非电雷管的管体与非电导爆管雷管的管体相同，只是将传导爆轰波的点火元件换成了低能导爆索。

国产低能导爆索非电微差雷管产品有15段，其延期时间见表2-49。

2.3.3　数码电子雷管与电磁雷管

（1）数码电子雷管。数码电子雷管是近年来在起爆器材领域里最引人瞩目的新产品。它是用一个微型集成电路块取代电雷管中的化学延时与电点火元件，从而最大限度减少了因引火头能量需求所引起的起爆时间误差。其延时精度比传统雷管的延时精度要高很多，特别是在延期时间较长的情况下，有更多延期时间可供选择，具有使用安全可靠、延时时间精确度高、设定灵活等特点。

数码电子雷管起爆系统由电子雷管、编码器和起爆器3个部分组成。电子雷管可以实现以1ms间隔0～15000ms全部编程，总延期时间小于100ms时的延期精度在0.2ms以内，总延期时间大于100ms时，误差小于0.1%。

编码器的功能是注册、识别、登记和设定每个雷管的延期时间，随时对电子雷管及网路在线检测。编码器可以识别雷管与起爆网路中可能出现的任何错误，如雷管脚线短路、正常雷管和缺陷雷管的身份证号（ID编码）、雷管与编码器正确连接与否等。编码器在一个固定的安全电压下工作，最大输出电流不足以引爆雷管，并且在设计上其本身也不会产生起爆雷管的指令，从而保证了在布置和检测雷管时不会使雷管误发火。

数码电子管于20世纪80年代开始研究，目前我国已有数家企业生产，其中，国内自主研发的隆芯-1电子雷管，具有自主知识产权的高安全、高精度、宽延期范围、可编程的电子雷管，具有两线制双向无极性组网通信、孔内有在线编程能力，可实现宽范围、小间隔延期数据的孔内设定，起爆精确性好。雷管状态可在线检测、延期时间可在线校准、起爆网路可靠性高，雷管内置产品序列号和起爆密码，内嵌抗干扰隔离电路，使用安全、网路设计简单、操作方便。

国产隆芯-1电子雷管见图2-14，其技术参数如下。

1）可编程延期范围：0～15000ms。

2）延期编程最小时间间隔：1ms。

3）延期精度：0.1%。

4）电子雷管内置生产企业代码、产品序列号、起爆密码。

5）电子雷管内嵌抗干扰隔离电路，可抗静电15kV。

6）雷管能抗AC220V/50Hz、DC50V交/直流起爆。

7）隆芯-1电子雷管有较强的防水、耐压、抗冲击振动能力。

8）雷管在-20～+70℃下能正常使用。

9）可在线检测雷管状态，实现无故障可靠起爆。

10）两线制双向无极性组网通信，雷管结构尺寸（管壳）：ϕ7.3mm×73mm。

由于数码电子雷管是一种新产品，第一次使用该雷管时，应接受制造厂家技术人员的培训。在爆破施工中使用数码电子雷管时，当出现不引爆情况时，由于雷管的电容器中可能有残存电荷，施工人员需要等待10min以后才能进入现场处理。

（2）电磁雷管。高精度电磁毫秒雷管是一种新型的起爆器材，主要特点是抗杂散电流、安全可靠、使用方便，能防止因施工漏电引起的意外爆炸。由于电磁雷管在电气上与外界完全绝缘，雷管桥丝呈短路状态，电磁雷管起爆时由高频起爆器输出高频脉冲电流，通过电磁转换器的磁芯，使电雷管的环形脚线中产生感应电压而起爆雷管。该起爆系统是一种蓄电式仪器，这种系统由于带磁环的电雷管只接受起爆器输出的高频脉冲信号，对工频电和其他频率的交流电不发生反应，大大提高了该系统的抗外来电流的安全性，该系统无须外接电源，操作简单，安全可靠。电磁雷管网路简单方便，网路连线时只需将一根0.7mm2的BV铜芯聚氯乙烯绝缘软电线穿过电磁雷管的环状磁芯，并将连线两端与起爆母线相接，母线尾端与高频起爆器连接后，准爆条件是主线、母线电阻值之和不大于5Ω便可进行起爆。该雷管不需电阻配平，也不需电压、电流值计算，不需要大量的网路脚线布置与连接，简化了爆破网路施工。高性能电磁感应起爆系统还配备了H-Z1型无触点检测仪，提高了该系统的可靠性。

电磁雷管由一个普通电雷管、磁环、连接件和密封胶四部分组成的，有内置式和外置式两种，其结构分别见图2-15、图2-16。

电磁雷管的环状磁芯、磁芯上的线圈和通过磁芯的单芯连接导线构成了一个变压器，当高频起爆器输出的高频电流通过单芯连接导线时，在磁芯内产生交变磁通，于是线圈内感应出一个同频率的电动势而使雷管起爆。

电磁雷管需要特定频率、足够大的能量才能起爆，因此电磁雷管对杂散电流、漏电、静电具有良好的保护能力，电磁雷管的抗静电、抗雷电、防射频能力高于普通雷管，也不需进行网路串联设计。

电磁雷管防水性能好。将雷管放入30m深的水中，浸泡7d后取出进行引爆，雷管全部起爆。雷管适用于有煤层的地下洞室、露天开采、水下爆破、建筑物拆除。电磁毫秒雷管各段延期时间见表2-50。