爆破材料

拒爆动压失敏的案例

发布时间:2022/5/4 10:17:43   
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产品拒爆,处理拒爆的分析案例:

排除了操作方面原因,下面重点调查炸药、雷管质量问题。到炸药仓库检查炸药雷管的生产日期、存储条件;炸药、雷管的外观检查;现场同批次抽样爆炸试验,都没有发现问题;从雷管爆炸后的变形来看,与正常雷管对比,如图5和图6,两种雷管端头因自身爆力而膨大,形态和程度相近,说明雷管的起爆性能没有异常;最后矿方要求对拒爆的残药取样检测,检测结果表明残药的密度可接受;用8#雷管测试,感度通过。实际上,该矿使用澳瑞凯产品多年,从未因质量问题造成麻烦。

4.真正的原因

随着调查工作的进一步深入,答案渐渐明朗起来。调查人员注意到,拒爆残留的炸药和雷管都有受压作用后严重变形的特征。如图7,浅白色的炸药为主装药Tempus,深灰色的炸药为起爆药Magnum,它们被挖出来后,发现两个破损药包压合在一起,质地较软的Magnum几乎被压缩了一半,两种炸药相互挤压浸染。再通过观察拒爆炸药中取出的已爆雷管形态,雷管壳体产生明显凹陷变形,如图6(对比图5中的未受压力影响正常起爆雷管管壳)。这些都说明炸药、雷管在拒爆前都经过外部高压作用过。

图6拒爆药中已爆雷管外形

Fig.6Shapeofdetonatorinmisfireexplosve

图7高压使两种炸药混染

Fig7Hybirdofexplosivesinhighpressure

理论研究表明,乳化炸药中含有敏化剂,用于提高炸药起爆感度。敏化剂通常是由气体微泡或玻璃微珠组成[1]。当受高压作用时,这些气体微泡或微珠承压破坏,导致炸药感度降低以致于不能被雷管正常起爆。这就是炸药使用中的高压失敏现象。根据压力性质和来源不同,高压失敏分静压失敏和动压失敏两种情形,前者指炸药被放在深孔中(50m)或高水头的承压水中,受静压作用会影响炸药爆轰甚至出现“压死现象”[2];后者是受相邻先爆装药孔或同一孔中不同延时分段的先爆装药段的爆轰压力波瞬间动压作用,而对后爆装药段产生动压失敏而影响炸药感度和爆轰。这种动压作用过程包括三个方面:其一,炸药爆炸后的强大压缩应力波传播作用于后爆炸药;其二,炸药爆炸后的高温高压气体从贯通的裂隙压入后爆装药;其三,爆破后炮孔孔壁变形导致岩石或地下水挤压作用于后爆炸药[3]。

所以,这起拒爆事故,本质上是由于设计缺陷造成,即炮孔中采用上下分段装药结构,由于两段装药的中间间隔充填长度或充填材料质量不足,导致上段先爆炸药产生的爆轰压力穿透间隔充填,直接作用于下段装药,引起后爆药段的起爆药Magnum形成动压失敏而失去雷管感度,这样起爆药拒爆进而引起整个下段装药都拒爆。

值得注意的是,为什么动压失敏后的炸药能恢复8#雷管感度呢?这与起爆药Magnum所含的敏化剂为气体微泡有关,相对于玻璃微珠,它更容易从瞬间的动压中恢复。

5.几点建议

当前,乳化炸药因其爆炸性能好,抗水性强,安全性能高,环境污染小的优点,在爆破中的应用越来越广。但是通过这起拒爆事故的调查分析,我们在爆破设计中应充分注意乳化炸药爆轰特性,避免高压失敏的不利影响,爆破设计和施工中应注意以下几点:

(1)超深孔爆破(50米)或水深大于20米或高水头的承压水条件下使用炸药,不仅要考虑炸药的防水,还要考虑其耐压,要慎重选择合适的炸药;

(2)孔内分段延时装药设计,应注意两段装药的充填间隔长度,对于25ms的延时,其间隔长度应不小于钻孔直径的20—30倍,并注意间隔材料质量,推荐使用5—15mm的石子[4];

(3)相邻孔爆破设计应注意地质构造情况,特别要注意有无开放性裂隙贯通;

(4)应注意因钻孔偏移而造成两孔过分靠近甚至于贯通;研究和经验表明,钻孔孔距在mm至mm,先爆孔容易对后爆孔装药产生压力影响。

(5)装药过程中使用包装炸药时,不应破坏原有包装而改变装药密度。因为不当提高装药密度,其效果同炸药受压一样,也会降低感度[5],影响炸药爆轰性能,甚至造成拒爆。

参考文献(References)

[1]于亚伦,主编.工程爆破理论与技术[M].北京:冶金工业出版社,7:78-79.

[2]顾毅成,主编.爆破工程施工与安全[M].北京:冶金工业出版社,7:46.

[3]OricaTechnicalServices.SafeandEfficientBlastinginOpenCutMines[M].Australia:OricaPtyACN,:10.

[4]GARYBulbeck.Misfireinvestigationatangloamerican’syangquarry[R].NorthAsia:OricaMiningServices,8:6.

[5]于亚伦,主编.工程爆破理论与技术[M].北京:冶金工业出版社,7:46.

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