韓 國(guó)

（1.安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽 淮南，232001；2.河北607化工有限公司，河北 邯鄲，056201）

導(dǎo)爆管雷管以其安全可靠，具有抗靜電、抗雜散電流和易于實(shí)施大型網(wǎng)絡(luò)爆破等優(yōu)點(diǎn)在礦山、水利、交通等部門(mén)中達(dá)到了廣泛應(yīng)用[1]。因此，導(dǎo)爆管雷管的延期精度和可靠性十分重要。蔡德強(qiáng)[2]等通過(guò)系統(tǒng)分析，提出了提高導(dǎo)爆管抗外來(lái)干擾能力，保證爆轟波的穩(wěn)定性及綜合性能的措施。王慶堯等[3]研究了高段別非電導(dǎo)爆管雷的卡痕、拉拔工藝、卡印尺寸、卡印位置、點(diǎn)火元件等因素對(duì)延期精度的影響。胡坤倫等[4]研究了 B/BaCrO4延期藥配方和混藥方式對(duì)延期藥燃速和延期精度的影響。目前國(guó)內(nèi)廠家多數(shù)采用硅系、鎢系和鉬系延期藥制備導(dǎo)爆管雷管，并且一般以毫秒系列和半秒系列居多[5-6]，而較少制作秒延期系列。由于秒延期導(dǎo)爆管雷管延期時(shí)間較長(zhǎng)，延期藥燃燒慢，在長(zhǎng)期貯存后易出現(xiàn)秒量增加和瞎火等問(wèn)題，為此，本研究通過(guò)采用AM-1和AM-3作為緩燃劑、細(xì)化鉛丹和使用單芯鉛延期體，制備了秒延期導(dǎo)爆管雷管，并對(duì)其進(jìn)行性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

1 秒延期導(dǎo)爆管雷管的制備

1.1 儀器和原材料

儀器：10kg八角型球磨機(jī)。

原材料：可燃劑為硅粉，純度≥99%，比表面積為24 886cm3/g，水分≤0.1%；氧化劑為鉛丹（Pb3O4），水分≤0.1%，200目篩下物；緩燃劑為AM-1和AM-3，水分≤0.1%，200目篩下物；混合劑為無(wú)水乙醇。

1.2 延期體制備

1.2.1 延期藥配方

在秒延期導(dǎo)爆管雷管制造中，找出秒6段至10段的延期藥配方即可按此配方依次生產(chǎn)出秒 1段至10段的導(dǎo)爆管雷管。配方1～5為秒6段至秒10段的延期藥配方，如表1所示。

表1 延期藥配方Tab.1 Formulas of delay composition

1.2.2 延期藥制備

按照表 1的延期藥配方，將每種組分稱(chēng)量好后放入球磨機(jī)中，選用Φ20mm膠被鉛球，并按照w球︰w料︰w酒精＝1︰1︰1的比例進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為24h。將混合好的延期藥在60℃烘箱內(nèi)預(yù)干2h，再用40～60目的銅篩進(jìn)行造粒，把造粒好的延期藥送至烘箱進(jìn)行烘干。

1.2.3 延期體制備

目前工業(yè)雷管所用的鉛延期體分為單芯、三芯和五芯等品種，具有延時(shí)精度高、安全、成本低、制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被我國(guó)雷管生產(chǎn)廠家廣泛采用。根據(jù)秒延期體的特點(diǎn)，采用單芯鉛延期體制作工藝，既簡(jiǎn)單又能增加燃燒表面積，保證延期體燃燒時(shí)不瞎火。

裝藥管規(guī)格：PbSb2管Φ10mm×16mm×330 mm。裝藥前清洗鉛管，晾干后先用海綿將一端封口，然后用裝藥機(jī)裝入延期藥再進(jìn)行拉拔。拉拔工藝：先將裝有延期藥的鉛管拉拔至Φ13mm，再套Φ16mm×20mm×400mm的鉛管拉拔至Φ6.2mm。

由于秒段別延期時(shí)間長(zhǎng)，所以延期體的切長(zhǎng)應(yīng)盡可能加大。這樣既能增加延期時(shí)間，也能提高延期藥的燃燒速率，保證雷管不瞎火。但由于管殼長(zhǎng)度固定，所以延期體不能無(wú)限加長(zhǎng)。以較長(zhǎng)的70mm管殼為例，火雷管內(nèi)裝藥高度為26mm，延期體長(zhǎng)度應(yīng)在25mm以?xún)?nèi)，以25mm為最大，故此次延期體切長(zhǎng)都為24mm。

1.3 導(dǎo)爆管雷管制備

把切好的延期體裝配成導(dǎo)爆管雷管并進(jìn)行性能測(cè)試，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 導(dǎo)爆管雷管裝配結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of nonel detonator structure

其裝配工藝條件為：雷管外殼為發(fā)藍(lán)聚能窩型管殼，長(zhǎng)度為70mm；緊腰尺寸為5.8～6.0mm，印寬2mm，2道卡??；緊口尺寸為4.9～5.1mm，印寬2mm，2道卡印。

2 秒延期導(dǎo)爆管雷管性能測(cè)試及結(jié)果討論

2.1 主要性能測(cè)試

根據(jù)GB 19417-2003[7]標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)采用配方1～5的秒延期導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行了性能測(cè)試，包括延期時(shí)間測(cè)試、高溫貯存試驗(yàn)、震動(dòng)試驗(yàn)和常溫貯存試驗(yàn)。試驗(yàn)中導(dǎo)爆管雷管秒量測(cè)試采用開(kāi)封精工儀表廠生產(chǎn)的BC-2型多功能爆速儀。

2.1.1 延期時(shí)間測(cè)試

根據(jù)GB 19417-2003標(biāo)準(zhǔn)，將表1中各配方的延期藥制成的延期體切長(zhǎng)為24mm裝配成導(dǎo)爆管雷管，進(jìn)行了延期時(shí)間測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鉛丹-硅系延期藥延期時(shí)間測(cè)試結(jié)果Tab.2 Delay time of minium-silicon type delay composition

由表 2測(cè)試結(jié)果可知，在硅系延期藥中加入緩燃劑AM-1或者AM-3，并切延期體長(zhǎng)為24mm時(shí)可以延長(zhǎng)導(dǎo)爆管雷管延期時(shí)間，并達(dá)到國(guó)家規(guī)定的秒系列延期時(shí)間的秒10段。而且其延期時(shí)間精度高，極差較小。

2.1.2 高溫試驗(yàn)

大部分秒延期體都存在貯存過(guò)程中秒量漂移的問(wèn)題，高段別的延期體還會(huì)出現(xiàn)瞎火，故對(duì)秒10段導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行高溫試驗(yàn)，在溫度為60℃的烘箱內(nèi)貯存40h，其延期時(shí)間結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 秒10段導(dǎo)爆管雷管高溫和常溫延期時(shí)間對(duì)比Tab.3 Delay time of 10 section second delay nonel detonator after high and normal temperature test

表3結(jié)果顯示，該鉛丹硅系列的秒10段延期體經(jīng)過(guò)高溫貯存40h后其延期時(shí)間變化不超過(guò)5%，說(shuō)明這種延期藥物理和化學(xué)性質(zhì)受高溫影響很小，同時(shí)也反映出其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

2.1.3 震動(dòng)試驗(yàn)

為檢驗(yàn)延期體在震動(dòng)后其延期時(shí)間是否受到影響，根據(jù)GB 19417-2003標(biāo)準(zhǔn)對(duì)秒10段導(dǎo)爆管雷管做震動(dòng)試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

表4 震動(dòng)試驗(yàn)對(duì)秒10段導(dǎo)爆管雷管延期時(shí)間的影響Tab.4 Influence of jolt test on the delay time of 10 section second delay nonel detonator

試驗(yàn)結(jié)果顯示，這種鉛丹硅系列的秒10段延期體符合GB 19417-2003標(biāo)準(zhǔn)，并且震動(dòng)對(duì)其延期時(shí)間影響很小。

2.1.4 自然貯存試驗(yàn)

秒延期導(dǎo)爆管雷管由于延期時(shí)間長(zhǎng)，延期藥不易被引燃，容易出現(xiàn)瞎火。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間貯存后，延期藥會(huì)緩慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也會(huì)引起延期時(shí)間不準(zhǔn)甚至瞎火的情況發(fā)生。所以在裝配出雷管后，對(duì)其進(jìn)行了貯存試驗(yàn)。貯存試驗(yàn)后延期時(shí)間測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 秒10段導(dǎo)爆管雷管在自然貯存試驗(yàn)后的延期時(shí)間Tab.5 Delay time of 10 section second delay nonel detonator after normal storage test

表5試驗(yàn)結(jié)果顯示，該鉛丹硅系列的秒10段延期體在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期貯存時(shí)，延期時(shí)間有所上升，但貯存一定時(shí)間后，延期時(shí)間趨于穩(wěn)定，而且延期時(shí)間的變化是在一定范圍內(nèi)，并且可以達(dá)到GB 19417- 2003標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 結(jié)果與討論

由以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，含有AM-1和AM-3緩燃劑的鉛丹硅系列的延期藥通過(guò)合理的配方調(diào)整可用于生產(chǎn)秒系列導(dǎo)爆管雷管，而且這種延期藥物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐高溫、抗震動(dòng)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期貯存后延期時(shí)間仍然有較高的延期精度，并且發(fā)火可靠。

3 結(jié)論

（1）含有AM-1和AM-3緩燃劑的鉛丹硅系列的延期藥比鎢系和鉬系延期藥原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，能降低生產(chǎn)廠家成本。

（2）含有AM-1和AM-3緩燃劑的鉛丹硅系列的延期藥的延期時(shí)間能夠達(dá)到秒10段并且性質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期貯存后延期時(shí)間稍有變化，延期精度有所變化，但總體達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而且發(fā)火可靠，可以進(jìn)行大范圍推廣。

[1]張君,陳余華.半秒延期導(dǎo)爆管雷管的研制[J].煤礦爆破，2011(1):27-29.

[2]蔡德強(qiáng)，張威穎.高強(qiáng)度高精度導(dǎo)爆管雷管的研制[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2008,27（增刊）:148-150.

[3]王慶堯,殷鶴華,等.影響高段別非電導(dǎo)爆管雷管秒量精度的因素分析[J].徐煤科技,1998(1):39-40.

[4]胡坤倫,馬紅衛(wèi),李光,韓體飛.B/BaCrO4延期藥在導(dǎo)爆管雷管中的應(yīng)用研究[J].火工品,2009(6):14-16.

[5]魏仁果,郭春紅.硅系導(dǎo)爆管雷管延期藥的穩(wěn)定性[J].火工品,1999(1):22-24.

[6]鄒青如,余海豐,張東平,吳周呂.W/BaCrO4秒級(jí)延期藥在電雷管中的應(yīng)用[J].火工品,2010(4):35-37.

[7]GB 19417-2003導(dǎo)爆管雷管[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.