塑料膜包裝乳化炸藥應用于預裂爆破的常見問題分析

鮑俊

（福建海峽科化股份有限公司龍巖分公司，福建 龍巖 364000）

乳化炸藥泛指一類用乳化技術制備的油包水（W/O）乳膠型抗水工業炸藥[1]。乳化炸藥由于具有良好的抗水性能和穩定的爆炸性能，逐漸成為爆破行業使用最廣泛的一類爆破器材。近些年來，國內環保監控愈加嚴厲，大量高污染的造紙廠關停，同時，應國家《民爆行業技術進步指導意見》的要求，乳化炸藥生產線的定員要求也越來越高，紙管包裝乳化炸藥被塑料膜包裝乳化炸藥替代已成為行業發展的必然趨勢。塑料膜包裝小直徑乳化炸藥在2007年開始全國推廣，已有近10年的時間，在國內一些省份，塑料膜包裝乳化炸藥已完全取代紙包裝乳化炸藥。

但是，在塑料膜包裝小直徑乳化炸藥推廣初期，爆破施工單位使用非常不習慣，主要體現在2個方面：①隧道爆破中，炮工在裝斜向上輔助眼時，因為藥卷光滑，總是會從炮孔中滑落，裝藥效率低；②隧道爆破中，一些施工單位沒有填塞炮孔的習慣，經常出現沖炮。歸根結底，這些問題都是由于施工單位長期使用紙包裝小直徑乳化炸藥養成了一些不良操作習慣，經過半年左右的適應期，這些習慣也基本都能糾正。然而，塑料膜包裝小直徑乳化炸藥用于預裂爆破中，不同的施工單位呈現出完全不同的爆破效果，一些工地在預裂爆破后，現場出現大量的塑料膜和殘藥，無法形成平整的輪廓面。本文針對這種問題，模擬了不同施工單位預裂爆破現場炸藥和導爆索的連接方式進行起爆試驗，找到了問題的根源，并提出解決方法。

1 預裂爆破現場情況簡介

沿開挖邊界布置密集炮孔，采用不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆區爆破之前起爆，在爆破和保留區之間形成一道有一定寬度的貫穿裂縫，以減弱主體爆破對保留巖體的破壞，并形成平整的輪廓面的爆破作業稱預裂爆破[2]?；舅蓄A裂爆破的原理一樣，但每個施工單位采用的施工工藝不盡相同，造成了完全不同的爆破效果。

1.1 華潤水泥冬瓜侖石灰石礦山

該工地為石灰巖工地，使用的炸藥是2號巖石乳化炸藥Ф32 mm和Ф70 mm兩種規格的產品，上部裝藥段為單卷Ф32 mm炸藥，中部裝藥為兩卷Ф32 mm炸藥，底部裝藥為Ф70 mm炸藥，采用不連續裝藥的方式進行捆綁，炸藥之間距離為80～100 cm，用電工膠布將導爆索、麻繩、炸藥三者捆綁，炸藥與導爆索、麻繩接觸的位置用電工膠布完全纏繞，通過導爆管雷管在地面起爆導爆索。該工地Ф32 mm炸藥由紙管包裝換成塑料膜包裝后，爆破效果沒有變化，預裂爆破效果一直較好，但是裝藥效率一直都不高。

1.2 漳州核電圍海造田爆破工地

該工地位于海岸線邊，巖石常年風化，巖石多為頁巖。使用的炸藥是2號巖石乳化炸藥Ф32 mm規格的產品，使用一種“預裂管”裝藥爆破。這種“預裂管”是橢圓形的PVC塑料管，長軸內側40 mm、短軸內側30 mm，長軸端的兩側開有聚能槽，裝孔前先把Ф32 mm炸藥裝入管中，管兩端密實堵塞，采用連續裝藥的方式，用兩發雷管引爆。起爆后，通過長軸端的聚能槽釋放能量對巖石進行切割，預裂爆破效果非常好。該工地也沒有因為炸藥的包裝方式改變而影響爆破效果，但炸藥裝入PVC塑料管一直都非常耗時。

1.3 上杭紫金山金銅礦露采廠

該工地為銅礦開采工地，巖石多為泥灰巖。使用的炸藥是2號巖石乳化炸藥塑料膜包裝Ф32 mm規格的產品，上部裝藥段為單卷Ф32 mm炸藥，中部裝藥為兩卷Ф32 mm炸藥，底部裝藥為三卷Ф32 mm炸藥，采用不連續裝藥的方式進行捆綁，炸藥之間距離為5 cm，用電工膠布將導爆索、毛竹片、炸藥三者捆綁，炸藥與導爆索、毛竹片接觸的位置用電工膠布單點加強纏繞，通過導爆管雷管在地面起爆導爆索。該工地使用紙管包裝Ф32 mm乳化炸藥進行預裂爆破時，預裂輪廓平整，效果好；而改為塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥進行預裂爆破時，使用現場出現大量炸藥包裝膜，預裂輪廓不平整，甚至出現預裂面未形成的情況。

2 情況分析

針對同樣包裝方式的乳化炸藥，在采用不同預裂爆破施工工藝的情況下，爆破效果截然不同?，F將上述3種施工工藝的優缺點分析如下：①上文中1.1工地的施工工藝，炸藥與導爆索完全接觸，因此，導爆索的起爆能可大量釋放于接觸的炸藥上，成功起爆炸藥的概率較高，但用麻繩固定炸藥和導爆索，在遇到炮孔底部有水或者泥沙時，底部裝藥較為困難。②上文中1.2工地的施工工藝，炸藥連續裝在PVC管中，已十分接近耦合裝藥，管兩端密實堵塞，用兩發雷管引爆，起爆成功率高，同時可以應對孔底有水和泥沙的情況，但對炸藥的感度要求高，裝藥太長易出現熄爆的情況，且操作難度較大，施工效率低。③上文中1.3工地的施工工藝，炸藥與導爆索接觸距離約5 cm，未接觸的位置，炸藥與導爆索的間距0～10 mm，導爆索的起爆能不能盡可能地釋放在炸藥上，可能存在炸藥無法被引爆的情況。由于藥卷兩端的鋁卡扣對傳爆有一定的削弱，即使有的藥卷完全起爆，但不足以殉爆相鄰的藥卷。用毛竹片固定炸藥和導爆索，可以更好地應對孔底有水和泥沙的情況。

為了求證上述分析的結果正確與否，通過引爆試驗進行證實。

3 試驗情況

試驗主要分為3部分，分別是導爆索與炸藥平行間隔起爆試驗、導爆索與炸藥不同接觸長度起爆試驗、導爆索引爆不同殉爆感度炸藥試驗。同時，還對紙管包裝乳化炸藥與塑料膜包裝乳化炸藥進行對比試驗。對比試驗用的紙管包裝乳化炸藥和塑料膜包裝乳化炸藥所有爆炸性能指標均達到國家標準。

3.1 導爆索與藥卷平行間隔起爆試驗

為了驗證導爆索與炸藥的間距對起爆的影響，將導爆索與藥卷平行放置，導爆索與藥卷重疊長度為藥卷長度，在導爆索與藥卷間隔不同距離的情況下，引爆導爆索，查看炸藥是否能被成功引爆，如圖1所示。

3.1.1 與紙管包裝Ф32 mm-200 g產品起爆

圖2為導爆索與紙管包裝Ф32 mm-200 g產品平行間隔起爆示意圖。

導爆索與藥卷平行，依次在間距0 mm、5 mm、2 mm的情況下分別引爆導爆索，最終測得的結果如表1所示（成功起爆次數/起爆次數）。

3.1.2 與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產品起爆

圖3為導爆索與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產品平行起爆示意圖。

導爆索與藥卷平行，依次在間距0 mm、5 mm、2 mm的情況下分別引爆導爆索，最終測得的結果如表2所示（成功起爆次數/起爆次數）。

結論：在導爆索與炸藥沒有接觸的前提下，導爆索均無法起爆紙管包裝和塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥，因此，導爆索要成功起爆乳化炸藥，就必須與之接觸。

3.2 導爆索與炸藥不同接觸長度起爆試驗

為了驗證導爆管與藥卷的接觸長度對起爆的影響，將導爆索與藥卷用膠布纏繞捆綁接觸，在導爆索與藥卷接觸長度不同的情況下引爆導爆索，查看炸藥是否能被成功引爆，如圖4所示。

3.2.1 與紙管包裝Ф32 mm-200 g產品不同接觸長度起爆

圖5為導爆索與紙管包裝Ф32 mm-200 g產品在不同接觸長度下的起爆示意圖。

導爆索與藥卷捆綁接觸，在接觸長度為10 cm、5 cm、3 cm、2 cm的情況下分別引爆導爆索，最終測得的結果如表3所示（成功起爆次數/起爆次數）。

3.2.2 與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產品不同接觸長度起爆

圖6為導爆索與塑料膜包裝Ф32 mm-300 g產品不同接觸長度起爆示意圖。

導爆索與藥卷捆綁接觸，在接觸長度為10 cm、15 cm、18 cm、20 cm的情況下分別引爆導爆索，最終測得的結果如表4所示（成功起爆次數/起爆次數）。

結論：導爆索與塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥接觸達到20 cm才能確保起爆，而導爆索與紙管包裝Ф32 mm乳化炸藥僅需接觸5 cm就能完全起爆，紙管包裝的Ф32 mm乳化炸藥比塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥更容易被起爆。

3.3 導爆索引爆不同殉爆感度炸藥試驗

為了驗證乳化炸藥殉爆感度對導爆管起爆乳化炸藥的影響，將導爆索與藥卷用膠布纏繞捆綁接觸，殉爆距離為4 cm和殉爆距離為6 cm的塑料膜包裝乳化炸藥與導爆索接觸長度相同的情況下引爆導爆索，查看炸藥是否能被成功引爆（與3.2類似）。

導爆索與藥卷捆綁接觸，在接觸長度為10 cm、5 cm、3 cm、2 cm的情況下分別引爆導爆索，最終測得的結果如表5所示（成功起爆次數/起爆次數）。

結論：在乳化炸藥殉爆感度有明顯差異的情況下，導爆索與塑料膜包裝Ф32 mm乳化炸藥接觸達20 cm就能確保起爆，在乳化炸藥爆炸性能都能達到國家標準的情況下，殉爆感度對導爆索起爆乳化炸藥的難易程度影響不是十分明顯。

4 問題解決對策

上述提到的3類預裂爆破作業方式各有利弊，根據試驗結果，本文對南方孔底有水、裂隙較為發達或斜炮孔的預裂爆破作業面提出以下對策：①宜采用剛性材料（比如毛竹片、木條等）對導爆索和炸藥進行固定，有利于藥包整體裝孔。②采用“預裂管”裝藥作業復雜，成本較高，且有裝藥間斷的風險，施工單位可向炸藥生產單位訂購這類產品。③藥包制作過程中，炸藥無論是何種包裝方式，導爆索與炸藥應完全緊密接觸，兩者不宜出現縫隙；與竹片連接時，可先將導爆索與炸藥緊密連接，再與竹片多點連接固定。④在遇到已儲存較長時間或殉爆感度可能偏低的炸藥時，可采用雙股導爆索起爆。

5 結束語

塑料膜包裝乳化炸藥已在國內大規模推廣，是未來行業發展的必然趨勢，這類產品在沒有正確使用方法的引導下用于預裂爆破，極有可能造成施工效果不佳的情況。而預裂爆破是一種控制要求極高的爆破施工技術，尤其在南方山區應用廣泛，炸藥生產單位應及時向施工單位提供使用方面的指導，更新產品說明書，讓施工單位不僅能達到預期效果，同時還能省時省力，節約成本。

［1］ 汪旭光.乳化炸藥［M］.北京：冶金工業出版社，2008：102-103.

［2］ 汪旭光.爆破設計與施工［M］.北京：冶金工業出版社2011：249-251.