导爆管爆破网络在较高温环境下的应用

廖武王 龙昌军

(广西金建华爆破工程有限公司)

导爆管爆破网络在较高温环境下的应用

廖武王 龙昌军

(广西金建华爆破工程有限公司)

高温炉底残留物温度高、硬度大，周边环境复杂，其拆除爆破属于特种爆破，对导爆管爆破网络设计技术要求高。通过某冶炼厂锰铝矿高温炉渣拆除爆破，取得了较满意的爆破效果，同时也考察了导爆管在高温下的使用效果，扩大了导爆管爆破网络的使用范围。

炉渣爆破 导爆管 高温

目前国内在高温爆破领域中，一般用电雷管或者电子雷管等作为起爆器材。但金属炉瘤导电性良好，如果采用电雷管起爆受环境的影响较大，而且爆破点周边环境极为复杂，考虑锅炉结构和炉瘤的性质要求，只有微差爆破才能达到控制拆除的目的。在微差延时精度方面，导爆管雷管比电雷管有更高的精度，另外，通过导爆管爆破网络在炉内高温下的使用效果，达到既提高爆破精度和安全性，又扩大了导爆管的使用范围的目的。

某冶炼厂1#炉位于厂区内，底层呈圆柱形，高约2 m、直径约10 m，热炉炉底凝结物厚度约 2.5 m，以灰口铁为主要成分，炉渣的单轴抗压强度为80～160 MPa，属较难爆破介质[1]，锅炉周围环境复杂，需进行控制爆破。

1 炉底拆除爆破

为确保矿热炉炉底凝结物拆除工程安全、快速，炉体不受破坏，根据周围环境、矿热炉结构、凝结物性质及工期要求，确定采用浅孔梯段劈裂法控制爆破方案。由于炉底残留物温度比较高，为达到预期爆破效果，预防炸药早爆，钻深约0.8 m，孔径为40 mm 的孔。锅底残留物的锅炉剖面如图1所示。

图1 锅炉剖面

1.1 爆破设计

1.1.1 爆破参数

(1)最小抵抗线。根据爆破经验，最小抵抗线与孔径存在如下关系：W=(20-40)D,取W=0.8～1.6 m。考虑锅炉炉垢坚固系数大，取W为0.5 m。

(2)炸药单耗。根据爆破介质性质、爆破体临空面以及爆破装药方式的不同炸药单耗有较大差异，浅孔爆破炉渣单耗为q=1.0～2.0 kg/m3，为保证顺利清除炉底残留物又不损坏设备，取q=1 kg/m3.

(3)孔距、排距和孔径。采用环形爆破网络时，孔距a=1 m，环形距离b=0.6 m。结合本次爆破机械设备情况，并考虑爆破技术经济指标，采用浅孔直径D=40 mm为宜。

(4)孔深。根据最小堵塞长度0.5 m和单孔装药长度0.3 m计算，孔深h=0.5 m+0.3 m。为降低爆破震动对炉衬的影响[2]，钻孔深度为0.8 m。

(5)单孔装药量。根据现场爆破试验结果进行调整，便于更能有效控制单次爆破药量。根据单孔装药量计算Q=0.4 kg，为了控制爆破飞石取0.3 kg，药卷总长度为0.3 m[3]。

(6)装药结构与堵塞。为降低爆破冲击震动，采用不偶合装药结构[4]，不耦合系数为1.14。堵塞长度为孔深和装药长度差，为0.5 m。

在装好药的炮孔中，用黏性很大的黄泥或钻屑向下充填炮孔，并用木质炮棍送至装药位置，轻轻充填，不能用力冲击装有雷管的起爆药包，填满为止。

1.1.2 爆破网络

1.1.2.1 环形爆破网络

在爆区设计多个环状炮孔分布，采用类似掘进爆破的炮孔分布从内至外分段爆破。由于最小抵抗线一直指向中心，不会产生太多飞向四周的飞石。此方法需要设计好各环间距和孔距，爆破网络设计连接较为复杂。见图2。

图2 环形爆破网络

Ms-X为孔内延期雷管，延期时间应该大于Ms-2段雷管延期时间和分段数目的乘积，以保证孔外分段雷管有足够的时间完全点燃孔内雷管，确保孔外爆破网络在完全起爆前不被破坏。

1.1.2.2 三角形爆破网络

三角形炮孔爆破网络连接采用单排起爆的方式，从排渣口处向里逐排起爆，有利于将炉渣直接抛出排渣口，便于清渣。但需要做好飞石防护。爆破网络见图3。

图3 三角形爆破网络

综合以上两个方案的优缺点，为避免爆破飞石的破坏，选择采用环形爆破网络。

1.2 爆破施工

(1)钻孔。清除爆区的碎渣和破碎层，避免钻孔时碎渣回填导致卡钻；根据设计方案布置炮孔位置，用石灰标记，不得随意改变炮孔位置；如遇到卡钻时应该在旁边另钻炮孔，应注意最小抵抗线的变化；钻孔时应控制好各个炮孔的深度，根据工作面的实际情况进行调整；炮孔注水降温，堵塞炮孔口，避免矿渣落入。

(2)装药堵塞。装药前将炮孔内的水用高压气体吹出，测量炮孔内温度，确保温度控制在设计范围内；装入预先设计好的药量；对装入炮孔内的导爆管进行热防护，装入起爆药包；用黄泥土堵塞炮孔，堵塞时避免用力过大把导爆管冲断。

(3)爆破网络连接。爆破网络连接总用时不大于30 min，尽量减少导爆管长时间受热。对孔外的延时导爆管雷管做好热防护，同时做好雷管尾部聚能流破坏爆破网络的防护。

(4)热防护。首先进行隔热试验，将炸药包用隔热胶布包扎好后放入炮孔内，30 min后取出测量炸药温度，保证炸药温度不超过80°，否则继续注水降温[5]；当炮孔温度达到要求后，装入炸药和起爆药包，孔内部分的导爆管应进行隔热处理。

高炉炉结属高温热凝结构，不停炉的情况下炉内温度高达500 ℃，停炉后短时间内也难以降到药包允许的80 ℃[6]。因此，施工过程中一定做好孔内降温及药包耐高温处理，并做耐高温试验，预防炸药早爆。同时采用高压水枪对炮孔进行冲水降温，冲水降温时施工人员严禁面对炮孔，防止被高温水蒸气烫伤。降温的同时，使用红外测温仪测量孔内实际温度，预防早爆[7]。

2 爆破效果分析

本次爆破一次爆破炉渣方量50 m3，实际炸药单耗为0.5 kg/m3。炉渣爆破效果良好，爆破飞石没有对周边的人员和建筑造成危害，耐火砖少部分被损坏，锅炉的炉壁没有变形痕迹。

装药连线爆破总用时为2 h，环境温度最高为55 ℃，无哑炮盲炮出现。爆破后对残留的导爆管进行检查，没有发现导爆管有爆穿情况。实践证明：此类导爆管爆破网络可以在55 ℃温度环境下，2 h内能正常起爆。

3 结 语

通过此次爆破，更加深入了解了导爆管爆破网络的特性，在此类特种爆破中，导爆管爆破网络在延时精度和抗拒杂散电流方面的应用比电雷管有更大优势，在方案设计方面更多的选择性，同时为爆破网络设计累积了更多的宝贵经验。

[1] 璩世杰，孟海利，高克林，等．高炉残铁爆破法劈裂破坏试验研究[J]．工程爆破，2005，11(2)：1-5．

[2] 史秀志，李山存，谢本贤．高温炉结快速拆除的爆破工艺及其应用[J]．工程爆破，2006，12(1)：48-51．

[3] 吴幼成，朱顺官.工程爆破技术讲义[R].南京：南京理工大学，2008.

[4] 史秀志，罗周全，陈寿如.保护炉衬的诺兰达炉炉结的高温控制爆破拆除[J].工程爆破，2002,8(3)：29-31.

[5] 史秀志，宋光明，周志国．诺兰达炉炉结炉衬控制爆破拆除[J]．矿业研究与开发，2001，21(3)：35-37．

[6] 史秀志，谢本贤，鲍侠杰．高温控制爆破工艺及新型隔热材料的试验研究[J]．矿业研究与开发，2005，25(1)：68-71.

[7] 史秀志，杨志强，陈寿如，等．聚能隔热药包爆破高温烟尘结焦实验研究[J]．爆破器材，2007，36(4)：17-19．

2014-11-17)

廖武王(1988—)，男，工程师，533000 广西百色市建华路8号。