矿业工程管理与实务全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会编写
第五章凿岩爆破工程
5.1工业炸药和起爆器材
一工业炸药的种类及其应用
1.工业炸药分类
1）按使用条件分类
（1）第一类，炸药准许一切地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿山，也称为安全炸药或煤矿许用炸药
（2）第二类，炸药准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿山
（3）第三类，炸药只准许在露天爆破工程中使用的炸药
2）按炸药主要化学成分分类
（1）硝铵类炸药以硝酸铵为主要成分，加上适量的可燃气，米化剂等物质，混合而成的炸药均属于此类。这是爆破工程中用量最大，品种最多的一大类混合炸药。
（2）硝化甘油类炸药以硝化甘油或硝化甘油与硝化乙二醇为主要成分的炸药
（3）芳香族硝基化合物类炸药 凡是由苯及其同系物的硝基化合物为主要成分的炸药均属于此类
3）按我国工业炸药分类和命名规则分类
（1）含水炸药包括乳化炸药，乳化铵油炸药（重铵油炸药），水胶炸药
（2）铵油类炸药包括多孔粒状铵油炸药，粉状乳化炸药，膨化硝铵炸药，乳化铵油炸药（重铵油炸药），改性铵油炸药，粘性粒状、粉状铵油炸药
（3）硝化甘油类炸药 包括胶质硝化甘油炸药和粉状硝化甘油炸药
（4）其他炸药
按《工业炸药分类和命名规则》GB/T -2011规定，乳化氨油炸药作为含水炸药，使用时为抗水型乳化铵。油炸药作为铵油类炸药，使用时为普通型乳化铵油炸药
4）工业炸药的基本要求
（1）爆炸性能好，有足够的威力以满足各种矿研的爆破要求
（2）有较低的机械感度和适度的起爆感度，既能保证生产，储存，运输和使用的安全，又能保证顺利起爆
（3）炸药配比接近零氧平衡，以保证爆炸产物中有毒气体生成量少
（4）有适当的稳定储存期，在规定的储存期内不会变质失效
（5）原料来源广泛，加工工艺简单，加工操作安全且价格便宜
2.常用工业炸药
1）铵油类炸药
铵油类炸药是由硝酸铵柴油，木粉，碳粉和表面活性剂为主要成分的一类摘要品种，包括粉状铵油炸药和多孔粒状铵油炸药
粉状铵油炸药爆炸性能较好，但吸湿严重，易结块。多孔粒状铵油炸药吸油率可高达百分之9到14%，能改善爆炸性能，其松散性和流动性都比较好，不易结块，适合于机械化装药
铵油类炸药多用于露天深孔爆破和硐室爆破，其优点是原料广泛，价格低廉，安全性好，加工简单，利于机械加工和现场混药。缺点是抗水性能差，感度低，临界直径大，威力小，产生有毒气体量多，储存期较短。
2）铵梯炸药
铵梯炸药以硝酸铵为主要成分，以TNT为敏化剂，并配以其他组分的一种混合炸药。常见的铵梯炸药包括岩石铵梯炸药，露天铵梯炸药，煤矿i铵梯炸药和高威力铵梯炸药。
岩石铵梯炸药适用于岩石巷道和硐室掘进，对炸药的安全性要求较低，不加消焰剂和憎水剂，由硝酸铵TNT和木粉三种成分组成。根据TNT含量，爆破力力也不同，为适应有水工作面爆破作业的需要，再加入沥青石蜡，组成抗水岩石铵梯炸药
露天铵梯炸药适用于露天爆破作业，与岩石铵梯炸药不同之处，是TNT含量低，成本要更低些。抗水露天铵梯炸药，其成分中增加了沥青，石蜡。
煤矿铵梯炸药用于有瓦斯矿井，在炸药成分中通常增加食盐作为消焰剂
3）水胶炸药
水胶炸药是将硝酸甲铵、氧化剂（硝酸铵为主）、辅助敏化剂、辅助可燃剂、密度调节剂等溶解悬浮于有凝胶剂的水溶液中，再进化学交联而制成的一种凝胶状炸药。
水胶炸药的抗水性强，适合于油水工作面的爆破作业，机械感度低，安全性好，爆炸产生的炮烟少，有毒气体含量少，炸药爆炸威力高。
水胶炸药分为岩石水胶炸药和煤矿许用水胶炸药，岩石水胶炸药适用于无瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井的岩石工作面和露天的爆破工程，尤其适用于井下有水、岩石坚硬的深孔爆破。煤矿许用水胶炸药，适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中的工作面。
4）乳化炸药
乳化炸药也称乳胶炸药，由氧化剂水溶液、燃料油、乳化剂、稳定剂、敏化发泡剂、高热剂等成分组成
乳化炸药具有较高的猛度，爆速和感度，可以用八号雷管直接起爆，密度范围较宽；抗水性能比水胶炸药更强，加工使用安全，可实现装药机械化，原料广泛，加工工艺简单，适合各种条件下的爆破作业。
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3.煤矿许用炸药及选用
煤矿许用炸药是指经批准允许在煤矿矿井中使用的炸药种类，包括被筒炸药，当量炸药，离子交换炸药，粉状硝铵类许用炸药，许用含水炸药等
煤矿许用炸药按其瓦斯安全性分为一级，二级，三级，四级和五级，级数越高，安全程度越好
按照《煤矿安全规程》2022年版煤矿许用炸药的选用必须遵守下列规定：
（1）低瓦斯矿井的岩石掘进工作面使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药
（2）低瓦斯矿井的煤层采掘工作面，半煤岩掘进工作面，使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药
（3）高瓦斯矿井使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药
（4）突出矿井使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药
煤矿井下爆破作业必须使用煤矿许用炸药，严禁使用黑火药和冻结、半冻结的硝化甘油类炸药。一次爆破必须使用同一厂家、同一品种的煤矿许用炸药
5.1.2 起爆器材的种类及其应用
根据引爆方式和起爆能源的不同，雷管种类有火雷管、电雷管、电子雷管、导爆管，雷管等几种形式。其中，使用最广泛的是电雷管，电雷管又由普通电雷管、磁电雷管
1.普通电雷管
1）瞬发电雷管
瞬发电雷管的引爆过程非常简单，只要通入的电流使桥丝电阻产生热能，点燃引火药头或起爆药，雷管就能立即起爆
2）秒延时电雷管
秒延时电雷管是一种通电后经过以秒量计算的延时后才发生爆炸的电雷管，结构特点是在电点火元件与起爆药之间加一段精制的导火索，用导火索长度控制延时时间
3）毫秒延时电雷管
毫秒延时电雷管是一种通电后经过以毫秒量计算的延时后发生爆炸的电雷管。
普通电雷管可用于地下和露天爆破工程，但不包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山
2.煤矿许用电雷管
煤矿许用电雷管也称为安全电雷管，包括煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒延时电雷管，可用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山
为确保雷管的爆炸不致引起瓦斯和矿尘的爆炸，煤矿许用电雷管在普通电雷管的基础上采取了以下措施：
（1）不允许使用铁壳或铝壳
（2）不允许使用聚乙烯绝缘爆破线，只能采用聚氯乙烯绝缘爆破线
（3）在加强药中加入消焰剂，控制其爆温火焰长度和火焰延续时间
（4）雷管底部不做窝槽，改为平底，防止聚能穴产生的聚能流引燃瓦斯
（5）采用燃烧温度低、生成气体量少的延时药，并加强延时药燃烧室的密封，防止延时药燃烧时喷出火焰引燃瓦斯的可能性
（6）加强雷管管壁的密封
3.电子雷管
电子雷管又称数码雷管或者数码电子雷管。电子雷管是一种采用电子控制模块（专用芯片）对起爆过程进行控制的新型雷管。电子雷管与传统雷管的主要区别是采用电子控制模块取代传统雷管内的延时药，使延时精度有了质的提高，可达0.1 ms数量级
置于电子雷管内部的电子控制模块，是一种专用电路模块，具备雷管起爆延时时间控制、起爆能量控制、内置雷管身份信息码和起爆密码，能对自身功能、性能及雷管点火元件的电性能进行测试，并能和起爆控制器及其他外部控制设备进行通信。
电子雷管有如下优点：
（1）电子延时集成芯片取代传统延期药，雷管发火延时精度高，准确可靠，有利于控制爆破效应，改善爆破效果
（2）提高了雷管生产，储存和使用的技术安全性
（3）使用雷管不必担忧段别出错，操作简单快捷
（4）可以实现雷管的国际标准化生产和全球信息化管理
按应用环境电子雷管分为煤矿许用电子雷管和普通电子雷管
在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延时电雷管或者煤矿许用数码电子雷管。使用煤矿许用毫秒延时电雷管时最后一段的延期时间不得超过130毫秒，用煤矿许用数码电子雷管时一次起爆时间差不得超过130毫秒，并应当与专专用起泡器配套使用