起爆方法
在工业爆破中，常用的起爆方法有：电力起爆法、导火索——火雷管起爆法、导爆索起爆法、导爆管系统起爆法。另外还有无线起爆法等几大类。
一、电力起爆法
电力起爆法是利用电能使雷管爆炸，进而起爆炸药的起爆方法。它所需的器材有：电雷管、导线和起爆电源。
(一)电雷管的主要性能参数
电雷管的主要性能参数有：安全电流、准爆电流、电雷管电阻等，这些在第一节已介绍。
测量电雷管的电阻值，只准采用专用爆破电桥逐个检测，其电阻应符合产品证书的规定。专用电桥的工作电流应小于30mA。用于同一爆破网路的电雷管应为同厂、同批、同型号产品。康铜桥丝雷管的电阻值差不得超过0．3Ω，镍铬桥丝雷管的电阻值差不得超过0．8Ω。电爆网路主线必须专门敷设，应采用绝缘良好的导线，不准利用铁轨、铁管、钢丝绳、水和大地作爆破线路。主线在联入网路前，各自的两端应短路。起爆前，联接好整个爆破网路，无关人员全部退至安全地点之后，对总电阻进行最后导通检测。总电阻值应与实际计算值符合(允许误差±5％)。若不符合，禁止接入电源开关。
(二)电爆网路的起爆电流
电力起爆常用的电源有干电池、蓄电池、起爆器、移动式发电机、照明电源和动力电源等。其中，干电池和蓄电池只适用于炮孔数量不多的小规模爆破。采用串联电路起爆。起爆器可以一次起爆数量较多的炮孔，其起爆数量和可以并联的电爆网路数量，应按起爆器材说明书使用，不可多于说明书规定的数量，而且可根据一次起爆的雷管数，适当选择稍大型的起爆器。起爆器使用前，应检查其充电电源的电量。时间较长(一个月以上)不使用的起爆器，应将充电电流撤除，以防漏电损坏起爆器。
大爆破的电源，可用移动式发电机、照明电或动力电源，但要按《爆破安全规程》要求，校核其电源电压和输出功率。
尽管起爆电源有多种多样，但选择电源应考虑以下基本原则：(1)有一定的电压，能克服网路电阻而输出足够的电流；(2)电源有一定的容量，能满足各支路电流总和的要求，都必须确保流经每个雷管的电流：一般爆破，交流电不小于2．5A，直流电不小于2A；大爆破，交流电不小于4A，直流电不小于2．5A。如果电压和电容量中有一方面不符合要求，就容易发生雷管拒爆。
在有瓦斯或矿尘爆破危险的爆破场所，只准使用防爆型起爆器作为起爆电源。
用动力电或照明电作为起爆电源时，起爆开关必须安放在上锁的专用起爆箱内。起爆开关箱的钥匙和起爆器的钥匙，在整个爆破作业时间内，必须由爆破工作领导人或由他指定的爆破员严加保管，不得交给其他人。
在一般爆破中，起爆器是首选起爆电源。它具有携带方便，使用灵活，操作简单，安全可靠等优点。它已形成系列产品，品种规格多，可根据不同爆破规模，选择不同型号的起爆器。表3—6列出了各种起爆器的型号、性能。
表3—6 国产起爆器型号、性能
使用起爆器作为起爆电源时，须注意以下问题：
(1)电容式起爆器的特点是电压高，放电时间短，其放电特性见图3—14。因此网路更适宜串联网路。
图3—14 电容起爆器的电流变化
1—限制供电时间的电流变化；2—不限制供电时间的电流变化
(2)起爆后，爆破员须立即取出起爆钥匙，以防误操作发生事故。
(3)遇淋水工作面或下雨，须保护好起爆器，以防受潮漏电。
(4)使用前先检查电源是否完好，充电时，能否达到额定电压。
(5)避免短路放电，以防损坏起爆器内的原件。
在以上介绍的各种起爆电源中，移动式发电机、动力电和照明电三种是最可靠的起爆电流。因此对于重要爆破和大爆破，应选用这三种电源。
(三)导线
电爆网路中的导线一般采用绝缘良好的铜线或铝线，在深孔爆破中孔内的端线有时选用一定粗细绝缘良好的铁钱。在中小爆破中，常选用多股铜芯软胶质线。在大型爆破网路中，常将导线按其位置和作用划分为：端线、连接线、区域线和主线。
(1)端线：雷管脚线的延长线。一般雷管脚线长度为2m，当孔深较大时，脚线不够长，须将它加长才能引出孔口或药室外。所联接的这段导线称为端线。端线通常用断面为0．2～0．4mm2的铜芯塑料皮软线，也可采用多股铜芯塑料皮软线。
(2)连接线：用来连接相邻炮孔或药室的导线，一般用1～4mm2的铜芯或铝芯塑料皮线或多股铜芯塑料皮软线。
(3)区域线：连接分区之间的导线称为区域线。当一爆破网路由几个分区组成时，连接各分区并与主线连接，多用铜芯或铝芯线，其断面积比连接线稍大的导线。
(4)主线：连接区域线与电源的导线，通常采用断面为16～150mm2的铜芯或铝芯电缆，其断面大小根据通过电流大小确定。
当雷管自身的脚线能伸出孔口或药室外时，就不须要端线；当爆区范围小，一爆破网路没有分区时，就不须要区域线。
对爆破用导线的基本要求：
1)绝缘耐压一般要大于500V或250V，采用高压起爆器时，耐压须更高一些。
2)电阻系数小，导电性能好。
3)有一定的强度与韧性，在施工中拉伸、屈折时不易断裂。
4)每次爆破都要损耗一部分或大部分导线，因此要求价廉，便于购置。
部分铜质和铝质材导线的规格见表3—7。
表3—7 铜、铝质导线直径与电流强度和电阻的关系
电爆网路中导线的联接，都应遵照电线的联接方法进行。对于重要爆破或大爆破，联接工作最好由电工进行操作，特别是爆破母线、区域线的联接，见图3—15和图3—16。联接铝芯线时，要注意防止氧化和损伤，以免增加接头电阻带来拒爆。线路联接时，对于芯线裸露在空气中时间长的，联接前要剪去其裸露部分或用砂纸擦去氧化层再进行接线。接线时，手必须干净、干燥。线头联接牢靠后，用绝缘胶布包扎紧。在洞内联线时，注意接头不要泡在水中。在潮湿工作面，接头应用防水胶布包紧。在露天联接线路时，遇地面有水或雨天，除线头作防水处理外，还应把导线悬挂起来，以免进水漏电。
图3—15 多股绞线连接法
a一两个扳成伞骨状线依此交互插合；b—插合线头压附于两边线头面上；c—先将一边缠绕定后依样再绕另一边；d—两边缠绕接完成形对称
图3—16 单股直线型连接法
对于大型的硐室爆破，有的硐室装完药后，需经一个多月后才进行爆破，在这种情况下，硐内不但空气潮湿而且硐内还散发着浓度很大的硝酸铵蒸气，对导线接头的腐蚀很厉害。因此遇到这种情况，线头接好后，最好用环氧树脂胶紧密封严，以免受腐蚀影响通电造成拒爆。
(四)电爆网路的连接及其计算
在爆破工程中，电爆网路的连接形式，要根据爆破方法、一次爆破规模、工程的重要性、所选起爆电源的种类和其起爆能力等进行选择。爆破设计和施工中应力求使网路中所有雷管都能可靠地起爆。
不同的连接方式，可以构成不同形式的电爆网路。电爆网路的基本连接方式有：串联、并联、串并联和并串联等。
1．串联电爆网路
串联电爆网路是将雷管的脚线或端线，依次联成一串，通电起爆时，电流连续流经网路中的每发雷管，这时网路的总电阻等于各部分导线电阻和全部雷管电阻之和，见图3—17。
图3—17 串联网络
1—电源；2—主线；3—脚线；4—电雷管；5—药室
R=R线+nr
式中：R——线路总电阻欧姆；
n——串联雷管数；
r——每个雷管电阻欧姆；
R线——所有线路电阻欧姆。
电爆网路总电流I为：
式中：V——起爆电源电压(V)。
通过每发雷管的电流i为：
计算的电流值i必须大于或等于上述规定的电流值。
串联电爆网路是最简单的连接方式，其操作简单，联线迅速，不易联错；用仪表检查方便，容易发现网路中的故障，也容易找到故障发生处；整个网路所需的总电流小，计算也简单，在小规模爆破中，被广泛应用。但由于串联的雷管数受电源电压限制，不能串联较多雷管。这种连接网路最适用于起爆器起爆。
2．并联电爆网路
并联电爆网路是将所有的起爆雷管两根脚线或端线分别联接到两根起爆主线上，见图3—18。这时并联电爆网路总电阻R为：
式中：R线——所有导线电阻欧姆；
m——电爆网路中并联的数目；
图3—18 并联网路
其他符号意义同前。
并联网路总电流I为：
(A)
通过每发雷管的电流i为：
(A)
i应大于或等于上述规定的电流值。
并联电爆网路的优点是网路中每发雷管都能获得较大的电压和电流，网路中敏感的雷管先爆炸后，其他雷管仍留在电路里，只要网路没有被拆断，其他未爆雷管一直有电流供给且电流逐渐增加，确保了网路电雷管的准爆性。并联网路所需的电流强度大，当雷管数量较多时，往往超过电源的容许能量，因此适宜选用容量大的照明电和动力电源，不宜用起爆器起爆并联网路。另外所选的导线电阻尽量小些，否则电源能量大部分消耗在爆破线路上。由于多发雷管并联后，雷管总电阻变得很小，因此用仪表检查雷管是否漏接比较困难，所以这种大并联网路，在实际爆破中应用较少。
3．混合联电爆网路
混合联就是先串联后并联或先并联后串联这两种基本形式，如图3—19、图3—20。根据不同的爆破规模和爆破类型选择不同的联接方式。如露天深孔爆破中，常用两组起爆药包，每组起爆药包用两发雷管起爆，有时将两发雷管并联到孔口后与另一组雷管串联到连接线上，也有采用一个起爆药包的两发雷管串联，端孔伸出孔口后，两组起爆雷并联再接到连接线上。对于一次爆破起爆雷管数量较多时，多采用数发雷管串联成一组再将各组并联到起爆线上成为串并联网路。这些混合联的网路计算都相似。电爆网路总电阻只为：
R＝R线+nr/m (Ω)
式中符号意义同前。n为每串电雷管数目。
图3—19 串并联网络
图3—20 并串联网路
电爆网路的总电流I为：
(A)
通过每发电雷管的电流i为：
(A)
同样该电流i必须大于上述规定电流值。
一般认为，并串联的优点是拒爆率较低，在露天深孔爆破或硐室爆破时，一个起爆药包装2～3发电雷管时，有采用2～3发雷管并联，然后各组起爆药包的雷管再串联起来的联接方法。这种联法的缺点是当2～3发雷管中有一发处于短断路时，通电后，绝大部分电流从短路的雷管流走，其他1～2发雷管没有或仅有微弱电流通过而造成整个药包拒爆。另一种情况是同一个药包中有一发雷管处于断路时，流经另一发雷管的电流增加一倍，相应的桥丝熔断时间将大大缩短，甚至小于网路中某些雷管的点燃时间。此时，这些雷管未被点燃而网路已被切断，从而使这些雷管拒爆。因此在加工起爆药包之前，对每发雷管应认真检查其电阻，必要时还应对电阻进行配对，每个孔装药完备后，再用仪表检查孔内雷管电阻是否正常，发现雷管短路或断路，应及时采取补救措施。
另一种联接形式是串并联。在每个起爆药包中的两发雷管，不在同一串联网路内，而是独立的两串联组。这种联接法，比前述几种网路准确起爆的可靠性增加了。除非在同一个起爆药包里所装的两发雷管都是拒爆雷管，这个药包才会出现拒爆。这样的药包拒爆率只有百万分之几，而并串联的拒爆率为十万分之几，但一旦出现一发断路时(仪器未检查出)，其他药包中的雷管就可能全部或部分拒爆，那么药包拒爆率就会大大增加。所以从准确起爆的可靠性看，串并联起爆网路是比较理想的一种方法，而且这种网路也便于检查和处理。其缺点是需要多消耗一些导线，成本稍高一些。对于深孔或硐室爆破，当一个起爆药包装2～3发雷管时，建议选择串并联网路联接法。
(五)电力起爆法施工程序
电力起爆法的施工过程包括起爆药包的加工、装药、堵塞，电爆网路的联接、导通、网路检查、电阻平衡、电源检查、通电起爆。
在加工起爆药包之前，按《爆破安全规程》规定，电雷管使用前，应在单独房间里(不超过6个月的野外流动爆破作业允许在室外安全地点)用专用爆破仪表逐个检查每次爆破所用的电雷管电阻值；电阻值应符合产品证书的规定。被检测的雷管应放在防护板后面或钢管里，每个工作台上存放的雷管数不得超过100发，检查合格的雷管的两脚线必须短路联接。必要时，把每个雷管的电阻值标写在雷管上，以便网路电阻平衡，配对用。检查出不合格的雷管，堆放在一起，以便集中处理，且不得丢失。
1．网路联接与电阻检测
(1)网路联接
爆破网路的联接必须在工作面的全部炮孔(或药室)装填完毕和无关人员全部撤至安全地点之后，由工作面向起爆站依次进行。两线的接点应错开10cm，接点必须牢固，绝缘良好。每个支路的联接完好后，测定每个支路的电阻值，与设计电阻相对照，准确无误后，记下电阻值，并将支路短路。各支路联好后，按爆破网路设计联成起爆网路，测量网路总电阻，无误后才能与主线联接，最后接入起爆电源。
(2)雷管及网路导通
1)导通仪表及使用方法。电力起爆与其他起爆方法比较，最大的优点就是可以用仪表检查雷管和网路的好坏，把其所造成拒爆的因素预先排除。
检测雷管的目的，主要是检查雷管和网路是否有断路、短路、漏联及接头联接质量等。
用于检测电爆网路的方法有两种：一种是电阻法，一种是电流法。一般常用电阻法。电阻法是一种传统的检测方法，通过测量雷管或网路的电阻，就可以判断其好坏。我国电阻法常用检测仪器有两类：平衡式电桥，如QJ4型线路电桥、205型爆破电桥、205-1型线路电桥，非平衡式电桥，如B-1型爆破电表、205-1型爆破欧姆表、QJ-41电雷管测试仪等。
电阻法式检测方法：将导通仪放置水平并放稳，打开盖子，检查电池盒内电池是否完好和装好，转动零位调整器，使指针指示零欧姆线上。如果指针不能调零时，说明电池电压偏低，应更换电池。将雷管脚线或端线(或爆破线)两端接于仪器的两个接线柱上。将量程开关旋于适当的挡位上(视待测的电阻范围而定)，按下按钮开关，在表头上即可读出被测电阻值。
导通仪使用一段时间后，其精度会下降，可用导通仪测量标准电阻箱进行校正。
2)导通仪使用中的安全问题。选用检测雷管或网路的导通仪表应注意：
A．仪表的工作电流和最大误差工作电流。所谓工作电流是指用导通仪测量雷管或网路时通过雷管的电流大小；最大误操作工作电流是指对仪表不熟悉，或操作不当，在操作错用挡位、接线错误或操作违章时通过雷管的电流。
测量雷管的仪表很多，其工作电流各不相同，但它们的工作电流(包括误操作时最大工作电流都应小于30mA)。判断导通仪实际测量时的工作电流值是否安全，可用测量杂散电流的杂流仪对导通仪进行测定校核。操作方法是：将杂流仪的接线柱联好，把杂流仪当作雷管，用导通仪按导通电雷管的顺序操作，此时在杂流仪上读出的电流值，即为导通仪的工作电流。将导通仪的电位器调至最小，并对各挡位进行测定，杂流仪显示的电流值，即为最大的误操作工作电流。
B．仪表结构的合理性。有些仪表，尽管其工作电流和最大的误操作电流都小于规定的安全电流，但由于结构不够严密，电池盒盖子有小缝隙，导通雷管时，细小的雷管脚线插入缝隙内电流的一极，另一根脚线接到电源的另一极而造成雷管爆炸。
2．通电起爆
当确认所有人员均撤出爆区至安全线外，爆破网路联接、导通均确认无误后，此时才准将爆破主线接入电源，周边警戒工作完备后，向爆破负责人报告，爆破负责人发出起爆信号立即起爆并切断电源。
起爆后，露天爆破经5min(不包括硐室大爆破)、地下爆破经15min(经通风排烟合格)后，先由爆破员进入爆区检查有无盲炮，确认无盲炮后，发出解除信号，其他人员才能进入爆区作业。
(六)电力起爆法的优缺点评价
1．优点
(1)可远距离控制起爆，比导火索火雷管起爆法安全、可靠。
(2)可预先用仪表检测起爆网路的质量，预先消除线路中可能产生拒爆的隐患，确保可靠起爆，这是所有非电起爆法所不能相比的。
(3)可以严格控制起爆顺序和起爆时间及延期间隔时间。
(4)可同时或分段起爆数量较大的药包群，提高爆破工作效率。
由于电力起爆法具有较安全、可靠、准确、高效等优点，在国内外仍占有较大比重。在大、中型爆破中，主要仍是用电力起爆。特别是在有瓦斯、矿尘爆炸的环境中，电力起爆几乎是唯一的起爆方法。
2．缺点
(1)容易受各种电信号的干扰而发生早爆，因此在有杂散电、静电、雷电、射频电、高压感应电的环境中，不能使用普通电雷管。
(2)网路的联接、导通及电参数计算较复杂、烦琐，特别是井下深孔大爆破，一次爆破用的雷管数多(有的一次用上万发雷管)，爆破网路复杂时，连线、导通要耗费大量时间。
二、火雷管起爆法
火雷管起爆法是最古老的起爆方法。这是利用导火索传递火焰点燃火雷管进而起爆炸药。这种起爆法所需的材料有：导火索、火雷管、点火材料。
(一)点火材料及点火方法
导火索及火雷管的结构、性能已在前面介绍了，因此本节主要讲述火雷管的点火材料及点火方法。
1．点火方法
(1)单个点火。这是最简单的点火法，即用点火器材将加工好的导火索逐个点燃的方法。它适用于起爆的雷管数量少(一人一次点火小于5个)的小型爆破。
(2)集中点火法。所谓集中点火是指将数根导火索集中在一处成为一组，点火时只点燃一根导火索，即可把整组导火索点燃。其常用的点火方法有以下几种：
1)点火筒一次点火。点火筒由浸蜡的纸筒做成，其直径根据要装入的导火索数量而定，一般为20～50mm，长为40～50mm，一端开口放入导火索，另一端封闭如图3—21，筒底粘有2～3mm厚的黑火药饼。为保证药饼燃烧时气体排出筒外，在药饼所处的筒壁部位开了3～4个排气孔，排气孔外包一层浸蜡的纸，以防药饼受潮。使用点火筒时，按起爆顺序将每根导火索切取不同长度，切好后，将端部对齐，加入一段导火索段，全部插入筒中至药饼面后，用麻绳系紧，点火时只点燃点火索即可。当炮孔较多需依次点燃时，各组间点燃顺序由点火段的长短控制，相邻两组点火索段长度差为20～50mm。
图3—21 点火筒
1—纸筒；2—排气孔；3—药饼