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摘 要：雷管在工业爆破上有广泛的应用，是很多工程应用领域不可缺少的工具。但是在实际的使用中，由于各方面原因，雷管爆炸的安全事故经常发生，对生命财产安全具有严重的威胁。因此，确定雷管爆炸的安全防护距离对于工业雷管的安全使用具有重要意义。针对殉爆与压力冲击波这这两种现象进行研究分析，介绍雷管殉爆的安全防护措施，并确定雷管爆炸的压力冲击波的防护距离。
关键词：雷管 殉爆 压力冲击波 安全防护距离
中图分类号：TQ565.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-050-02
雷管是常用的工程爆破装置，由引爆索、传爆管和炸药组成。工程爆破中常见的雷管有电雷管和火雷管两种。随着我国经济社会的发展，各领域对爆破雷管的需求量越来越大，我国也逐渐成为世界上的雷管生产和使用大国。但是与发达国家相比，我国制造的雷管在爆破性能与安全性能与世界先进水平都有一定的差距。在实际应用中，工业雷管的安全事故时有发生。工业雷管的主要安全问题包括两个方面：（1）雷管殉爆；（2）雷管爆炸冲击波对周围人员的伤害。因此，研究雷管爆炸事故的安全防护距离对于控制雷管使用事故的发生具有重要意义。
1 工业雷管发展现状
工业雷管是一种工程爆器材，可以用来引爆主装炸药和传爆药柱。在工业雷管的发展史上，经历了火雷管、电雷管和导爆管雷管。由于火雷管的爆破性能和安全性低于后两种，已经逐渐被淘汰。目前，工程应用中使用最多的是电雷管。
我国工业用雷管的品种十分齐全，主要应用于地震勘探、油气井勘探、安全爆破等领域。下面，本文对电雷管和导爆管雷管做简要的介绍。
电雷管是由电能的作用引发爆炸的一种雷管，在各种爆破作业中应用广泛。按作用时间分，电雷管包括延期电雷管与瞬发电雷管。导爆管雷管是由导爆管装置的冲击波引发爆炸的一类雷管，是所有塑料导爆管雷管的统称，由不同型号的导爆管与基本的雷管装置组成，常用于危险环境的爆破作业。
虽然我国是世界雷管生产和使用大国，但是总体上讲，我国工业雷管的爆炸性能和安全性能都不容乐观。国内很多雷管生产企业的设备落后，甚至存在大量手工与半机械化生产作业流程。雷管生产工艺的改进进程缓慢，自动化生产线与自动监控检测等工艺停滞不前。由于我国大部分工业雷管用起爆药感度较高，而且在操作管理中存在很多问题，因此在雷管的生产、运输和使用过程经常发生人员伤亡事故与财产损失事故。
当前，我国相关机构加大了对工业雷管的科研投入，致力于开发新型高效安全的雷管，主要包括以下几种：
（1）钝感型电雷管。钝感型电雷管采用细化与钝化的猛炸药，使雷管钝感化，以达到在不严密的指标中（1A、1W内）不起爆的要求。
（2）薄膜桥型电雷管。薄膜桥型雷管对于低压电源的冲能感应灵敏，而且过载承受能力强。
（3）无起爆药型雷管。近年来，发展最快的工业雷管就是无起爆药型雷管，具有使用环境要求低，安全可靠的优点。
（4）智能型雷管。智能型雷管是与微电子技术相结合的一种新型雷管，对于爆破目标和引爆信号有智能识别能力。
（5）装填集成电路型雷管。装填集成电路型雷管是与集成电路技术相结合研发出的一种延时精度很高的新型雷管。
2 雷管殉爆的安全防护距离
2.1 殉爆的概念
殉爆就是指某位置处的炸药（主发药）爆炸后，引起一段距离内的其他炸药爆炸（被发药）的现象。殉爆距离就是指主发药和被发药一定发生殉爆现象的最大距离，此时的距离记为R100，即100%发生殉爆的距离。殉爆安全距离就是指主发药和被发药不发生殉爆的最小距离，记为R0，即0%发生殉爆的距离。
2.2 雷管殉爆的防护
根据殉爆的机理，可以知道被发药发生爆炸的主要起因为主发药爆炸产生的压力冲击波和热效应。因此，雷管殉爆也就是近距离爆炸的防护，主要应注意以下三方面的问题：
（1）主发药爆炸的热力学性能参数；
（2）主发药与被发药的距离；
（3）殉爆引起非有效重量和非有效体积。
雷管殉爆防护措施的主要任务就是弱化主发药爆炸的冲击载荷与热能。通常情况下，雷管殉爆的防护措施有以下几种：
（1）选用隔爆性能好的材料作为雷管包装件的中间介质。理想的雷管包装件材料要具备两方面的要求：1）具有足够的强度，能有效抗击爆炸碎片产生的冲击；2）具有密度小、重量轻的特点，能提高雷管装置的空间利用率。常用的雷管防殉爆材料有普通金属材料和泡沫材料。金属材料的抗冲击能力强，但是密度较高，容易产生多余的非有效重量；泡沫材料的优缺点与金属材料相反。
（2）可以采用组合材料弱化爆炸产生的载荷。爆炸冲击波在传播形式在遇到不同的阻抗材料会发生变化，由于透射与反射作用，冲击波的能量将会产生很大损失，进而有效阻止殉爆的发生。
3 雷管爆炸压力冲击波的安全防护
3.1 雷管爆炸压力冲击波的计算
雷管爆炸能量的计算是一个复杂的问题，通常情况下，它包括压力冲击波、碎片冲击力和热爆炸气体三个方面。雷管在引爆炸药时，压力冲击波起主要作用；雷管在破壳后才，碎片冲击和热爆炸气体起主要作用。由于近距离爆炸计算的复杂性，本文对实际爆炸过程进行简化，以期得出合理的估算模型。
以常见的8#雷管为例，起爆炸成分为二硝基重氮酚（DDNP），主装药成分为RDX（装药压力为50MPa）。DDNP的爆炸热量为3.4€？03kJ/kg，RDX的爆炸热量为5.4€？03kJ/kg，因此可以通过当量换量，统一按RDX进行计算。然后把8#雷管简化为球装药，爆炸TNT当量计算公式为：
3.2 压力冲击波的安全
雷管在爆炸时产生的冲击波的衰减过程呈指数递减规律，根据相关资料，压力冲击波对无防护人员的伤害判定依据如表1所示。
4 结论
本文主要研究了雷管爆炸的安全防护距离的，包括雷管殉爆的安全防护措施和雷管爆炸产生的超压冲击波的防护距离。根据经验公式对8#电雷管进行计算，得出了爆炸时轻伤、中伤和重伤的防护距离。本文对于雷管使用过程中的安全防护具有重要参考价值。
参考文献：
[1] 李长青.我国工业雷管的现状与发展趋势[J].理论探讨，2010（6）：272.
[2] 侯海周，胡毅亭，卫延安.工业雷管殉爆安全距离的试验研究和分析[J].科技导报，2011，29（22）：58-60.
[3] 张华.工业电雷管轴向殉爆安全性研究[J].矿业快报，2003（414）：23-24.
关键词：雷管 殉爆 压力冲击波 安全防护距离
中图分类号：TQ565.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-050-02
雷管是常用的工程爆破装置，由引爆索、传爆管和炸药组成。工程爆破中常见的雷管有电雷管和火雷管两种。随着我国经济社会的发展，各领域对爆破雷管的需求量越来越大，我国也逐渐成为世界上的雷管生产和使用大国。但是与发达国家相比，我国制造的雷管在爆破性能与安全性能与世界先进水平都有一定的差距。在实际应用中，工业雷管的安全事故时有发生。工业雷管的主要安全问题包括两个方面：（1）雷管殉爆；（2）雷管爆炸冲击波对周围人员的伤害。因此，研究雷管爆炸事故的安全防护距离对于控制雷管使用事故的发生具有重要意义。
1 工业雷管发展现状
工业雷管是一种工程爆器材，可以用来引爆主装炸药和传爆药柱。在工业雷管的发展史上，经历了火雷管、电雷管和导爆管雷管。由于火雷管的爆破性能和安全性低于后两种，已经逐渐被淘汰。目前，工程应用中使用最多的是电雷管。
我国工业用雷管的品种十分齐全，主要应用于地震勘探、油气井勘探、安全爆破等领域。下面，本文对电雷管和导爆管雷管做简要的介绍。
电雷管是由电能的作用引发爆炸的一种雷管，在各种爆破作业中应用广泛。按作用时间分，电雷管包括延期电雷管与瞬发电雷管。导爆管雷管是由导爆管装置的冲击波引发爆炸的一类雷管，是所有塑料导爆管雷管的统称，由不同型号的导爆管与基本的雷管装置组成，常用于危险环境的爆破作业。
虽然我国是世界雷管生产和使用大国，但是总体上讲，我国工业雷管的爆炸性能和安全性能都不容乐观。国内很多雷管生产企业的设备落后，甚至存在大量手工与半机械化生产作业流程。雷管生产工艺的改进进程缓慢，自动化生产线与自动监控检测等工艺停滞不前。由于我国大部分工业雷管用起爆药感度较高，而且在操作管理中存在很多问题，因此在雷管的生产、运输和使用过程经常发生人员伤亡事故与财产损失事故。
当前，我国相关机构加大了对工业雷管的科研投入，致力于开发新型高效安全的雷管，主要包括以下几种：
（1）钝感型电雷管。钝感型电雷管采用细化与钝化的猛炸药，使雷管钝感化，以达到在不严密的指标中（1A、1W内）不起爆的要求。
（2）薄膜桥型电雷管。薄膜桥型雷管对于低压电源的冲能感应灵敏，而且过载承受能力强。
（3）无起爆药型雷管。近年来，发展最快的工业雷管就是无起爆药型雷管，具有使用环境要求低，安全可靠的优点。
（4）智能型雷管。智能型雷管是与微电子技术相结合的一种新型雷管，对于爆破目标和引爆信号有智能识别能力。
（5）装填集成电路型雷管。装填集成电路型雷管是与集成电路技术相结合研发出的一种延时精度很高的新型雷管。
2 雷管殉爆的安全防护距离
2.1 殉爆的概念
殉爆就是指某位置处的炸药（主发药）爆炸后，引起一段距离内的其他炸药爆炸（被发药）的现象。殉爆距离就是指主发药和被发药一定发生殉爆现象的最大距离，此时的距离记为R100，即100%发生殉爆的距离。殉爆安全距离就是指主发药和被发药不发生殉爆的最小距离，记为R0，即0%发生殉爆的距离。
2.2 雷管殉爆的防护
根据殉爆的机理，可以知道被发药发生爆炸的主要起因为主发药爆炸产生的压力冲击波和热效应。因此，雷管殉爆也就是近距离爆炸的防护，主要应注意以下三方面的问题：
（1）主发药爆炸的热力学性能参数；
（2）主发药与被发药的距离；
（3）殉爆引起非有效重量和非有效体积。
雷管殉爆防护措施的主要任务就是弱化主发药爆炸的冲击载荷与热能。通常情况下，雷管殉爆的防护措施有以下几种：
（1）选用隔爆性能好的材料作为雷管包装件的中间介质。理想的雷管包装件材料要具备两方面的要求：1）具有足够的强度，能有效抗击爆炸碎片产生的冲击；2）具有密度小、重量轻的特点，能提高雷管装置的空间利用率。常用的雷管防殉爆材料有普通金属材料和泡沫材料。金属材料的抗冲击能力强，但是密度较高，容易产生多余的非有效重量；泡沫材料的优缺点与金属材料相反。
（2）可以采用组合材料弱化爆炸产生的载荷。爆炸冲击波在传播形式在遇到不同的阻抗材料会发生变化，由于透射与反射作用，冲击波的能量将会产生很大损失，进而有效阻止殉爆的发生。
3 雷管爆炸压力冲击波的安全防护
3.1 雷管爆炸压力冲击波的计算
雷管爆炸能量的计算是一个复杂的问题，通常情况下，它包括压力冲击波、碎片冲击力和热爆炸气体三个方面。雷管在引爆炸药时，压力冲击波起主要作用；雷管在破壳后才，碎片冲击和热爆炸气体起主要作用。由于近距离爆炸计算的复杂性，本文对实际爆炸过程进行简化，以期得出合理的估算模型。
以常见的8#雷管为例，起爆炸成分为二硝基重氮酚（DDNP），主装药成分为RDX（装药压力为50MPa）。DDNP的爆炸热量为3.4€？03kJ/kg，RDX的爆炸热量为5.4€？03kJ/kg，因此可以通过当量换量，统一按RDX进行计算。然后把8#雷管简化为球装药，爆炸TNT当量计算公式为：
3.2 压力冲击波的安全
雷管在爆炸时产生的冲击波的衰减过程呈指数递减规律，根据相关资料，压力冲击波对无防护人员的伤害判定依据如表1所示。
4 结论
本文主要研究了雷管爆炸的安全防护距离的，包括雷管殉爆的安全防护措施和雷管爆炸产生的超压冲击波的防护距离。根据经验公式对8#电雷管进行计算，得出了爆炸时轻伤、中伤和重伤的防护距离。本文对于雷管使用过程中的安全防护具有重要参考价值。
参考文献：
[1] 李长青.我国工业雷管的现状与发展趋势[J].理论探讨，2010（6）：272.
[2] 侯海周，胡毅亭，卫延安.工业雷管殉爆安全距离的试验研究和分析[J].科技导报，2011，29（22）：58-60.
[3] 张华.工业电雷管轴向殉爆安全性研究[J].矿业快报，2003（414）：23-24.