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[摘 要]文章综述了与爆破技术飞跃发展相适应的高可靠性和安全性的爆破器材，主要介绍了高性能及性能可调控炸药、低能及低爆速导爆索、高精度电子雷管的研究现状，表明高可靠性和安全性的爆破器材是爆破技术发展的物质保障。
[关键词]精细爆破；炸药；导爆索；电子雷管
中图分类号：X932 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0190-02
1. 引言
近年来，爆破广泛应用于矿山、油田、交通、水利水电、城市基础建设等不同领域，爆破技术得到了长足的发展。谢先启等凝练并提出了“精细爆破”的概念，即通过定量化的爆破设计和精心的爆破施工实现对爆破效果及爆破负面效应的严格控制。与传统控制爆破相比，“精细爆破”在定量化的爆破设计、炸药爆炸能量的释放和介质破碎过程的控制、爆破效果和负面效应的可预见性等方面提出了更高的要求，代表了工程爆破行业的发展方向。
要实现“精细爆破”的快速发展，与之相适应的高可靠性和安全性的爆破器材成为不可或缺的物质基础。适应不同岩性和爆破条件的高性能及性能可调控炸药、低能及低爆速导爆索、高精度电子雷管的研制成功，使得对炸药爆炸能量的释放、使用及转化过程的有效控制成为可能，大大推动了“精细爆破”在工程中的应用。
2. 高性能及性能可调控炸药
目前，国内应用的工业炸药大致可分为粉状炸药和含水炸药两大系列，有十余个品种和几十个牌号。其中，粉状炸药占炸药总量的80%左右，含水炸药占总量的20%左右。现阶段以发展不含TNT的新型无梯粉状炸药及乳化炸药为主，逐步形成以高性能及性能可调控炸药为主的工业炸药格局，大大提高了不同爆破条件下炸药能量的利用率，实现能量、安全和成本的最佳匹配。
2.1高性能无梯粉状炸药
铵梯炸药一直是我国最主要的工业炸药，具有较高的爆炸性能、起爆性能和安定性，但由于含有单质炸药TNT，因而在产品成本、环境保护和人身安全等方面制约了其发展，近年来逐渐被淘汰。因此，探索一种全新的粉状无梯炸药生产工艺，以使生产的炸药具有优良的爆炸性能，并实现抗水、储存等性能的良好结合具有重要意义。
高性能炸药的配方设计和制备原理是：充分考虑零氧平衡原则，使爆炸反应完全；在不影响生产工艺的前提下，降低含水量，提高炸药的爆热；尽量采用爆炸物能全部生成气体的氧化剂，提高炸药的比容；确保炸药各组分混合均匀，接触紧密，有利于提高炸药的爆炸性能和作用效果。
叶志文等选取高燃烧热值、高密度的煤粉取代木粉，以92%膨化硝铵为氧化剂、3%复合燃料油及5%改性焦煤粉为可燃剂制备的Ⅱ型膨化硝铵炸药密度为0.94g/cm3、爆速为3520m/s、作功能力为340mL，成功解决了膨化硝铵炸药固有的装药密度偏低、流散性差及体积威力不高等缺点，是一种综合性能优良的环保型工业炸药。
2.2高性能乳化炸药
从工业炸药的发展状况看，乳化炸药代表了当今世界的发展趋势。国外发达国家非常重视高威力乳化炸药的研究与发展，国内乳化炸药的研究也进入了一个以“提高产品质量和降低成本，改进工艺为中心”的新阶段。由于乳化炸药含有10%左右的水，与传统的铵梯炸药相比作功能力偏低。而大量资料和事实表明，国内外扩大应用乳化炸药是必然趋势，故应加强研制和推广爆炸性能优、配方组分少、贮存期长、成本低廉、安全可靠的乳化炸药系列品种。
三峡工程三期RCC围堰爆破拆除项目举世瞩目，考虑到此次爆破的重要性以及浸水后炸药性能将有所降低，选择了添加部分高能物质组分的组合：乳化炸药+高氯酸盐+铝粉，制备的高性能乳化炸药密度为1.20～1.30g/cm3、爆速为54600～5600m/s、作功能力为346mL，具有高爆速、高威力、高抗水、安全、高效、便于远距离多次泵送、综合成本较低等特点，为围堰的爆破拆除作出了应有的贡献。
2.3高性能粉状乳化炸药
粉状乳化炸药是20世纪80年代开始发展起来的一种新型的含水工业炸药。粉状乳化炸药抗水性能好，同时将乳胶基质中的部分水脱除，一定程度上提高了炸药的作功能力，但仍然存在含水量偏高、动力消耗大和因装药问题未能解决引起的结块而影响储存等缺点。
依托北京矿业研究总院的技术生产的BGRIMM粉状乳化炸药的密度为0.90～1.05g/cm3、爆速为4198m/s、作功能力为352mL，爆炸性能优于一级岩石乳化炸药和2号岩石铵梯炸药，有毒气体生成量为42L/kg，低于国家标准。
2.4性能可调控炸药
国内外应用的炸药主要是分子间炸药，爆轰反应是在两种颗粒（或两相）间进行的，可根据不同需求，调整炸药的组成或加入不同的添加剂，以适应不同爆破条件和不同岩性的变化，在技术上有灵活性。
炸药特性与被爆岩体岩性的良好匹配是获得满意爆破效果的重要条件。在选用炸药时，如果炸药的阻抗等于或稍大于岩石的阻抗，那么就能获得比较好的爆破效果。位于四川省会理县黎溪区绿水乡境内的拉拉铜矿，使用散装炸药混装车，实现了爆破作业炸药的现场配制和快速装填，混装车制备炸药的密度可根据矿岩性质适时调整，提高了爆破作业的质量与效率，仅减少药耗一项，年节约开支达100万元以上。
3. 低能及低爆速导爆索
导爆索发明于19世纪初并逐渐得到使用，長期以来一直作为传爆器材。随着导爆索技术的发展，近年来被广泛应用于石材开采、光面爆破等不同领域，并取得了长足的进步。
3.1低能导爆索
在露天深孔大直径爆破中所使用的炸药一般为比较钝感的铵油炸药、乳化炸药和水胶炸药等，此类炸药不能被雷管直接引爆，必须通过中继起爆药柱进行引爆，即首先用雷管引爆导爆索，导爆索引爆起爆药柱，起爆药柱再引爆炮孔中的炸药。普通导爆索因药芯直径粗、单位长度药芯药量大，起爆能力较强，在使用过程中易引起部分炸药爆燃等，影响了整体爆破效果。为了提高使用安全性，研制能可靠传爆和引爆起爆药柱，但不能在传爆过程中引爆或引燃炮孔中炸药的低能导爆索具有重要意义。 梅群等结合工程实际，改变导爆索的传统纤维绕制工艺，采用柔性金属，加强外壳约束，降低炸药爆轰临界直径，在保证稳定爆轰的前提下，使用钝化黑索金，可使低能导爆索的装药线密度降到3g/m，爆速为6960m/s。在实验室进行了5次重复试验，起爆具均能起爆，从而证明其起爆性能的可靠性。低能导爆索装药线密度小，对周围钝感炸药破坏小，能提高炸药的能量利用率，为深孔土岩爆破的反向起爆提供了一种新的技术方案。
3.2低爆速导爆索
导爆索开采方法广泛应用于硬质石材荒料的生产，是一种控制爆破预裂开采技术。石材的开采，必须满足严格的要求，即完成原岩分离的同时，荒料等均不能产生爆破裂纹，不得有内伤。要避免爆破开采损伤石材，应选用低爆速的火药或药剂，因为可能损伤孔壁及岩石的动压力与炸药爆速的平方成正比。因此，低爆速导爆索的研制，成功解决了爆破法成材率低的问题。
DYNO NOBEL INC生产的PRIMASHEARTM系列导爆索，由具有低爆速被广泛应用于预裂爆破、石材开采等领域。PRIMASHEARTM系列导爆索的爆速约为5000m/s，爆压约为4137MPa，低爆速、低爆压的特点决定了导爆索在完成岩石预裂的同时，能有效控制破裂面近区岩体的裂纹生长。
4. 高精度电子雷管
各种爆破技术在设计爆破网络、起爆次序及间隔时差时，一般都是以延期雷管的标称延期时间为标准，因而延期雷管的实际延时与标称延时的误差以及同段实际延时的离散程度对实现爆破预期效果起着至关重要的作用。因此，爆破技术的发展呼唤延期雷管延期精度的进一步提高。
延期雷管绝大多数仍然是采用烟火延期药制成延期体来实现延期起爆功能的。影响烟火延期雷管延期精度的因素很多，其中的一些问题和困难是较难解决和逾越的，如：延期药及延期体的时效性问题、延期药批次之间的秒量稳定性问题、延期雷管延时随现场环境温度等条件发生漂移等问题。要实现延期雷管延时精度的大幅提高和延时的稳定性，必须采用电子延期。
电子雷管是一种可以随意设定并准确实现延期时间的新型雷管，其本质在于以精确定时的电子芯片取代普通电雷管中的延期药与电点火元件，不仅提高了延时精度，而且控制了通往引火头的电源，从而最大限度地减少了因引火头能量需求所引起的误差。电子雷管的延时可在一定范围内按毫秒量级编程设定，延时精度高，准确可靠。作为当今爆破器材与技术领域内最为引人瞩目的新技术，电子雷管再次唤起科研工作者对爆破精确延时的研究兴趣。目前，澳大利亚Orica公司、南非AEL公司和Sasol公司、瑞典Dynamit Nobel公司、法国Davey BickFord公司和日本旭化成工业公司等世界著名制造商和企业都研制开发出了电子雷管产品。
电子雷管以高精度、高可靠性、灵活性和安全性等优点而著名，随着电子技术的发展，其成本偏高的问题必将得到改善，数字化、智能化作业将是未来工程爆破的一个发展方向。
5. 結论
为实现爆破技术的不断提高及“精细爆破”的快速发展，必须加强高可靠性和安全性的爆破器材的研制开发工作。随着爆破技术应用领域的拓展，世界各国对爆破器材的重视程度也越来越高，新产品、新工艺、新技术不断诞生并转化为生产力。我国爆破器材也获得了长足的发展，研制能力、生产制造技术、检测技术都有了很大的飞跃，但与国外同行业的发展水平相比，还存在不小的差距。要缩小差距，必须提高产品质量，其中可靠性和安全性是最为突出的问题，而以微电子技术为主的高新技术起爆器材是未来发展的重要方向之一。
参考文献
[1]叶志文，刘祖亮.Ⅱ型膨化硝铵炸药的研究[J].中国矿业，2007， 16（6）：106-108.
[2]汪旭光.乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，2008，309-401.
[3]梅群，沈兆武，周听清.超低能导爆索传爆原理及应用的研究[J].中国工程科学，2005，7（6）：69-72.
[4]DYNO NOBEL INC网站资料.http：//www.dynonobel.com
[关键词]精细爆破；炸药；导爆索；电子雷管
中图分类号：X932 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0190-02
1. 引言
近年来，爆破广泛应用于矿山、油田、交通、水利水电、城市基础建设等不同领域，爆破技术得到了长足的发展。谢先启等凝练并提出了“精细爆破”的概念，即通过定量化的爆破设计和精心的爆破施工实现对爆破效果及爆破负面效应的严格控制。与传统控制爆破相比，“精细爆破”在定量化的爆破设计、炸药爆炸能量的释放和介质破碎过程的控制、爆破效果和负面效应的可预见性等方面提出了更高的要求，代表了工程爆破行业的发展方向。
要实现“精细爆破”的快速发展，与之相适应的高可靠性和安全性的爆破器材成为不可或缺的物质基础。适应不同岩性和爆破条件的高性能及性能可调控炸药、低能及低爆速导爆索、高精度电子雷管的研制成功，使得对炸药爆炸能量的释放、使用及转化过程的有效控制成为可能，大大推动了“精细爆破”在工程中的应用。
2. 高性能及性能可调控炸药
目前，国内应用的工业炸药大致可分为粉状炸药和含水炸药两大系列，有十余个品种和几十个牌号。其中，粉状炸药占炸药总量的80%左右，含水炸药占总量的20%左右。现阶段以发展不含TNT的新型无梯粉状炸药及乳化炸药为主，逐步形成以高性能及性能可调控炸药为主的工业炸药格局，大大提高了不同爆破条件下炸药能量的利用率，实现能量、安全和成本的最佳匹配。
2.1高性能无梯粉状炸药
铵梯炸药一直是我国最主要的工业炸药，具有较高的爆炸性能、起爆性能和安定性，但由于含有单质炸药TNT，因而在产品成本、环境保护和人身安全等方面制约了其发展，近年来逐渐被淘汰。因此，探索一种全新的粉状无梯炸药生产工艺，以使生产的炸药具有优良的爆炸性能，并实现抗水、储存等性能的良好结合具有重要意义。
高性能炸药的配方设计和制备原理是：充分考虑零氧平衡原则，使爆炸反应完全；在不影响生产工艺的前提下，降低含水量，提高炸药的爆热；尽量采用爆炸物能全部生成气体的氧化剂，提高炸药的比容；确保炸药各组分混合均匀，接触紧密，有利于提高炸药的爆炸性能和作用效果。
叶志文等选取高燃烧热值、高密度的煤粉取代木粉，以92%膨化硝铵为氧化剂、3%复合燃料油及5%改性焦煤粉为可燃剂制备的Ⅱ型膨化硝铵炸药密度为0.94g/cm3、爆速为3520m/s、作功能力为340mL，成功解决了膨化硝铵炸药固有的装药密度偏低、流散性差及体积威力不高等缺点，是一种综合性能优良的环保型工业炸药。
2.2高性能乳化炸药
从工业炸药的发展状况看，乳化炸药代表了当今世界的发展趋势。国外发达国家非常重视高威力乳化炸药的研究与发展，国内乳化炸药的研究也进入了一个以“提高产品质量和降低成本，改进工艺为中心”的新阶段。由于乳化炸药含有10%左右的水，与传统的铵梯炸药相比作功能力偏低。而大量资料和事实表明，国内外扩大应用乳化炸药是必然趋势，故应加强研制和推广爆炸性能优、配方组分少、贮存期长、成本低廉、安全可靠的乳化炸药系列品种。
三峡工程三期RCC围堰爆破拆除项目举世瞩目，考虑到此次爆破的重要性以及浸水后炸药性能将有所降低，选择了添加部分高能物质组分的组合：乳化炸药+高氯酸盐+铝粉，制备的高性能乳化炸药密度为1.20～1.30g/cm3、爆速为54600～5600m/s、作功能力为346mL，具有高爆速、高威力、高抗水、安全、高效、便于远距离多次泵送、综合成本较低等特点，为围堰的爆破拆除作出了应有的贡献。
2.3高性能粉状乳化炸药
粉状乳化炸药是20世纪80年代开始发展起来的一种新型的含水工业炸药。粉状乳化炸药抗水性能好，同时将乳胶基质中的部分水脱除，一定程度上提高了炸药的作功能力，但仍然存在含水量偏高、动力消耗大和因装药问题未能解决引起的结块而影响储存等缺点。
依托北京矿业研究总院的技术生产的BGRIMM粉状乳化炸药的密度为0.90～1.05g/cm3、爆速为4198m/s、作功能力为352mL，爆炸性能优于一级岩石乳化炸药和2号岩石铵梯炸药，有毒气体生成量为42L/kg，低于国家标准。
2.4性能可调控炸药
国内外应用的炸药主要是分子间炸药，爆轰反应是在两种颗粒（或两相）间进行的，可根据不同需求，调整炸药的组成或加入不同的添加剂，以适应不同爆破条件和不同岩性的变化，在技术上有灵活性。
炸药特性与被爆岩体岩性的良好匹配是获得满意爆破效果的重要条件。在选用炸药时，如果炸药的阻抗等于或稍大于岩石的阻抗，那么就能获得比较好的爆破效果。位于四川省会理县黎溪区绿水乡境内的拉拉铜矿，使用散装炸药混装车，实现了爆破作业炸药的现场配制和快速装填，混装车制备炸药的密度可根据矿岩性质适时调整，提高了爆破作业的质量与效率，仅减少药耗一项，年节约开支达100万元以上。
3. 低能及低爆速导爆索
导爆索发明于19世纪初并逐渐得到使用，長期以来一直作为传爆器材。随着导爆索技术的发展，近年来被广泛应用于石材开采、光面爆破等不同领域，并取得了长足的进步。
3.1低能导爆索
在露天深孔大直径爆破中所使用的炸药一般为比较钝感的铵油炸药、乳化炸药和水胶炸药等，此类炸药不能被雷管直接引爆，必须通过中继起爆药柱进行引爆，即首先用雷管引爆导爆索，导爆索引爆起爆药柱，起爆药柱再引爆炮孔中的炸药。普通导爆索因药芯直径粗、单位长度药芯药量大，起爆能力较强，在使用过程中易引起部分炸药爆燃等，影响了整体爆破效果。为了提高使用安全性，研制能可靠传爆和引爆起爆药柱，但不能在传爆过程中引爆或引燃炮孔中炸药的低能导爆索具有重要意义。 梅群等结合工程实际，改变导爆索的传统纤维绕制工艺，采用柔性金属，加强外壳约束，降低炸药爆轰临界直径，在保证稳定爆轰的前提下，使用钝化黑索金，可使低能导爆索的装药线密度降到3g/m，爆速为6960m/s。在实验室进行了5次重复试验，起爆具均能起爆，从而证明其起爆性能的可靠性。低能导爆索装药线密度小，对周围钝感炸药破坏小，能提高炸药的能量利用率，为深孔土岩爆破的反向起爆提供了一种新的技术方案。
3.2低爆速导爆索
导爆索开采方法广泛应用于硬质石材荒料的生产，是一种控制爆破预裂开采技术。石材的开采，必须满足严格的要求，即完成原岩分离的同时，荒料等均不能产生爆破裂纹，不得有内伤。要避免爆破开采损伤石材，应选用低爆速的火药或药剂，因为可能损伤孔壁及岩石的动压力与炸药爆速的平方成正比。因此，低爆速导爆索的研制，成功解决了爆破法成材率低的问题。
DYNO NOBEL INC生产的PRIMASHEARTM系列导爆索，由具有低爆速被广泛应用于预裂爆破、石材开采等领域。PRIMASHEARTM系列导爆索的爆速约为5000m/s，爆压约为4137MPa，低爆速、低爆压的特点决定了导爆索在完成岩石预裂的同时，能有效控制破裂面近区岩体的裂纹生长。
4. 高精度电子雷管
各种爆破技术在设计爆破网络、起爆次序及间隔时差时，一般都是以延期雷管的标称延期时间为标准，因而延期雷管的实际延时与标称延时的误差以及同段实际延时的离散程度对实现爆破预期效果起着至关重要的作用。因此，爆破技术的发展呼唤延期雷管延期精度的进一步提高。
延期雷管绝大多数仍然是采用烟火延期药制成延期体来实现延期起爆功能的。影响烟火延期雷管延期精度的因素很多，其中的一些问题和困难是较难解决和逾越的，如：延期药及延期体的时效性问题、延期药批次之间的秒量稳定性问题、延期雷管延时随现场环境温度等条件发生漂移等问题。要实现延期雷管延时精度的大幅提高和延时的稳定性，必须采用电子延期。
电子雷管是一种可以随意设定并准确实现延期时间的新型雷管，其本质在于以精确定时的电子芯片取代普通电雷管中的延期药与电点火元件，不仅提高了延时精度，而且控制了通往引火头的电源，从而最大限度地减少了因引火头能量需求所引起的误差。电子雷管的延时可在一定范围内按毫秒量级编程设定，延时精度高，准确可靠。作为当今爆破器材与技术领域内最为引人瞩目的新技术，电子雷管再次唤起科研工作者对爆破精确延时的研究兴趣。目前，澳大利亚Orica公司、南非AEL公司和Sasol公司、瑞典Dynamit Nobel公司、法国Davey BickFord公司和日本旭化成工业公司等世界著名制造商和企业都研制开发出了电子雷管产品。
电子雷管以高精度、高可靠性、灵活性和安全性等优点而著名，随着电子技术的发展，其成本偏高的问题必将得到改善，数字化、智能化作业将是未来工程爆破的一个发展方向。
5. 結论
为实现爆破技术的不断提高及“精细爆破”的快速发展，必须加强高可靠性和安全性的爆破器材的研制开发工作。随着爆破技术应用领域的拓展，世界各国对爆破器材的重视程度也越来越高，新产品、新工艺、新技术不断诞生并转化为生产力。我国爆破器材也获得了长足的发展，研制能力、生产制造技术、检测技术都有了很大的飞跃，但与国外同行业的发展水平相比，还存在不小的差距。要缩小差距，必须提高产品质量，其中可靠性和安全性是最为突出的问题，而以微电子技术为主的高新技术起爆器材是未来发展的重要方向之一。
参考文献
[1]叶志文，刘祖亮.Ⅱ型膨化硝铵炸药的研究[J].中国矿业，2007， 16（6）：106-108.
[2]汪旭光.乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，2008，309-401.
[3]梅群，沈兆武，周听清.超低能导爆索传爆原理及应用的研究[J].中国工程科学，2005，7（6）：69-72.
[4]DYNO NOBEL INC网站资料.http：//www.dynonobel.com