一种非电导爆管起爆路网可靠度分析与改进

一种非电导爆管起爆路网可靠度分析与改进

在长段路堑边坡的一次开挖和拆除爆炸中，爆炸所使用的炸药量通常很大，孔数和爆炸排放（段）数量通常较多。在这项技术爆炸中使用的非导电爆炸管的爆炸路相对复杂，没有有效有效方法来确定导爆管爆炸的路径是否顺畅。为了确保爆炸施工的安全，合理设计入爆道的线路，正确施工入爆通道，是确保本案成功发爆的关键。1路网串联方式在一次起爆药量较大,总炮孔数、排数较多的路堑爆破工程中,为了确保起爆网路传爆可靠,该类爆破施工一般多采用非电导爆管反射四通单复式起爆网路。网路联接方式示意图见图1。图1中,每个炮孔内一般装2发高段(MS9)导爆管雷管;同一排炮孔用导爆管和四通联结成接力网路;各排炮孔之间再用2发低段(MS5)导爆管雷管联结而成的2条主线联接。各段雷管顺次延时起爆。2路堑爆破起爆路网可靠性起爆网路的传爆可靠度R可采用最大路径原则来定量分析,即采用整个网路最远接点处的准爆率来表征整个网路的起爆可靠度。在可靠度计算时,假设每次爆破使用的爆破元件是同一工厂同时期生产的同一批产品,导爆管雷管准爆率p(95.238%)相同;假设起爆网路联结无失误,导爆管雷管起爆后网路传爆过程有序,按网路图中的节点顺序稳定传爆。图1所示的路堑爆破起爆网路中的单条主线的传爆可靠度为R1=[1−(1−p)2]n(1)R1=[1-(1-p)2]n(1)式中,R1为单条主线的可靠度;n为路堑爆破炮孔排数,取46;p为导爆管雷管可靠度,取95.238%。计算得R1为90.084%。该起爆网路中有2条各自独立的主线,每条主线均可独立起爆各排接力网路,则路堑爆破起爆网路主线的可靠度为R2=1−(1−R1)2=99.017％(2)R2=1-(1-R1)2=99.017％(2)式中,R2为路堑爆破起爆网路主线可靠度;R1为单条主线的可靠度。由理论计算可知,对于起爆排数较多的路堑爆破来说,由双发导爆管雷管联结而成的单条主线的传爆可靠度较低。图1中起爆网路单条主线的传爆可靠度只有90.084%,拒爆概率高达9.916%,因此,在起爆排数较多的路堑爆破施工中,一般不宜采用只有单条主线的起爆网路。图1中的起爆网路有2条各自独立的主线,该起爆网路主线传爆可靠度达到99.084%,拒爆概率降低为0.916%,与只有单条主线的起爆网路相比可靠度得到大大提高,因此,该类型起爆网路在路堑爆破中广泛应用。3同排炮孔网格式闭合起爆路网图1中的起爆网路主线有较高可靠度,但工程实践表明,该起爆网路有时仍不能满足爆破安全的实际要求,如郑石高速公路的某次路堑爆破中,该起爆网路虽然全部起爆了所有炮孔,但发生了一条主线拒爆的安全隐患。为提高该起爆网路的传爆可靠度,保证爆破安全,可在图1中起爆网路的基础上进行修改,以得到可靠度更高的起爆网路。在图1中起爆网路的中间增加1条主线;再把每排接力网路中的2条支路用四通联结起来,使其形成网格式闭合回路,以增加每排接力网路中的传爆路径,从而得到同排炮孔网格式闭合起爆网路。改进的起爆网路联接示意图见图2。为进一步提高图2中起爆网路的可靠度,该起爆网路中的主线数量和接力网路中的闭合回路数量都可以根据工程实际而增加。图2中同排炮孔网格式闭合起爆网路的主线(主线数量为3)可靠度为R3=1−(1−R1)3=99.903％(3)R3=1-(1-R1)3=99.903％(3)式中,R3为改进的起爆网路主线可靠度;R1为单条主线的可靠度。图2中起爆网路在图1中起爆网路的基础上仅增加了一条由92发低段(MS5)导爆管雷管联结的主线,起爆网路主线可靠度就提高到99.903%,拒爆概率降低为0.097%,理论计算表明图2中起爆网路主线有很高的可靠度。另外,图2中起爆网路的每排接力网路中的2条支路都用四通联结起来,使2条支路之间形成回路,增加了独立的传爆路径。有资料表明,每增加一个回路,接力网路中的传爆路径就增加一倍。图2中每排接力网路用4个四通增加了2条回路,因此每排接力网路的传爆路径增加了4倍,大大提高了各排接力网路中炮孔的起爆概率。4爆破运用技巧在图2中起爆网路的基础上继续增加主线数量和接力网路中闭合回路的数量,可继续提高该起爆网路的可靠度,从而满足楼房拆除爆破这类对起爆网路要求更高的工程。该类型起爆网路曾在合肥某17层高楼原地坍塌拆除爆破中成功运用。该楼房拆除爆破工程炮孔总数高达53274个,使用导爆管雷管58602发,炮孔数量巨大,为防止因起爆网路失效而导致爆破任务失败,将图2中起爆网路根据现场实际情况做了如下修改:孔内导爆管雷管先簇并联后,再以每层为一个接力网路,由四通联成双环闭合回路网路,且每个双环闭合回路均用16个四通联结增加8条回路,使每层的双环闭合接力网路的传爆路径高达512条,见图3;层间的接力网路用8条主线自下而上顺次联接起来,形成每层延期0.5s的同层炮孔网格式闭合起爆网路。该楼房拆除爆破工程所使用的起爆网路传爆可靠,58602发导爆管雷管无一拒爆,确保了17层高楼爆破成功。5须满足爆破安全要求工程实践和理论计算表明,在路堑爆破工程中应用较多的非电导爆管