CN103148745A

CN103148745A - 一种安全雷管

Info

Publication number: CN103148745A
Application number: CN2013100758927A
Authority: CN
Inventors: 张同来; 杨利
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-03-11
Also published as: CN103148745B

Abstract

本发明公开了一种民用或工程爆破用本质安全雷管，该安全雷管使用高氯酸碳酰肼类配合物作起爆药，该类起爆药的燃烧转爆轰过程具有压力开关效应，在雷管封口、气密状态下能够可靠地实现燃烧转爆轰输出爆轰波，在雷管开口、泄压状态下不能实现燃烧转爆轰，只使用这类起爆药的雷管具有特殊的使用安全性和可靠性，可以与电热丝电引火元器件、磁电引火元器件、电子线路控制引火元器件、导爆管引火元器件组装形成安全的电雷管、安全的磁电雷管、本质安全的电子雷管、安全的导爆管雷管用于民用爆破器材，可有效地控制意外爆炸事故和防止恐怖事件。

Description

一种安全雷管

技术领域

本发明公开了一种安全基础雷管技术，此处所说的安全基础雷管可以与电热丝电引火元器件、磁电引火元器件、电子线路控制引火元器件、导爆管引火元器件组装形成电雷管、磁电雷管、电子雷管、导爆管雷管的通用。

背景技术

基础雷管是制造工业电雷管、电子雷管、导爆管雷管的基础部件。为了实现雷管在点火起爆后输出爆轰波的功能，需要使用极易实现燃烧转爆轰的起爆药，如二硝基重氮酚（DDNP）、叠氮化铅（LA）、斯蒂酚酸铅（LTNR）等。这些起爆药感度高、危险性大，只要遇到火星就能燃烧爆炸。因此，对于普通的雷管，只要在其起爆药部位上遇到任何的火焰刺激作用，在微秒级的时间范围内就能实现燃烧转爆轰。这样的雷管使用方便、作用可靠、不论何时何地，只有用火焰点燃，就能实现爆轰，为工程爆破使用带来了极大的方便。同时，这样的雷管对于非法使用、犯罪分子、恐怖分子用来进行恐怖和破坏活动，也就非常容易实施了，不利于安全管理和社会治安。

2005年占必文、张同来等发明公开了一种安全雷管，它包括采用雷管体和在雷管体上连接有导线以及在雷管体的底部装有底部炸药，导线的前端通过弹性PVC材料塑料塞被封装在雷管体的上部，并且在导线的前端连接有一个电子延时器,在电子延时器的输出端上连接有引火药头。该发明的延期时间可做到1～30段，20毫秒等间隔，延时误差在5ms，远远超过了现有的高精度等间隔延期药剂技术，从而能够满足使用的需要

在起爆药发展进程中，为了满足安全和可靠使用的要求，设计和研制能够有效控制燃烧转爆轰过程、具有可控制参数的起爆药，实现对雷管燃烧转爆轰过程的有效控制，只能允许雷管在合法和可控制的条件下正常使用，非法状态下无法使用。因此，实现这种技术的关键就是所使用的起爆药的性能，通过设计一定的参数，控制起爆药的燃烧转爆轰过程，就能实现在可控制的条件下实现燃烧转爆轰。

通过大量的研究和设计发现，高氯酸碳酰肼与过渡金属形成的配合物具有明显的燃烧转爆轰过程的压力开关作用，对于某一个特定的高氯酸碳酰肼配合物，都有一个特定的燃烧转爆轰压力转折点，如果高氯酸碳酰肼配合物在燃烧过程中、燃烧体系内的压力能够很快地超过这个压力点，该体系就能实现燃烧转爆轰，若在很短的时间内燃烧体系内的压力不能达到这压力点，该体系就不能实现燃烧转爆轰。因此，我们可以通过控制雷管体系的燃烧压力，就能控制雷管的燃烧转爆轰过程了。

由于基础雷管与电热丝电引火元器件、磁电引火元器件、电子线路控制引火元器件、导爆管引火元器件组装形成安全的电雷管、安全的磁电雷管、本质安全的电子雷管、安全的导爆管雷管用于民用爆破器材，才能向最终用户销售使用，通过加密、使用密码、控制操作人员等控制手段来管理和控制电雷管、电子雷管、磁电雷管、导爆管雷管的起爆器，就能够控制这类雷管的非法使用和防止恐怖事件。

本发明产品的优点在于：在基础雷管中使用高氯酸碳酰肼配合物作为起爆药，由于该类起爆药具有显著的燃烧转爆轰压力开关作用，在雷管装填生产过程中安全、在雷管开口条件下不会被点火起爆，是一种本质安全型的雷管。

实现该雷管功能的关键是使用了高氯酸碳酰肼合锰、或高氯酸碳酰肼合铁、高氯酸碳酰肼合钴、或高氯酸碳酰肼合镍、或高氯酸碳酰肼合铜、或高氯酸碳酰肼合锌、或高氯酸碳酰肼合镉等高氯酸碳酰肼配合物类系列起爆药，这些起爆药在大气压力条件下只能燃烧或爆燃，在雷管装药条件和开口常压条件下不能实现燃烧转爆轰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种本质安全型的基础雷管，这种雷管在开口、非密封状态时不能实现燃烧转爆轰，是安全的；在密封、或气密状态下，能够被点燃实现燃烧转爆轰、输出爆轰波起爆主装炸药，作用是可靠的。具有这种功能的雷管在生产过程是开口的、是不能被引爆的，在经过与电引火药头、塑料导爆管卡口密封在一起时，使用功能是可靠的，而实现这种功能的关键就是使用高氯酸碳酰肼配合物类起爆药，这种起爆药的燃烧转爆轰过程对燃烧压力依赖性强，具有显著的压力开关作用效应。因此，通过控制使用高氯酸碳酰肼配合物类起爆药的压力开关，就能有效地控制雷管的安全性和可靠性，这样的雷管具有显著的安全可控性。通过本技术发明，实现这种特殊功能的方法简单、成本低、收效高。

本发明的方法包括下述顺序的步骤：

本发明制备方法的优点是：

（1）只需要将常规雷管中使用的起爆药换用为高氯酸碳酰肼配合物类起爆药，其它装填工艺过程与普通雷管相同，就能够将生产的雷管实现这种本质安全型的功能，方法简单，投入成本低。

（2）高氯酸碳酰肼配合物类起爆药的生产工艺过程简单易行，工艺成熟，适应性强。

（3）装填高氯酸碳酰肼配合物类起爆药雷管的生产工艺过程与常规雷管的生产过程相同，不需要进行工艺过程的重新设计。

（4）上述安全基础雷管与电热丝电引火元器件、磁电引火元器件、电子线路控制引火元器件、导爆管引火元器件组装在一起，形成密封的雷管，就构成了安全的电雷管、安全的磁电雷管、本质安全的电子雷管、安全的导爆管雷管。

具体实施方式

本发明是通过以下实施例实现的，但实施例中所述条件和结果对发明的内容和权利不构成限制。

实施例1：GTG起爆药安全雷管

在长度为50mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装180mg高氯酸三碳酰肼合镉（GTG）起爆药、扣上加强帽，用20MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTG、PETN压紧，就装填成了以GTG为起爆药的本质安全型基础雷管。

将普通导火索插入该雷管中，点燃导火索后，该燃烧的导火索不能将该雷管起爆；直接插入电引火药头，也不能将该雷管起爆；直接插入导爆管，也不能将该雷管起爆。若将电引火药头与雷管壳卡紧形成气密状态，通电后该雷管能够正常起爆输出爆轰，若将导爆管与雷管壳卡紧形成气密状态，通起爆导爆管后该雷管能够正常起爆输出爆轰。

实施例2：GTM起爆药安全雷管

在长度为150mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装200mg高氯酸三碳酰肼合镉锰（GTM）起爆药、扣上加强帽，用20MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTM、PETN压紧，就装填成了以GTM为起爆药的本质安全型基础雷管。

实施例3：GTX起爆药安全雷管

在长度为100mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装170mg高氯酸三碳酰肼合锌（GTX）起爆药、扣上加强帽，用22MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTX、PETN压紧，就装填成了以GTX为起爆药的本质安全型基础雷管。

将普通导火索插入该雷管中，点燃导火索后，该燃烧的导火索可将GTX点燃、但GTX燃烧完毕也不能将该雷管起爆；直接插入电引火药头，可将GTX点燃、但GTX燃烧完毕也不能将该雷管起爆；直接插入导爆管，可将GTX点燃、但GTX燃烧完毕也不能将该雷管起爆。若将电引火药头与雷管壳卡紧形成气密状态，通电后该雷管能够正常起爆输出爆轰，若将导爆管与雷管壳卡紧形成气密状态，通起爆导爆管后该雷管能够正常起爆输出爆轰。

实施例4：GTN起爆药安全雷管

在长度为80mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装100mg高氯酸三碳酰肼合镍（GTN）起爆药、扣上加强帽，用22MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTN、PETN压紧，就装填成了以GTN为起爆药的本质安全型基础雷管。

将普通导火索插入该雷管中，点燃导火索后，该燃烧的导火索可将GTN点燃、但不能将该雷管完全起爆；直接插入电引火药头，可将GTN点燃、但不能将该雷管完全起爆；直接插入导爆管，可将GTN点燃、但也不能将该雷管完全起爆。若将电引火药头与雷管壳卡紧形成气密状态，通电后该雷管能够正常起爆输出爆轰，若将导爆管与雷管壳卡紧形成气密状态，通起爆导爆管后该雷管能够正常起爆输出爆轰。

实施例5：GTCo起爆药安全雷管

在长度为80mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装150mg高氯酸三碳酰肼合钴（GTCo）起爆药、扣上加强帽，用22MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTCo、PETN压紧，就装填成了以GTCo为起爆药的本质安全型基础雷管。

将普通导火索插入该雷管中，点燃导火索后，该燃烧的导火索可将GTCo点燃和将该雷管药柱炸碎，但不能完全起爆；直接插入电引火药头，可将GTCo点燃和将该雷管药柱炸碎，但不能完全起爆；直接插入导爆管，可将GTCo点燃和将该雷管药柱炸碎，但不能完全起爆。若将电引火药头与雷管壳卡紧形成气密状态，通电后该雷管能够正常起爆输出爆轰，若将导爆管与雷管壳卡紧形成气密状态，通起爆导爆管后该雷管能够正常起爆输出爆轰。

实施例6：GTG起爆药安全磁电雷管

在长度为80mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装190mg高氯酸三碳酰肼合钴（GTG）起爆药、扣上加强帽，用22MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTG、PETN压紧，就装填成了以GTG为起爆药的本质安全型基础雷管。

将内置磁耦合式电引火药头与GTG起爆药安全雷管卡紧形成气密状态，就形成了具有特定起爆信号的GTG起爆药安全磁电雷管，只有用特定的起爆器向该雷管通入特定信号时，该雷管才能正常起爆。

若通往普通干电池电流、铅酸蓄电池电流、汽车电流通、普通交流电时，雷管脚线和磁环都烧坏，也不能将连接在磁环次级线圈上的电引火药头点燃，基础雷管也就不能输出爆轰。

若将上述内置磁耦合式电引火药头从雷管壳上切除，这时基础雷管处于开口状态，再将普通导火索插入该雷管中，点燃导火索后，也不能完全起爆；直接插入电引火药头，也不能完全起爆；直接插入导爆管，也不能完全起爆，实现了雷管的本质安全性和可控制性。

实施例7：GTG起爆药安全电子雷管

将内置式带有微电子线路控制模块的电引火药头与GTG起爆药安全雷管卡紧形成气密状态，就形成了具有特定信号和控制技术才能起爆的GTG起爆药安全电子雷管，此时只有用特定的起爆器向该雷管通入特定的起爆信号时，该雷管才能正常起爆。

若通往普通干电池电流、铅酸蓄电池电流、汽车电流通、普通交流电时，雷管脚线和电子模块既便是都烧坏，也不能将连接在控制模块未端的电引火药头点燃，基础雷管也就不能输出爆轰。

若将上述内置微电子线路控制模块的电引火药头从雷管壳上切除，这时基础雷管处于开口状态，再将普通导火索插入该雷管中，点燃导火索后，也不能完全起爆；直接插入电引火药头，也不能完全起爆；直接插入导爆管，也不能完全起爆，实现了雷管的本质安全性和可控制性。

实施例8：GTX起爆药安全磁电雷管

在长度为80mm的雷管壳中，首先装入300mg紫胶造粒黑索今（RDX）炸药，用80MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱，再装入300mg紫胶造粒黑索今炸药用60MPa的压强将紫胶造粒黑索今压成药柱；再装入200mg的结晶太安炸药（PETN）、再装200mg高氯酸三碳酰肼合钴（GTX）起爆药、扣上加强帽，用22MPa的压强将加强帽压下去，同时将GTX、PETN压紧，就装填成了以GTX为起爆药的本质安全型基础雷管。

将内置磁耦合式电引火药头与GTX起爆药安全雷管卡紧形成气密状态，就形成了具有特定起爆信号的GTX起爆药安全磁电雷管，只有用特定的起爆器向该雷管通入特定信号时，该雷管才能正常起爆。

实施例9：GTX起爆药安全电子雷管

将内置式带有微电子线路控制模块的电引火药头与GTX起爆药安全雷管卡紧形成气密状态，就形成了具有特定信号和控制技术才能起爆的GTX起爆药安全电子雷管，此时只有用特定的起爆器向该雷管通入特定的起爆信号时，该雷管才能正常起爆。

Claims

1.一种安全基础雷管，其特征在于在雷管壳内的点火起爆端装填有高氯酸碳酰肼配合物类起爆药，这类起爆药的通式为：[M(CHZ)₃](ClO₄)₂，其中：M=Mn（锰）、Fe（铁）、Co（钴）、Ni（镍）、Cu（铜）、Zn（锌）、Cd（镉）、Pb（铅）；CHZ=碳酰肼、分子式为H₂NHNCONHNH₂；当M=Mn（锰）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合锰、英文缩写为MCP、中文缩写为GTM；当M=Fe（铁）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合铁、英文缩写为FCP、中文缩写为GTT；当M=Co（钴）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合钴、英文缩写为CoCP、中文缩写为GTGo；当M=Ni（镍）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合镍、英文缩写为NCP、中文缩写为GTN；当M=Cu（铜）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合铜、英文缩写为CuCP、中文缩写为GTTo；当M=Zn（锌）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合锌、英文缩写为ZCP、中文缩写为GTX；当M=Cd（镉）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合镉、英文缩写为CCP、中文缩写为GTG；当M=Pb（铅）时，配合物的系统名称为：高氯酸碳酰肼合铅、英文缩写为LCP、中文缩写为GTQ；这类配合物型起爆药的共同特点是：需要雷管壳体内建立起足够高的燃烧气体压力时、才能实现燃烧转爆轰过程，它们燃烧转爆轰的压力开关作用效应非常明显；当燃烧气体泄露而无法在雷管壳内建立起达到燃烧转爆轰的压力时，这类配合物型起爆药就不能够实现转爆轰，雷管就不能输出爆轰，此时的雷管是安全的。

2.一种安全基础雷管的特征在于在一个端开口一端封闭式的雷管壳内依次装入和用压力压实的黑索今炸药、太安炸药、权利要求1所述的高氯酸碳酰肼配合物类起爆药，用一端开口一端封闭并带有小孔的小管壳将上述起爆药在雷管壳内封堵牢固。

3.根据权利要求1和2所述的安全基础雷管，其雷管壳为普通碳钢、覆铜钢、铝、铝镁合金、紫铜、黄铜等金属材料经过机械加工形成的一端封闭、一端开口的长桶形，其长度在30mm至150mm之间，密封的一端可以为平底形、或为内凹锥形，雷管的壳表面也可经过氧化、发蓝、涂漆、涂塑处理。

4.根据权利要求1所述装填出的安全基础雷管，其雷管壳内装有带孔端朝向雷管壳开口方向的加强帽，该加强帽为普通碳钢、覆铜钢、铝、铝镁合金、紫铜、黄铜等金属材料经过机械加工形成，其长度在5mm至100mm之间，带孔的密封端为平底形、或为内凹锥形，管壳表面可经过氧化、发蓝、涂漆、涂塑处理。

5.根据权利要求1所述装填出的安全基础雷管，其雷管壳装有高能炸药，其中：与高氯酸碳酰肼配合物类起爆药直接紧密接触的高能炸药为季戊四醇四硝酸酯（又名：太安炸药，PETN）的单质结晶、或与滑石粉、或与石墨粉、或与红色颜料形成的混合物，或黑索今的单质结晶、或与滑石粉、或与石墨粉、或与地蜡、或与红色颜料形成的混合物。

6.根据权利要求1和2所述的基础雷管，不能单独被普通导火索点燃起爆，在开口状态下不能被电引火药头点燃起爆，在开口状态下也不能被导爆管起爆，能够防止雷管被非法使用；当将雷管口部密封成气密状态时，既可以被普通导火索点燃起爆、也可以被电引火药头、或导爆管起爆达到正常爆轰，用于起爆药炸药，实现雷管的功能。

7.根据权利要求1和2所述的基础雷管，可以与电热丝电引火元器件、磁电引火元器件、电子线路控制引火元器件、导爆管引火元器件组装形成安全的电雷管、安全的磁电雷管、本质安全的电子雷管、安全的导爆管雷管用于民用爆破器材。