雷管
雷管，全称工业雷管（英文名称：plaindetonators或fash detonator），是能够直接被导火索火焰起爆的在管壳内装有起爆药和猛炸药的一个小型药包，用来引爆工业炸药。通常认为在19世纪60年代由诺贝尔(A.Nobel)首先发明的。工程上常用到的雷管有基础雷管(plaindetonator)、电雷管(electric detonator)、导爆管雷管(shock detonator)、电子雷管(electronic detonator)等品种。
雷管本体由管壳、起爆药、加强药和加强帽组成。在爆破工程上通常采用雷管直接引爆炸药。
发展历史
在1818年英国爱格发明了原始的铜火帽(简帽),其中装有含氯酸盐的物质，用枪击锤的尖端，击发即可爆炸。从1831年起，火帽装药的主要组成部分是雷酸汞，但在十九世纪末已部分地被叠氮化铅所代替。从1831年起，黑火药是借助于卑氏导火索的火花使其发火。
1866年瑞典诺贝尔(A.Nobel)发现了一种非常容易引起爆炸的物质—雷酸汞，他用雷酸汞做成炸药的引爆物，成功地解决了炸药的引爆问题，这就是雷管的发明。诺贝尔发明的火雷管,解决了矿用炸药的起爆难题它是诺贝尔科学道路上的一次重大突破。1867年，诺贝尔获得创世纪的发明“诺贝尔点火器”专利。同年，诺贝尔又发明安全雷管引爆装置。1876年斯密司(H.J.Smith)发明了电雷管,大大提高了雷管使用的安全性。1895 年他又发明延期电雷管,为分段爆破和提高爆破效果创造了条件。
在1900年维列尔提出制造所谓“混合雷管”，其中达3/4雷酸汞会用苯族硝基化合物(三硝基甲苯或三硝基苯酚)代替，而仪在管上曆装有少量雷汞。此提议不仅使成本减低和使需管的制造和应用更为安全，同时也提高了雷管的起爆力。在1908年，这位維列尔又提出用叠氮化鉛代替做为第一起爆剂的雷汞。
20世纪50年代初，由于提高了控制起爆时间的精度.出现了毫秒需管，80年代初中国徐天瑞等研制成功无起爆药的雷管,提高了雷管制造和使用中的安全性。在此期间还出现了能抗杂电和静电的电雷管以及在特殊条件下使用的电雷管。
工作原理
导火索火焰起爆的在管壳内装有起爆药和猛炸药的一个小型药包，药包的爆炸再激起炸药的爆炸。
分类和结构
按起爆冲能可以分为火焰雷管和电雷管两大类。电雷管又可以分为瞬发和延期两类，延期雷管根据延期时间不同可分为秒延期和毫秒延期两种。电雷管和火焰雷管在结构上只是前者比后者多一个引火头，其他部分完全一样。
雷管根据装药情况分为单式雷管和复式雷管两类。单式雷管仅装起爆药，复式雷管则装有起爆药和猛性炸药。外壳有金属、纸质、塑料等数种。
根据起爆方式可分为针刺雷管、火雷管、电雷管等。电雷管又细分为：瞬发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管。
工程上把雷管通常划分为基础雷管(plaindetonator)、电雷管(electric detonator)、导爆管雷管(shock detonator)、电子雷管(electronic detonator)以及抗杂散电流雷管、无起爆药雷管等品种。
基础雷管
也称火雷管，是一种最简单、最便宜的起爆器材。基础雷管的起爆过程是通过火焰来引爆雷管中的起爆药，使雷管爆炸，再激起炸药的爆炸。基础雷管由管壳、起爆药、加强药和加强帽组成，如下图所示。
管壳
通常用金属(铜、铝、铁)、纸或塑料制成圆管状，使雷管各部分连成一个整体。管壳具有一定的机械强度，可以保护起爆药和加强药不直接受到外部能量的作用，同时又可为起爆药提供良好的封闭条件。金属管壳一端开口供插人导火索，另一端封闭冲压成聚能穴(图3-4(a))，起定向增加起爆能力的作用。纸管壳则为两端开口，先将加强药一端压制成圆锥形状或半球形凹穴，再在凹穴表面涂上防潮剂。
起爆药和加强药
起爆药是基础雷管组成的关键部分，它在火焰作用下发生爆轰。中国目前采用二硝基重氮酚(DDNP)做起爆药。通常的起爆药虽然敏感，但是爆炸威力低，为使雷管爆炸后有足够的爆炸能起爆炸药，雷管中除装起爆药外，还装有加强药，加强雷管的起爆能力。加强药一般采用猛炸药装填，中国基础雷管中加强药分两次装填，第一遍药压装钝化黑索金，钝化的目的是降低机械感度和便于成型;第二遍药是未经钝化处理的黑索金，其目的是提高感度，容易被起爆药引爆。
加强帽
它是中心带有直径1.9~2.1mm小孔的金属(钢或铁镀铜)罩。其中间的小孔为传火孔，导火索产生的火花通过小孔点燃起爆药。加强帽可以起到防止起爆药飞散掉落及阻止爆炸产物飞散，维持爆炸产物压力，加强起爆能力的作用。同时，也能起到防潮作用和提高压药使用时的安全性。
电雷管
电雷管即利用电能引爆的一种雷管。其结构主要由一个电点火装置和一个基础雷管组合而成。
常用的电雷管品种有瞬发电雷管(instantaneous electric detonator)、延期电雷管(delay electric detonator)及特殊电雷管等。延时电雷管又分为秒延期电雷管(second delayelectrie detonator)和秒电雷管(又称亳秒延期电雷管，millisecond delay electric detonator)。如下图
1.瞬发电雷管
瞬发电雷管是在起爆电流足够大的情况下通电即爆的电雷管。它由基础雷管与电点火装置组合而成。结构上分药头式和直插式两种。药头式的电点火装置包括脚线(国产电雷管采用多股铜线或镀锌铁线用聚氯乙稀绝缘)、桥丝(有康铜丝和铬丝)和引火药头;直插式的电点火装置没有引火药头，桥丝直接插入起爆药内，并取消加强帽。
电雷管作用原理是，电流经脚线流经桥丝，由电阻产生热能点燃引火药头(药头式)或起爆药(直插式)。一旦引燃后，即使电流中断，也能使起爆药和加强药爆炸。
2.秒延期电雷管
秒延期电雷管又称迟发雷管，即通电后要经数秒延时后才发生爆炸。其结构(图3-6)特点是，在瞬发电雷管的点火药头与起爆药之间加了一段精制的导火索作为延期药，依靠导火索的长度控制秒量的延迟时间。国产秒延期电雷管分7个延迟时间组成系列。这种延迟时间的系列，称为雷管的段别，即秒延期电雷管分为7段。秒延期电雷管分为整体壳式和两段壳式。整体壳式是由金属管壳将点火装置、延期药和基础雷管装成一体;两段壳式的电点火装置和火雷管用金属壳包裹中间的精制导火索露在外面，三者连成一体。包在点火装置外面的金属壳在药头旁开有对称的排气孔，其作用是及时排泄药头燃烧所产生的气体。为了防潮，排气孔用蜡纸密封。
3.毫秒延期电雷管
毫秒延期电雷管，又称毫秒电雷管，通电后经毫秒量级的间隔时间延迟后爆炸，延期时间短且精度高。毫秒延期电雷管使用氧化剂、可燃剂和缓燃剂的混合物做延时药，并通过调整其配比达到不同的延时间隔，国产毫秒电雷管的结构有装配式和直填式。
国产毫秒雷管的延期药多用硅铁FeSi(还原剂)和铅丹Pb0:(氧化剂)的机械混合物(两者比例为3:1)，并掺入适量(0.5%~4%)的硫化锑56253(缓燃剂)用于调整药剂的燃速。为便于装药，常用酒精、虫胶等作黏结剂造粒。部分国产毫秒电雷管各段别延期时间见表3-5，其中第一系列为精度较高的毫秒电雷管;第二系列是目前生产中应用最广泛的一种;第三、四系列，段间延迟时间分别为100ms、300ms，实际上相当于小秒量秒延期电雷管;第五系列是发展中的一种高精度短间隔毫秒电雷管。
导爆管毫秒雷管
导爆管亳秒雷管是用塑料导爆管引爆而延期时间以毫秒数量级计量的雷管。它的结构下图所示。它与毫秒延期电雷管的主要区别在于:不用毫秒电雷管中的电点火装置，而用一个与导爆管相连接的塑料连接套，由导爆管的爆轰波来点燃延期药。
高精度导爆管雷管是导爆管雷管的最新高端产品。该雷管采用双层导爆管聚乙烯高强塑料导爆管，具有±1ms以内误差延期时间精度和良好的抗拉、抗折及耐温耐水性能，可广泛应用于各种爆破工程中。由于可实现逐孔起爆，它的爆破效率得到了提高，爆破效果得到了改善。高精度导爆管雷管及起爆特点在于采取孔外雷管和孔内雷管两种系列，前者用于地表连接，实现精确延时逐孔起爆;后者装入孔内炸药(或起爆体)，延期时间长可保证起爆网路安全。高精度导爆管起爆系统基本上是以澳瑞凯(威海)公司生产的Exel系列为主导，该系列非电导爆管雷管分毫秒导爆管雷管、长延时导爆管雷管和地表延期导爆管雷管三种。其中，Exel毫秒导爆管雷管采用粉红色Exel导爆管和8号加强雷管。Exel长延时导爆管雷管采用黄色Exel导爆管和8号加强雷管。长延时导爆管雷管特别适用于地下井巷(隧道)和矿山开挖爆破。
电子雷管
电子雷管(electronic detonator)是一种可随意设定并准确实现延期发火时间的新型电雷管，具有雷管发火时刻控制精度高、延期时间可灵活设定两大技术特点。电子雷管的延期发火时间由其内部的电子芯片控制，延时控制误差远小于传统药物延时。此外，电子雷管的延期时间可在爆破现场临时设定，并可方便地在现场导入爆破设计信息。电子爆破系统延期时
间以1ms为单位，可在0~20000ms范围内为每发雷管任意设定延期时间。电子雷管是采用电子控制模块对起爆过程进行控制的电雷管。其电子控制模块是指置于电子雷管内部的芯片，具备雷管起爆延期时间控制、起爆能量控制功能，内置雷管身份信息码和起爆密码，能对自身功能、性能及雷管点火元件的电性能进行测试，并能和起爆器及其他外部控制设备进行通信的专用电路模块。
电子雷管由五部分组成:集成电路板(简称模阻)、外壳、装药部分(包括主起爆药和副起爆药)、电缆和电极塞，如图3-11所示，电子雷管相当于传统的瞬发电雷管外加一个电路板，电路板包括整流电桥、内储能电容、控制开关、通信管理电路、内部检测电路、延期电路和控制电路等部分。随着研究的深入和集成程度的提高，电路板的元器件不断减少，电路板尺寸也不断减小。电缆一般用于通信检测，只有在一切准备就绪且检测无误时，才作为充电电极，这就需要相应的转换开关及控制电路来完成。当发出起爆信号要进行爆破时，电缆在最后时刻输人电流给电路板中的电容充电，同时延期电路开始计时，一旦达到预期起爆时刻，启动开关释放出电容中电流，点燃引火头引爆雷管。
电子雷管的起爆能力与8号雷管的相同，其外形尺寸与发雷管的一样，只是雷管的长度尺寸是统一的。雷管的段别(延期时间)在其装人炮孔并组成起爆网路后，用注册器自由编程设定，也可在出厂时提前设定。电子雷管与传统延期雷管的根本区别，是管壳内部的延期结构和延期方式。电子雷管内引火头前面的电子延期芯片取代了雷管引火头后面的延期药，彻底摆脱了延期药对雷管延期精度的限制，起爆精度得到提高。
标准规范
执行中华人民共和国国家标准GB 19417-2003《导爆管雷管》规范。
应用领域
主要应用
工程雷管的用途较广,如修筑工事、开凿隧道、开矿采石、炸礁建港、修路筑坝、建筑物拆除、石油开采、地质勘探等,凡是用到引爆炸药的地方均离不开工程雷管。
未来发展
雷管技术朝智能化方向发展，电子雷管具有数码延时控制精度高和延时间隔设定灵活两大技术特点。电子雷管的延期发火时间由微型电子芯片控制，延时控制误差小，延期时间可在爆破现场由爆破员设定，并在现场对整个爆破系统实施编程。电子雷管除了有利于提高爆破质量外，还能提高生产、储存和使用等方面的安全性，因此得到了安全主管部门的推崇。推广使用电子雷管的重要意义还在于其高精度延时优势，不仅能通过干扰振动减小爆破振动效应，而且对于改善破碎岩石块度及爆堆形状具有重要的现实意义。
参考资料
阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔.scicn.2024-01-21
诺贝尔.湖南人文科技学院.2024-01-21