雷管是一種爆破工程的主要起爆材料，它的作用是產生起爆能來引爆各種炸藥及導爆索、傳爆管。雷管是由諾貝爾于1865年發明的。工程上常用到的雷管有基礎雷管(plaindetonator)、電雷管(electric detonator)、導爆管雷管(shock detonator)、電子雷管(electronic detonator)等品種。
雷管本體由管殼、起爆藥、加強藥和加強帽組成。在爆破工程上通常采用雷管直接引爆炸藥。
發展歷史
在1818年英國愛格發明了原始的銅火帽(簡帽),其中裝有含氯酸鹽的物質，用槍擊錘的尖端，擊發即可爆炸。從1831年起，火帽裝藥的主要組成部分是雷酸汞，但在十九世紀末已部分地被疊氮化鉛所代替。從1831年起，黑火藥是借助于卑氏導火索的火花使其發火。
1866年瑞典諾貝爾(A.Nobel)發現了一種非常容易引起爆炸的物質—雷酸汞，他用雷酸汞做成炸藥的引爆物，成功地解決了炸藥的引爆問題，這就是雷管的發明。諾貝爾發明的火雷管,解決了礦用炸藥的起爆難題它是諾貝爾科學道路上的一次重大突破。1867年，諾貝爾獲得創世紀的發明“諾貝爾點火器”專利。同年，諾貝爾又發明安全雷管引爆裝置。1876年斯密司(H.J.Smith)發明了電雷管,大大提高了雷管使用的安全性。1895 年他又發明延期電雷管,為分段爆破和提高爆破效果創造了條件。
在1900年維列爾提出制造所謂“混合雷管”，其中達3/4雷酸汞會用苯族硝基化合物(三硝基甲苯或三硝基苯酚)代替，而儀在管上曆裝有少量雷汞。此提議不僅使成本減低和使需管的制造和應用更為安全，同時也提高了雷管的起爆力。在1908年，這位維列爾又提出用疊氮化鉛代替做為第一起爆劑的雷汞。
20世紀50年代初，由于提高了控制起爆時間的精度.出現了毫秒需管，80年代初中國徐天瑞等研制成功無起爆藥的雷管,提高了雷管制造和使用中的安全性。在此期間還出現了能抗雜電和靜電的電雷管以及在特殊條件下使用的電雷管。
工作原理
導火索火焰起爆的在管殼內裝有起爆藥和猛炸藥的一個小型藥包，藥包的爆炸再激起炸藥的爆炸。
分類和結構
按起爆沖能可以分為火焰雷管和電雷管兩大類。電雷管又可以分為瞬發和延期兩類，延期雷管根據延期時間不同可分為秒延期和毫秒延期兩種。電雷管和火焰雷管在結構上只是前者比后者多一個引火頭，其他部分完全一樣。
雷管根據裝藥情況分為單式雷管和復式雷管兩類。單式雷管僅裝起爆藥，復式雷管則裝有起爆藥和猛性炸藥。外殼有金屬、紙質、塑料等數種。
根據起爆方式可分為針刺雷管、火雷管、電雷管等。電雷管又細分為：瞬發電雷管、秒延期電雷管、毫秒延期電雷管。
工程上把雷管通常劃分為基礎雷管(plaindetonator)、電雷管(electric detonator)、導爆管雷管(shock detonator)、電子雷管(electronic detonator)以及抗雜散電流雷管、無起爆藥雷管等品種。
基礎雷管
也稱火雷管，是一種最簡單、最便宜的起爆器材。基礎雷管的起爆過程是通過火焰來引爆雷管中的起爆藥，使雷管爆炸，再激起炸藥的爆炸。基礎雷管由管殼、起爆藥、加強藥和加強帽組成，如下圖所示。
管殼
通常用金屬(銅、鋁、鐵)、紙或塑料制成圓管狀，使雷管各部分連成一個整體。管殼具有一定的機械強度，可以保護起爆藥和加強藥不直接受到外部能量的作用，同時又可為起爆藥提供良好的封閉條件。金屬管殼一端開口供插人導火索，另一端封閉沖壓成聚能穴(圖3-4(a))，起定向增加起爆能力的作用。紙管殼則為兩端開口，先將加強藥一端壓制成圓錐形狀或半球形凹穴，再在凹穴表面涂上防潮劑。
起爆藥和加強藥
起爆藥是基礎雷管組成的關鍵部分，它在火焰作用下發生爆轟。中國目前采用二硝基重氮酚(DDNP)做起爆藥。通常的起爆藥雖然敏感，但是爆炸威力低，為使雷管爆炸后有足夠的爆炸能起爆炸藥，雷管中除裝起爆藥外，還裝有加強藥，加強雷管的起爆能力。加強藥一般采用猛炸藥裝填，中國基礎雷管中加強藥分兩次裝填，第一遍藥壓裝鈍化黑索金，鈍化的目的是降低機械感度和便于成型;第二遍藥是未經鈍化處理的黑索金，其目的是提高感度，容易被起爆藥引爆。
加強帽
它是中心帶有直徑1.9~2.1mm小孔的金屬(鋼或鐵鍍銅)罩。其中間的小孔為傳火孔，導火索產生的火花通過小孔點燃起爆藥。加強帽可以起到防止起爆藥飛散掉落及阻止爆炸產物飛散，維持爆炸產物壓力，加強起爆能力的作用。同時，也能起到防潮作用和提高壓藥使用時的安全性。
電雷管
電雷管即利用電能引爆的一種雷管。其結構主要由一個電點火裝置和一個基礎雷管組合而成。
常用的電雷管品種有瞬發電雷管(instantaneous electric detonator)、延期電雷管(delay electric detonator)及特殊電雷管等。延時電雷管又分為秒延期電雷管(second delayelectrie detonator)和秒電雷管(又稱亳秒延期電雷管，millisecond delay electric detonator)。如下圖
1.瞬發電雷管
瞬發電雷管是在起爆電流足夠大的情況下通電即爆的電雷管。它由基礎雷管與電點火裝置組合而成。結構上分藥頭式和直插式兩種。藥頭式的電點火裝置包括腳線(國產電雷管采用多股銅線或鍍鋅鐵線用聚氯乙稀絕緣)、橋絲(有康銅絲和鉻絲)和引火藥頭;直插式的電點火裝置沒有引火藥頭，橋絲直接插入起爆藥內，并取消加強帽。
電雷管作用原理是，電流經腳線流經橋絲，由電阻產生熱能點燃引火藥頭(藥頭式)或起爆藥(直插式)。一旦引燃后，即使電流中斷，也能使起爆藥和加強藥爆炸。
2.秒延期電雷管
秒延期電雷管又稱遲發雷管，即通電后要經數秒延時后才發生爆炸。其結構(圖3-6)特點是，在瞬發電雷管的點火藥頭與起爆藥之間加了一段精制的導火索作為延期藥，依靠導火索的長度控制秒量的延遲時間。國產秒延期電雷管分7個延遲時間組成系列。這種延遲時間的系列，稱為雷管的段別，即秒延期電雷管分為7段。秒延期電雷管分為整體殼式和兩段殼式。整體殼式是由金屬管殼將點火裝置、延期藥和基礎雷管裝成一體;兩段殼式的電點火裝置和火雷管用金屬殼包裹中間的精制導火索露在外面，三者連成一體。包在點火裝置外面的金屬殼在藥頭旁開有對稱的排氣孔，其作用是及時排泄藥頭燃燒所產生的氣體。為了防潮，排氣孔用蠟紙密封。
3.毫秒延期電雷管
毫秒延期電雷管，又稱毫秒電雷管，通電后經毫秒量級的間隔時間延遲后爆炸，延期時間短且精度高。毫秒延期電雷管使用氧化劑、可燃劑和緩燃劑的混合物做延時藥，并通過調整其配比達到不同的延時間隔，國產毫秒電雷管的結構有裝配式和直填式。
國產毫秒雷管的延期藥多用硅鐵FeSi(還原劑)和鉛丹Pb0:(氧化劑)的機械混合物(兩者比例為3:1)，并摻入適量(0.5%~4%)的硫化銻56253(緩燃劑)用于調整藥劑的燃速。為便于裝藥，常用酒精、蟲膠等作黏結劑造粒。部分國產毫秒電雷管各段別延期時間見表3-5，其中第一系列為精度較高的毫秒電雷管;第二系列是目前生產中應用最廣泛的一種;第三、四系列，段間延遲時間分別為100ms、300ms，實際上相當于小秒量秒延期電雷管;第五系列是發展中的一種高精度短間隔毫秒電雷管。
導爆管毫秒雷管
導爆管亳秒雷管是用塑料導爆管引爆而延期時間以毫秒數量級計量的雷管。它的結構下圖所示。它與毫秒延期電雷管的主要區別在于:不用毫秒電雷管中的電點火裝置，而用一個與導爆管相連接的塑料連接套，由導爆管的爆轟波來點燃延期藥。
高精度導爆管雷管是導爆管雷管的最新高端產品。該雷管采用雙層導爆管聚乙烯高強塑料導爆管，具有±1ms以內誤差延期時間精度和良好的抗拉、抗折及耐溫耐水性能，可廣泛應用于各種爆破工程中。由于可實現逐孔起爆，它的爆破效率得到了提高，爆破效果得到了改善。高精度導爆管雷管及起爆特點在于采取孔外雷管和孔內雷管兩種系列，前者用于地表連接，實現精確延時逐孔起爆;后者裝入孔內炸藥(或起爆體)，延期時間長可保證起爆網路安全。高精度導爆管起爆系統基本上是以澳瑞凱(威海)公司生產的Exel系列為主導，該系列非電導爆管雷管分毫秒導爆管雷管、長延時導爆管雷管和地表延期導爆管雷管三種。其中，Exel毫秒導爆管雷管采用粉紅色Exel導爆管和8號加強雷管。Exel長延時導爆管雷管采用黃色Exel導爆管和8號加強雷管。長延時導爆管雷管特別適用于地下井巷(隧道)和礦山開挖爆破。
電子雷管
電子雷管(electronic detonator)是一種可隨意設定并準確實現延期發火時間的新型電雷管，具有雷管發火時刻控制精度高、延期時間可靈活設定兩大技術特點。電子雷管的延期發火時間由其內部的電子芯片控制，延時控制誤差遠小于傳統藥物延時。此外，電子雷管的延期時間可在爆破現場臨時設定，并可方便地在現場導入爆破設計信息。電子爆破系統延期時
間以1ms為單位，可在0~20000ms范圍內為每發雷管任意設定延期時間。電子雷管是采用電子控制模塊對起爆過程進行控制的電雷管。其電子控制模塊是指置于電子雷管內部的芯片，具備雷管起爆延期時間控制、起爆能量控制功能，內置雷管身份信息碼和起爆密碼，能對自身功能、性能及雷管點火元件的電性能進行測試，并能和起爆器及其他外部控制設備進行通信的專用電路模塊。
電子雷管由五部分組成:集成電路板(簡稱模阻)、外殼、裝藥部分(包括主起爆藥和副起爆藥)、電纜和電極塞，如圖3-11所示，電子雷管相當于傳統的瞬發電雷管外加一個電路板，電路板包括整流電橋、內儲能電容、控制開關、通信管理電路、內部檢測電路、延期電路和控制電路等部分。隨著研究的深入和集成程度的提高，電路板的元器件不斷減少，電路板尺寸也不斷減小。電纜一般用于通信檢測，只有在一切準備就緒且檢測無誤時，才作為充電電極，這就需要相應的轉換開關及控制電路來完成。當發出起爆信號要進行爆破時，電纜在最后時刻輸人電流給電路板中的電容充電，同時延期電路開始計時，一旦達到預期起爆時刻，啟動開關釋放出電容中電流，點燃引火頭引爆雷管。
電子雷管的起爆能力與8號雷管的相同，其外形尺寸與發雷管的一樣，只是雷管的長度尺寸是統一的。雷管的段別(延期時間)在其裝人炮孔并組成起爆網路后，用注冊器自由編程設定，也可在出廠時提前設定。電子雷管與傳統延期雷管的根本區別，是管殼內部的延期結構和延期方式。電子雷管內引火頭前面的電子延期芯片取代了雷管引火頭后面的延期藥，徹底擺脫了延期藥對雷管延期精度的限制，起爆精度得到提高。
標準規范
執行中華人民共和國國家標準GB 19417-2003《導爆管雷管》規范。
應用領域
主要應用
工程雷管的用途較廣,如修筑工事、開鑿隧道、開礦采石、炸礁建港、修路筑壩、建筑物拆除、石油開采、地質勘探等,凡是用到引爆炸藥的地方均離不開工程雷管。
未來發展
雷管技術朝智能化方向發展，電子雷管具有數碼延時控制精度高和延時間隔設定靈活兩大技術特點。電子雷管的延期發火時間由微型電子芯片控制，延時控制誤差小，延期時間可在爆破現場由爆破員設定，并在現場對整個爆破系統實施編程。電子雷管除了有利于提高爆破質量外，還能提高生產、儲存和使用等方面的安全性，因此得到了安全主管部門的推崇。推廣使用電子雷管的重要意義還在于其高精度延時優勢，不僅能通過干擾振動減小爆破振動效應，而且對于改善破碎巖石塊度及爆堆形狀具有重要的現實意義。
參考資料 >
阿爾弗雷德·伯納德·諾貝爾.scicn.2024-01-21
諾貝爾.湖南人文科技學院.2024-01-21