電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)在銅坑礦的應(yīng)用

楊岳陽(yáng)

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 南丹縣 547204)

電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)在銅坑礦的應(yīng)用

楊岳陽(yáng)

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 南丹縣 547204)

銅坑礦以往井下采用火雷管及高溫延期雷管起爆網(wǎng)絡(luò)起爆存在安全隱患。為了預(yù)防和減少礦山爆破事故的發(fā)生，切實(shí)提高礦山爆破作業(yè)安全，提出采用電子雷管的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)起爆技術(shù)。該技術(shù)以電子雷管作為起爆雷管，通過(guò)遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)控制起爆，結(jié)果表明，該技術(shù)安全可靠，精度高，解決了銅坑礦以往起爆網(wǎng)絡(luò)存在的安全問(wèn)題。

電子雷管；遠(yuǎn)程起爆；起爆網(wǎng)絡(luò)

0 引 言

銅坑礦是一個(gè)具有三十余年開(kāi)采歷史的地下金屬礦山，井下采場(chǎng)多且較分散，巷道分布錯(cuò)綜復(fù)雜，井下爆破作業(yè)頻繁，長(zhǎng)期以來(lái)銅坑礦分別使用火雷管和高溫延期導(dǎo)爆管雷管作為起爆雷管?；鹄坠苡晒軞ぁ⒓訌?qiáng)帽、裝藥部分組成，由于構(gòu)造的關(guān)系，火雷管沒(méi)有抗水性，防潮能力差。高溫延期雷管由點(diǎn)火線、導(dǎo)爆管，鉛延期體和基礎(chǔ)雷管組成，高溫延期雷管較火雷管具有抗水性、抗震性、抗拉性、抗油性等特點(diǎn)，對(duì)熱、機(jī)械撞擊和靜電都是鈍感較低?；鹄坠芎透邷匮悠诶坠芡瑯泳哂胁荒芡瑫r(shí)多點(diǎn)起爆，起爆網(wǎng)絡(luò)無(wú)法用儀表檢測(cè)，爆破過(guò)程中容易產(chǎn)生“丟炮”和 “瞎火”，同時(shí)又必須近距離點(diǎn)火，延期時(shí)間有限，增加了起爆過(guò)程的危險(xiǎn)程度。在作業(yè)面集中區(qū)域使用火雷管和高溫延期雷管多點(diǎn)起爆時(shí)，必須嚴(yán)格按照約定時(shí)間依次進(jìn)行起爆，給協(xié)調(diào)管理帶來(lái)很大的不便，容易因協(xié)調(diào)和撤離不及時(shí)、警戒不到位等原因造成爆破沖擊波傷人、飛石傷人、炮煙中毒等安全事故。為解決這種起爆方式的弊端，提高爆破作業(yè)的安全性，銅坑礦井下全面推廣使用由湖南神斧民爆集團(tuán)生產(chǎn)的以SF-A型電子雷管作為起爆雷管的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)起爆系統(tǒng)。

1 SF-A型電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)簡(jiǎn)介

SF-A型電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)由FB-25-S型電子雷管起爆器、爆破母線、報(bào)警器、爆破子線和SF-A型電子雷管5部分組成，網(wǎng)絡(luò)控制起爆和遠(yuǎn)距離控制起爆。主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1) 具備抗380 V交、直流電壓，抗4000 V以下高能脈沖發(fā)爆器的功能，具有起爆方式唯一性的特點(diǎn)。

(2) 遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)起爆距離不小于10000 m。

(3) 具有起爆報(bào)警功能。

1.1 電子雷管起爆器

電子雷管起爆器是數(shù)碼延期雷管的專(zhuān)用起爆設(shè)備，單臺(tái)起爆器具有串聯(lián)25發(fā)數(shù)碼延期雷管的起爆能力。當(dāng)需要起爆的發(fā)數(shù)超過(guò)25發(fā)時(shí)，可以采用分組起爆方式，每組使用一臺(tái)起爆器，串聯(lián)不超過(guò)25發(fā)數(shù)碼延期雷管，多臺(tái)起爆器連接成一個(gè)大的起爆網(wǎng)絡(luò)同時(shí)動(dòng)作，即所謂聯(lián)動(dòng)起爆。另外電子雷管起爆器設(shè)置了雙開(kāi)機(jī)密碼和電子雷管編碼存儲(chǔ)功能，能夠查看電子雷管的使用情況，保證了起爆器使用的安全性，同時(shí)又加強(qiáng)了爆破器材的使用管理。

1.2 電子雷管

電子雷管，又稱(chēng)數(shù)碼雷管或數(shù)碼智能雷管。即采用電子控制模塊對(duì)起爆過(guò)程進(jìn)行控制的電雷管。其本質(zhì)在于一個(gè)微型電子芯片控制，取代了普通電雷管中的延期藥與電點(diǎn)火元件，不僅大大地提高了延時(shí)精度，而且控制了通往引火頭的電源，從而最大限度地減少了因引火頭能量需求所引起的誤差。其起爆能力與傳統(tǒng)延期藥雷管相同，延期和控制是其兩個(gè)基本功能。電子雷管具有極高的安全性：電子雷管顛覆了傳統(tǒng)的雷管起爆方式，只有采用安全性極高的專(zhuān)用起爆器經(jīng)過(guò)密碼驗(yàn)證后才能起爆。普通的電源如電池、交流電、直流電甚至220 V工頻電源均不能起爆數(shù)碼電子雷管，靜電、雷電、雜散電流、射頻等均不會(huì)誤起爆數(shù)碼電子雷管。SF-A型電子雷管結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。SF-A型電子雷管主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

(1) 高精度。電子雷管延時(shí)精度為±2 ms，誤差不會(huì)疊加。

(2) 高安全性。電子雷管只有使用專(zhuān)用電子雷管起爆器進(jìn)行起爆，其具有記錄功能，每次爆破的信息都儲(chǔ)存起爆器上，能解決雷管的末端管理的難題。

(3) 高可靠性。爆破作業(yè)中，電子雷管組網(wǎng)后能實(shí)現(xiàn)在線重復(fù)檢測(cè)，為網(wǎng)絡(luò)爆破提供了可靠的檢測(cè)手段。

圖1 SF-A型電子雷管結(jié)構(gòu)示意

2 電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)應(yīng)用

銅坑礦年生產(chǎn)能力較大，目前多中段同時(shí)進(jìn)行開(kāi)采，采用中深孔爆破方式，各中段之間通過(guò)豎井及斜道連接，同一采場(chǎng)上下中段可能需要同時(shí)進(jìn)行采礦爆破，爆破藥量較大，周邊掘進(jìn)面較集中，又必須在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行爆破，電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)的應(yīng)用，可以將多個(gè)爆破作業(yè)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，采用遠(yuǎn)程控制起爆，做到減少延時(shí)時(shí)間，保證安全，又可準(zhǔn)確、快速判斷是否正常起爆，并減少警戒時(shí)間。

2.1 電子雷管遠(yuǎn)程起爆網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)

(1) 起爆點(diǎn)的設(shè)置：起爆點(diǎn)一般設(shè)置于炮煙、飛石和爆炸沖擊波對(duì)爆破作業(yè)人員無(wú)傷害的地方，距爆破點(diǎn)不應(yīng)小于150 m，起爆點(diǎn)應(yīng)有明顯標(biāo)志。根據(jù)銅坑礦井下爆破作業(yè)點(diǎn)分布較集中的特點(diǎn)，組網(wǎng)起爆時(shí)，起爆點(diǎn)設(shè)置于中段口安全地方。

(2) 爆破網(wǎng)絡(luò)線的架設(shè)：爆破線母線應(yīng)用線電阻不大于0.5 Ω/m、絕緣電阻不小于10 MΩ的電線電纜。固定鋪設(shè)在起爆點(diǎn)到各工作面前爆破飛石無(wú)法對(duì)電線電纜造成損傷的地方。爆破母線應(yīng)有明顯標(biāo)示與其它電線電纜進(jìn)行區(qū)分。相對(duì)于爆破母線而言，爆破子線是爆破母線到工作面連接電子雷管腳線之間的電線。因離爆破面近，爆破后子線前端可能會(huì)有炸斷、破皮等損傷，下次爆破時(shí)需去除損傷部位。因此一般采用普通的爆破線作為爆破子線。采用的方法是將一卷爆破子線一端與爆破母線連接，另一端隨著工作面延伸或爆破子線損傷自由放線。

(3) 報(bào)警器的安裝：報(bào)警器應(yīng)安裝于靠近起爆點(diǎn)爆破飛石和爆炸沖擊波無(wú)法對(duì)報(bào)警器造成損壞的地方，或?qū)?bào)警器進(jìn)行防護(hù)，確保爆破飛石和爆炸沖擊波無(wú)法損壞報(bào)警器。報(bào)警器采用井下36 V交流電整流降壓后作為電源，通過(guò)兩根控制線串聯(lián)在爆破母線上。

2.2 起爆網(wǎng)絡(luò)的連接與起爆

起爆網(wǎng)絡(luò)連接：電子雷管在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中作為起爆雷管使用，只可以以串聯(lián)方式連接，禁止采用并聯(lián)或者混合方式連接，在聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)前,應(yīng)將雷管腳線、網(wǎng)絡(luò)連接線短接。接線與網(wǎng)絡(luò)母線的連接可用接線盒，也可遵照電線的連接方法進(jìn)行。連接線為鋁芯線時(shí)，要注意防止氧化和損傷，以免增加接頭電阻帶來(lái)拒爆。線路連接時(shí)，接線人應(yīng)先擦凈手上的泥污，要剪去網(wǎng)絡(luò)母線和連接線裸露部分或用砂紙擦去氧化層再進(jìn)行接線。連接一定要牢固，接頭要擦干凈，用防水膠布包緊。注意把網(wǎng)絡(luò)母線與連接線懸掛起來(lái)，避免接地、淋水、短路導(dǎo)致拒爆。網(wǎng)絡(luò)母線與腳線的接線方法如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)母線與腳線連接方法

網(wǎng)絡(luò)電阻檢查與起爆：在各作業(yè)點(diǎn)連接好后，操作人員應(yīng)全部撤離作業(yè)面，解開(kāi)短接的網(wǎng)絡(luò)母線，使用爆破電橋測(cè)量全線路的全電阻值，電阻值應(yīng)符合設(shè)計(jì)的規(guī)定，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)連接正確，若不符合，禁止連接，重新檢查并糾正線路。準(zhǔn)備起爆時(shí)，將2兩根爆破母線與起爆器的“爆破網(wǎng)”接線端子連接，“爆破網(wǎng)”接口端子分為紅色、黑色，爆破母線接入時(shí)不分正負(fù)極。起爆完成后，屏幕顯示“起爆完成關(guān)閉電源”，將起爆器的控制鑰匙撥至“關(guān)機(jī)”位置。

線路全電阻的計(jì)算公式為：

R=Rx+mr

式中，Rx為網(wǎng)絡(luò)線路電阻；r為單發(fā)雷管電阻；m為串聯(lián)雷管個(gè)數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)母線電阻的計(jì)算公式為：

Rx=ρL/s

式中，ρ為網(wǎng)絡(luò)母線電阻率；L為網(wǎng)絡(luò)母線長(zhǎng)度；s網(wǎng)絡(luò)母線橫截面積。

3 結(jié) 論

電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)是先進(jìn)的爆破控制技術(shù)、電子延期技術(shù)與傳統(tǒng)的火工行業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有安全、可靠、延時(shí)精度高以及易于管理的特點(diǎn)，并有正確密碼控制起爆、記錄功能和遠(yuǎn)距離起爆的優(yōu)良性能。使用SF-A型電子雷管組成遠(yuǎn)程起爆網(wǎng)絡(luò)和小型獨(dú)立起爆網(wǎng)絡(luò)靈活布置，有較好的操作性、適用性及安全性。目前該技術(shù)已在銅坑礦井下全面推廣使用，在井下爆破作業(yè)面多，爆破作業(yè)點(diǎn)分散，爆破條件復(fù)雜的情況下，電子雷管遠(yuǎn)程起爆系統(tǒng)能有效地解決井下爆破器材使用管理問(wèn)題，減少因爆破器材質(zhì)量問(wèn)題而引起的安全事故，同時(shí)取得了很好的爆破效果。

[1]郭進(jìn)平,聶興信.新編爆破工程實(shí)用技術(shù)大全[M].北京：光明日?qǐng)?bào)出版社,2002.

[2]顏克俊,史秀志,姚 曙,等.基于電子雷管的爆破網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在凡口礦的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2013(5):67￣69.

[3]顏景龍.中國(guó)電子雷管技術(shù)與應(yīng)用[J].中國(guó)工程科學(xué),2015,17(1):36￣41.

[4]李紅月,劉 鋒,顏事龍.電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].火工品,2011(3):18￣20.

[5]謝 勝,劉 博.電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2014(9):183￣184.

[6]汪旭光,沈立晉.工業(yè)雷管技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].工程爆破,2003,9(3):52￣57.

[7]張瑞萍.電子雷管技術(shù)的推廣應(yīng)用助力爆破器材安全管理工作[J].工程爆破,2012,18(4):85￣87.

[8]高 銘,李 勇,滕 威.電子雷管及其起爆系統(tǒng)評(píng)述[J].煤礦爆破,2006(3):23￣26.

作者簡(jiǎn)介：楊岳陽(yáng)(1989-)，男，助理工程師，主要從事礦山地下開(kāi)采研究、現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，Email：405294709@qq.com。

高學(xué)通(1985-)，男，河北滄州人，碩士，工程師，主要從事礦山水文地質(zhì)工程地質(zhì)方面的研究工作，Email：gaoxtcumt@qq.com。

2017￣02￣06)