數(shù)碼電子雷管在城鎮(zhèn)爆破中的應用

羅福友

摘要：隨著民爆器材的發(fā)展，爆破技術(shù)與工藝在不斷提高，尤其是數(shù)碼電子的發(fā)展和應用，給爆破技術(shù)帶來了較大的改革。但由于我國對數(shù)碼電子雷管的研究起步較晚，其原創(chuàng)能力、成本及應用經(jīng)驗等方面處于劣勢。因此，以城鎮(zhèn)爆破應用為例，通過對比分析數(shù)碼電子雷管與普通導爆管雷管的應用效果，從安全性、爆破效果和經(jīng)濟效益等方面比對兩者優(yōu)劣。結(jié)果顯示：電子雷管使用更為安全、簡便、可靠，效果更佳，可降低炸藥單耗，但數(shù)碼電子比價格高，增加了雷管成本。不過，今后通過市場經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)碼電子雷管通過降低自身成本會逐漸成為主流產(chǎn)品。

Abstract： With the development of industrial explosive materials， blasting technology continues to improve， especially the development and application of digital electronics， has brought a great reform to the blasting technology. However， due to the late start of the study of digital electronic detonator， its original capacity， cost and application experience are in a disadvantage. Therefore， taking the application of blasting in cities and towns as an example， this paper compares and analyzes the application effect of digital electronic detonator and common Nonel detonator， and compares the advantages and disadvantages of the two frome safety， blasting effect and economic benefit. The results show that the electronic detonator is safer， simpler， more reliable， and has better effect. It can reduce the unit consumption of explosive， but the price is higher so that detonator cost increases. However， in the future through the development of the market economy， digital electronic detonators will gradually become mainstream products by reducing their costs.

關(guān)鍵詞：數(shù)碼電子雷管；城鎮(zhèn)爆破；爆破參數(shù)；爆破效果；對比分析

Key words： digital electronic detonator；urban blasting；blasting parameters；blasting effect；comparative analysis

中圖分類號：TD235.33 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）16-0112-03

0 引言

隨著市政工程、城市建設等領(lǐng)域的發(fā)展，爆破所處的環(huán)境越來越復雜，尤其是城鎮(zhèn)爆破，其爆破危害效應控制要求更為嚴格，而數(shù)碼電子雷管的誕生推進了爆破技術(shù)的發(fā)展腳步。方桂富[1]等人研究了控制爆破振動的最佳延期時間，振動降低了60%；薛里[2]等人利用波動理論研究了爆破波形相互疊加干擾，達到降振效果，并且得到了其延時間隔時差的計算方法；呂淑然[3]等人將數(shù)碼電子雷管運用于大型礦山，不僅降低了爆破振動危害，而且還改善了爆破效果，提高了鏟裝效率。其他學者[3-10]也分別在隧道爆破、露天礦山爆破、礦柱回采中運用數(shù)碼電子雷管，并取得了良好的效果。

為有效控制爆破振動，改善爆破效果，從安全性、施工難度、爆破效果和成本方面綜合分析數(shù)碼電子雷管與普通導爆管雷管的差異。將數(shù)碼電子雷管爆破技術(shù)運用于南昌市九龍湖綠地國博爆破工程，通過優(yōu)化爆破參數(shù)和延期時間，改善了爆破效果。

1 試用數(shù)碼電子雷管簡介

本次試用數(shù)碼電子雷管為江西新余國泰特種化工有限責任公司生產(chǎn)產(chǎn)品。

據(jù)該廠介紹：該產(chǎn)品延期時間在（0～16000）ms區(qū)間內(nèi)可任意設置：設置的延期時間范圍在（0～100）ms時，實測延期時間值與設置的延期時間值相比，偏差應不大于1ms；設置的延期時間范圍在（101～16000）ms時，實測延期時間值與設置的延期時間值相比，偏差應不大于設置值的1%。

2 試用場地概況

綠地九龍湖國際博覽城二期工程，位于南昌市紅角洲九龍湖片區(qū)的綠地二期開發(fā)建筑用地。需爆破巖石主要為粉質(zhì)砂巖。爆區(qū)周邊環(huán)境復雜，需嚴格控制爆破振動、飛石等爆破危害效應。

3 數(shù)碼電子雷管爆破方案

目前數(shù)碼電子雷管共試用4次，炮孔均不含水，按單孔單響網(wǎng)路設計[11-14]，各次爆破具體參數(shù)見表1，起爆時間設計見表1，爆破效果見圖1所示。

3.1 第一次試用

爆破效果：巖石較破碎，底部局部粉碎，爆堆高度約6.0m，第一排孔推出約10m。

3.2 第二次試用

爆破效果：巖石塊度較第一次大，但符合爆破塊度要求，能滿足鏟裝要求，巖石上翻，爆堆高約7.5m，第一排孔推出約7m。

3.3 第三次試用

爆破效果：巖石塊度適中，爆堆高約9.5m，第一排孔推出約15m。

3.4 第四次試用

爆破效果：炮孔下部巖石塊度達到要求，上部大塊較多，爆堆高約11.5m，第一排孔推出約6m。

4 普通導爆管雷管爆破方案

普通導爆管爆破起爆順序見圖1（f）所示，爆破參數(shù)見表1。

爆破效果：巖石塊度基本達到鏟裝要求，爆堆高約6.8m，第一排孔推出約2m。

5 對比分析

5.1 安全性

數(shù)碼電子雷管相對普通導爆管雷管而言，腳線抗拉強度更大更結(jié)實，提高了裝藥過程中的安全性和可靠性；腳線對于打結(jié)、踩壓仍能保證安全起爆；更方便檢查雷管性能，對于每發(fā)使用的雷管都能有效檢測，而導爆管雷管只能抽樣檢測；網(wǎng)路檢查方便，能夠避免漏聯(lián)現(xiàn)象；需用專用起爆器和密鑰解碼才能起爆，提高了使用的安全性及防止流入社會的違法犯罪活動使用[15-16]。

5.2 施工難易程度

數(shù)碼電子雷管減少了爆破網(wǎng)路聯(lián)接過程的工作量，卡扣聯(lián)線更便捷可靠；導爆管雷管網(wǎng)路聯(lián)接復雜，工作量大，可靠性更低。

5.3 爆破效果

從4次數(shù)碼電子雷管試用結(jié)果可看出，通過設置合理的間隔延期時間，能夠有效地減少大塊率，使巖石破碎均勻，爆堆松散方便挖運，后破裂線短，后坡面相對完整穩(wěn)定。

普通導爆管雷管爆破效果較數(shù)碼電子雷管差。

5.4 成本分析

4次數(shù)碼電子雷管試用平均炸藥單耗為0.2975kg/m3，約為0.3kg/m3，使用普通導爆管雷管時，炸藥單耗為0.33kg/m3。整個九龍湖綠地國際博覽城二期工程爆破項目工程量約為100萬m3，按臺階高度7.0m計算，若整個二期工程全使用數(shù)碼電子雷管，可節(jié)省炸藥使用量約30t，炸藥單價按1.06萬元/t計算，可節(jié)約炸藥款約31.8萬元；導爆管雷管使用量節(jié)省約952發(fā)，按13元/發(fā)計算，數(shù)碼電子雷管按50元/發(fā)計算，總計使用數(shù)碼電子雷管時，比用普通導爆管雷管多34.0萬元。

綜合分析炸藥雷管使用成本，使用數(shù)碼電子雷管爆破成本較使用普通導爆管雷管爆破高2.2萬元。

由于數(shù)碼電子雷管僅試用4次，爆破方案仍有待優(yōu)化，炸藥單耗可進一步降低。

6 總結(jié)

本次數(shù)碼電子雷管在南昌九龍湖綠地國際博覽城工地的試用，總結(jié)如下：

6.1 優(yōu)點

①本數(shù)碼電子雷管能滿足爆破設計者設計的任何孔間與排間延期時間，極大提高爆破設計者對炮孔微差時間的精準設計和改善爆破效果的需求，提高炸藥利用率，降低炸藥使用成本；

②與現(xiàn)行的非電導爆管網(wǎng)絡相比，電磁雷管起爆網(wǎng)絡無需地表連接雷管，同時無段別之分，方便庫存管理以及現(xiàn)場施工和減少施工時發(fā)錯雷管段別的失誤，相對于使用高精度非電導爆管雷管同類起爆網(wǎng)絡爆破，單孔至少節(jié)省1發(fā)地表雷管和大幅度降低起爆網(wǎng)絡連接時間，同時對連接起爆網(wǎng)絡人員的水平要求降低，把因網(wǎng)絡連接而導致炮孔拒爆的可能性降到0；

③延期精度高和延期時間范圍寬廣，革命性的改變了普通雷管固定延時時間限制，完全能夠滿足爆破技術(shù)人員對延時方案設計，滿足實現(xiàn)精準微差爆破需求；

④網(wǎng)路連接簡單，便于操作，爆破網(wǎng)路便于檢測，提高了網(wǎng)路的可靠性，按照設計微差時間起爆藥包，降低盲炮率，在試用期間的不同位置、不同孔深、不同裝藥量的四次爆破、177個炮孔中未發(fā)現(xiàn)一例盲炮；

⑤需專用起爆器起爆，提高了起爆人員的技術(shù)水平，杜絕了意外因素引發(fā)爆破事故的可能性，提高了使用安全性。

⑥腳線抗拉強度大，柔性好，不易拉斷，較普通雷管相比增加了施工的安全可靠性。

6.2 缺點

數(shù)碼電子雷管較目前常規(guī)使用高精度雷管使用成本高，其原因是電子芯片主要是向其他單位購買，相對成本高。

7 展望

數(shù)碼電子雷管較普通導爆管雷管優(yōu)勢顯著，但目前阻礙其快速推廣使用的是其較高的單價，以及對施工技術(shù)人員的技術(shù)要求較高。大多數(shù)爆破施工單位現(xiàn)場施工人員文化水平、爆破理論水平偏低，接受新產(chǎn)品、新技術(shù)的能力差，甚至存在排斥心理，這使得推廣使用數(shù)碼電子雷管存在較大難度。

根據(jù)數(shù)碼電子雷管的使用特點和技術(shù)要求，建議優(yōu)先從拆除爆破、大型礦山爆破開拓市場，然后逐漸推廣至其他類型爆破使用。

拆除爆破對炮孔延期時間要求精度高、跨度大，并且嚴格按照設計要求施工，數(shù)碼電子雷管基本能夠滿足爆破設計的任意延期時間設計要求，故數(shù)碼電子雷管是其最佳選擇。

大型礦山企業(yè)爆破技術(shù)人員基本上是年輕大學生，接受新產(chǎn)品新技術(shù)快；礦山爆破臺階高度一般10m以上，通過使用數(shù)碼電子雷管優(yōu)化爆破方案能夠降低炸藥單耗和雷管使用量，取得良好經(jīng)濟效益。

與礦山設計院、研究院、高校合作，結(jié)合實際工程項目聯(lián)合推廣。

總之，爆破技術(shù)是往更安全、經(jīng)濟、精細的方向發(fā)展，數(shù)碼電子雷管的推廣和應用是必然趨勢。

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