工業(yè)發(fā)展下數(shù)碼電子雷管（金屬殼）監(jiān)控與安全管理

姜 南

（四川省樂山市公安局治安管理支隊，四川 樂山 614000）

數(shù)碼電子雷管簡稱電子雷管，是一種在雷管內(nèi)裝有金屬電子芯片、能夠雙向無極性通訊、可現(xiàn)場編程設(shè)定延期時間、并通過授權(quán)密碼起爆的高科技產(chǎn)品，它是起爆器材領(lǐng)域里最為引人矚目的明星。國外電子雷管及起爆系統(tǒng)的研究開發(fā)工作大約始于20世紀80年代初，到90年代，電子雷管產(chǎn)品開始進入起爆器材市場，但總體上還處于技術(shù)與產(chǎn)品研究開發(fā)和應用試驗階段，到21世紀初，電子雷管及其起爆系統(tǒng)技術(shù)得到了快速發(fā)展。目前，在國際市場上占據(jù)了同類產(chǎn)品的大部分市場。根據(jù)中華人民共和國統(tǒng)計局發(fā)布的行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國2018年使用工業(yè)電子數(shù)碼雷管共計1745.8萬發(fā)，2019年使用工業(yè)數(shù)碼電子雷管共計3823.萬發(fā)，2020年使用工業(yè)數(shù)碼電子雷管共計1.7億發(fā)，2021年預計使用工業(yè)數(shù)碼電子雷管共計10億發(fā)，可以看出，隨著社會發(fā)展的需要，依靠工業(yè)數(shù)碼電子雷管的自身優(yōu)勢，以及國家、行業(yè)、公安機關(guān)等對安全要求的提高，工業(yè)數(shù)碼電子雷管的使用量在巨量的增加，作為新科技產(chǎn)品，其產(chǎn)品的性能優(yōu)勢在使用過程中得到運用，對公安機關(guān)的安全監(jiān)管工作提出了更高的要求。

圖1 電子雷管主要組成部分

1 工業(yè)數(shù)碼電子金屬雷管定義

即運用微電子技術(shù)、集成電路技術(shù)、通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、金屬材料技術(shù)等電子控制模塊，對起爆過程進行延時和能量控制的電雷管產(chǎn)品[1]。

電子控制模塊：內(nèi)置ID身份信息和起爆密碼，能對自身功能、性能及點火元件狀態(tài)進行監(jiān)測，并且能與外部專用設(shè)備和儀器進行通信的專用電路模塊。

2 工業(yè)電子數(shù)碼金屬雷管的技術(shù)特點

工業(yè)電子數(shù)碼金屬雷管起爆受密碼控制，當外部輸入密碼與雷管內(nèi)部預先設(shè)置密碼一致時，雷管才能正常起爆，以解決雷管的非授權(quán)使用控制問題；為提高雷管的安全性和可靠性；該雷管采用高精度、高準確性的電子延期部件，性能參數(shù)優(yōu)良的發(fā)火組件，專用基礎(chǔ)雷管組合構(gòu)成，大幅度提升延期雷管的工作精度，使延期雷管性能大大提高[2]。

同時，由于采用專用起爆裝置和授權(quán)使用技術(shù)可極大減小對社會安全的威脅。該產(chǎn)品作為一項高技術(shù)的金屬材料新產(chǎn)品，其金屬材料制造工藝必然與傳統(tǒng)的工業(yè)電雷管生產(chǎn)工藝不同，涉及到的工藝環(huán)節(jié)更多、更復雜，要求也更高。主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括：微電子金屬芯片設(shè)計、制作與檢測；電子金屬雷管延期模塊生產(chǎn)、檢測及起爆系統(tǒng)生產(chǎn)與檢測；電子雷管點火頭生產(chǎn)、檢測；雷管電路與火工品集成制造、產(chǎn)品檢驗與試驗等。

圖2 數(shù)碼電子雷管與常規(guī)雷管結(jié)構(gòu)的對比

3 工業(yè)數(shù)碼電子金屬雷管的技術(shù)優(yōu)勢

工業(yè)數(shù)碼電子金屬雷管屬于民用爆炸物品的高尖端產(chǎn)品，具備抗干擾、抗非法起爆、安全性好、延時精度高、可在線監(jiān)測、有效降低爆破振動效應的安全性能，提高爆破網(wǎng)路的可靠性和安全性，有利于對民用爆炸物品的管控。數(shù)碼電子雷管是將普通瞬發(fā)電雷管與電子控制線路相結(jié)合，集密碼控制、精確延時，專用起爆、GPS定位、指紋識別、區(qū)域限制、起爆信息存儲等多功能于一身，每發(fā)雷管都有一個密碼，一旦發(fā)生丟失、被盜、沒有密碼均不能起爆，若使用傳統(tǒng)方法的起爆、220V電源都無法使其起爆，可最大限度減少民爆物品被不法分子利用危害社會的可能性，能進一步加強危險品管理，提高危險品流通、使用環(huán)節(jié)安全水平。隨著電子雷管相關(guān)技術(shù)的研究及電子雷管產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子雷管正逐漸向高安全性、高可靠性、高穩(wěn)定性及智能化方向發(fā)展[3]。

4 工業(yè)數(shù)碼電子金屬雷管的管理現(xiàn)狀

電子控制模塊是電子數(shù)碼金屬雷管的核心部件，其成本取決于芯片集成度、電容品質(zhì)、發(fā)火橋材料、芯片模塊生產(chǎn)批量、生產(chǎn)工藝及金屬原輔材選擇等因素，由于生產(chǎn)芯片的部件來源、品質(zhì)和功能承載等不同，芯片模塊價格差異較大。目前具備工業(yè)數(shù)碼電子雷管生產(chǎn)廠家全國有十多家，各廠家生產(chǎn)的工業(yè)電子數(shù)碼雷管的性能側(cè)重點雖有零星區(qū)別，但總體均能達到《工業(yè)數(shù)碼電子雷管》（WJ9085-2015）的標準，但對于工業(yè)電子數(shù)碼雷管的起爆器材，卻是參差不齊，各生產(chǎn)性企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)電子數(shù)碼雷管的起爆器各不一樣，其中樣式、使用方式、操作模式、性能穩(wěn)定性以及可靠性等均有較大的差異，目前采取的是在民爆系統(tǒng)中的備案制，卻無法達到監(jiān)管的目的，特別是對民用爆炸物品的檢查工作中，因各廠家的起爆器材均不一樣，無法達到統(tǒng)一標準，監(jiān)管工作就會出現(xiàn)瑕疵，對起爆器材的統(tǒng)一標準，以及起爆器材的精準定位建議行業(yè)進行規(guī)劃，特別是對起爆器材的穩(wěn)定性、追蹤性、操作性等方面建立統(tǒng)一執(zhí)行標準，達到各非營業(yè)性爆破作業(yè)單位與營業(yè)性爆破作業(yè)單位自控，公安機關(guān)24小時監(jiān)管，立即掌控的目的。

5 數(shù)碼電子金屬雷管高安全主要體現(xiàn)

（1）高安全： 非接觸注冊、專用起爆器、指定專人操作、密碼控制、低壓檢測、低壓起爆。

（2）發(fā)管方便、延期任意設(shè)置： 無段別、無限次優(yōu)化、16s內(nèi)以毫秒步長任意設(shè)置，管理方便，可有效減震。

（3）高精度：延期精度±1‰ ，精細爆破成為現(xiàn)實。

（4）可檢測：單發(fā)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可檢測。

（5）方便監(jiān)管：授權(quán)起爆、數(shù)據(jù)實時上傳。

（6）更加綠色環(huán)保：普通延期產(chǎn)品使用藥劑延期，生產(chǎn)過程及應用存在污染源，而電子雷管消除了延期藥生產(chǎn)過程的危險和污染問題。

（7）全生命周期可追溯：依靠互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)為載體，實現(xiàn)民爆物品全生命周期的監(jiān)管、追蹤和責任定位，讓違法亂紀無處遁形。

（8）綜合效益顯著提升：減震動、降塊度、降單耗、提高鏟裝效率，綜合方量成本降低明顯[4,5]。

6 數(shù)碼電子金屬雷管使用現(xiàn)狀

從2006年開始，數(shù)碼電子金屬雷管在國內(nèi)開始應用于三峽圍堰爆破，后續(xù)逐步在露天礦山、地下非煤開采、隧道施工、樁井開挖、水下爆破等場合進行了推廣使用，至今已有13個年頭的應用歷程。從2010年起，新疆、北京就開始推進電子雷管的使用，2016年貴州率先引入中爆數(shù)字末端管控平臺，經(jīng)過3年的發(fā)展目前國內(nèi)主要有中爆數(shù)字和北京丹靈兩家管控平臺外加些地方平臺，但能夠?qū)崿F(xiàn)三碼綁定全流程監(jiān)管和密碼和位置授權(quán)使用的只有北京丹靈公司。截止目前，電子雷管因電子產(chǎn)品的客觀特性在小斷面隧道、樁井、地下開采均存在比例不等盲炮有待進一步技術(shù)升級，可優(yōu)先在露天深孔、城鎮(zhèn)拆除爆破中應用，鼓勵在隧道、淺孔爆破中應用。

7 工業(yè)數(shù)碼電子金屬雷管的安全監(jiān)管

圖3 電子金屬雷管末端管控流程

電子金屬雷管技術(shù)的研發(fā)和革新，推進了民用爆炸物品安全管理的警務(wù)創(chuàng)新工作。公安機關(guān)作為民用爆炸物品的監(jiān)督管理機關(guān)，其主要職責是負責民用爆炸物品公共安全管理和民用爆炸物品購買、運輸、爆破作業(yè)的安全監(jiān)督管理，監(jiān)控民用爆炸物品流向。公安機關(guān)在監(jiān)督管理過程中，自始至終都在鼓勵、參與和服務(wù)產(chǎn)品的技術(shù)革新，與此同時，結(jié)合自身的監(jiān)管職責，從保障社會公共安全的角度，積極開展警務(wù)創(chuàng)新工作，并將產(chǎn)品的技術(shù)革新與警務(wù)創(chuàng)新有機結(jié)合，以提升民用爆炸物品安全監(jiān)管工作的智能化、科技化水平。

（1）工業(yè)電子數(shù)碼雷管在購買、運輸、使用、清退等工作中，在現(xiàn)有的信息系統(tǒng)中能得到有效的觀察，目前采取GPS定位，區(qū)域管控，區(qū)域的范圍為5公里范圍內(nèi)，超出5公里范圍內(nèi)，則無法完成起爆工作，5公里范圍的標準是出于什么樣的考慮暫時不清楚，一旦發(fā)生“流失”現(xiàn)象，5公里范圍對警力布控較大，轄區(qū)警力在有限的條件，無法做到精確掌控，民用爆炸物品，一旦脫離監(jiān)管，隨時都存在公共安全隱患，因此，在警力的布控過程中，要做到精確布控，縮小范圍，力求在最短的時間內(nèi)，防止“流失”。

（2）日常監(jiān)管中，各非營業(yè)性爆破作業(yè)單位與營業(yè)性爆破作業(yè)單位基于工作需要，對工業(yè)電子數(shù)碼雷管的使用量在呈現(xiàn)翻倍的現(xiàn)象，根據(jù)各非營業(yè)性爆破作業(yè)單位與營業(yè)性爆破作業(yè)單位的使用方式，各非營業(yè)性爆破作業(yè)單位與營業(yè)性爆破作業(yè)單位依據(jù)爆破項目去購買、運輸、使用以及清退工作，對使用量的精確掌控，以及剩余量的精準掌握，屬于公安機關(guān)的日常安全監(jiān)管工作，能在信息系統(tǒng)中得到反映，對于操作的安全性、可靠性，則需要使用單位在使用過程中自行控制，公安機關(guān)對使用過程中的安全監(jiān)管，主要是采取系統(tǒng)信息適時跟蹤監(jiān)控、爆破作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)管等管理手段。

（3）變“被動管理”為“主動管理”。以前的安全監(jiān)管工作是公安機關(guān)被動地進行審批、安全檢查和事故查處等，而電子雷管技術(shù)的推廣應用，使公安機關(guān)掌握了工作的主動權(quán)，通過適時動態(tài)的監(jiān)管，能夠及時發(fā)現(xiàn)和查處安全隱患或違規(guī)違章等問題，進而可以及時采取有力措施，控制事態(tài)發(fā)展，為迅速處置突發(fā)涉爆事件提供技術(shù)支撐。

8 數(shù)碼電子金屬雷管的廣泛應用是社會進步的必然趨勢

8.1 社會公共安全方面

在社會公共安全管理方面，能夠按照一管一碼、事前控制、事后追溯的總體控制原則，除了無密碼無法使用外，起爆器還具有GPS定位，局域控制等多種功能，減少了電子雷管流失社會后被不法分子利用制造事端的機會，對于保障社會公共安全、維護企業(yè)安全具有極大作用，這些優(yōu)勢決定了數(shù)碼電子雷管今后的市場潛力和發(fā)展前景。對于創(chuàng)新民用爆炸物品安全管理模式，提升安全監(jiān)管能力，加強和改進民用爆炸物品安全管理工作具有重要的現(xiàn)實意義。

8.2 爆破作業(yè)安全、爆破效果及有害效應防控方面

數(shù)碼電子雷管具有很強的抗靜電、抗射頻、抗雜散電流等性能，普通電源和工業(yè)用電不能起爆，生產(chǎn)、裝卸、運輸及貯存以及使用環(huán)節(jié)本質(zhì)安全水平大幅提高。由于延期精度高，時間設(shè)置靈活，范圍寬，爆破效果好，震動小。廣泛用于礦山深孔爆破、定向控制爆破、地下爆破等場合。

9 結(jié)語

數(shù)碼電子金屬雷管的推廣應用，對于民爆物品安全管理工作的助力主要體現(xiàn)在三個方面：

（1）由于數(shù)碼電子金屬雷管及其起爆系統(tǒng)取代了化學延期體，有效提高爆破作業(yè)的安全性穩(wěn)定性和起爆精度，同時電子金屬雷管所具有的網(wǎng)路便于安全檢測的進行，更能有效提高起爆系統(tǒng)安全管理工作的效率[6,7]。

（2）數(shù)碼電子金屬雷管技術(shù)的應用，使得公安機關(guān)能通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，對民用爆炸物品進行實時的監(jiān)控，而電子雷管與配套的爆破系統(tǒng)所擁有的雙重密碼，有效提高了爆破的安全性能，有利于加強對民用爆炸物品的監(jiān)管工作，消除了安全隱患，從源頭上遏制涉爆案件的發(fā)生，保障了社會公共安全的穩(wěn)定。

（3）數(shù)碼電子金屬雷管的應用，還擴展了安全管理的工作范圍，從傳統(tǒng)的民用爆炸物品管理，擴大到了管理數(shù)碼電子雷管的控制密碼和實時監(jiān)管民用爆炸物品的定位信息等。