前瞻精細(xì)爆破

施富強(qiáng)

(四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院，成都 610045)

伴隨著工程爆破創(chuàng)新實(shí)踐的發(fā)展歷程，精細(xì)爆破從概念、實(shí)踐、探索走向了共識(shí)，逐步構(gòu)建起了工程爆破高質(zhì)量發(fā)展的理論基礎(chǔ)、應(yīng)用構(gòu)架和研究方向。定量化的設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)化的實(shí)施、標(biāo)準(zhǔn)化的管理多方面地詮釋著精細(xì)爆破的理念、思想和方法，不斷指導(dǎo)著行業(yè)的創(chuàng)新、發(fā)展和進(jìn)步。精細(xì)爆破有別于傳統(tǒng)的控制爆破：一是在融合信息技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)多維度、多層次、多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)統(tǒng)籌；二是在定量化層面實(shí)現(xiàn)體系化的精度統(tǒng)籌；三是在過(guò)程控制層面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)全面邏輯統(tǒng)籌。數(shù)據(jù)統(tǒng)籌、精度統(tǒng)籌、邏輯統(tǒng)籌之“三統(tǒng)籌”必將為工程爆破“精準(zhǔn)化—數(shù)字化—智能化”奠定高質(zhì)量科學(xué)發(fā)展的應(yīng)用理論基礎(chǔ)[1-20]。

1 數(shù)據(jù)融合與統(tǒng)籌

大數(shù)據(jù)不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存貯，而是精準(zhǔn)“定位、定向、定標(biāo)”的價(jià)值數(shù)據(jù)的集合。定位，廣義上講是依需求定位，根據(jù)需求選定數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)屬性、數(shù)據(jù)類別及數(shù)據(jù)層級(jí)。例如，露天爆破我們需要地理信息、巖土信息、開(kāi)采信息、安全信息……，都為精細(xì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)提供支持。定向，就是目標(biāo)導(dǎo)向，環(huán)境目標(biāo)、安全目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)……，都為校核精細(xì)化控制提供技術(shù)支持。定標(biāo)，本質(zhì)上是目標(biāo)的閉環(huán)過(guò)程管控，分項(xiàng)分級(jí)目標(biāo)的過(guò)程控制統(tǒng)籌為總目標(biāo)的體系管理。

精細(xì)爆破的數(shù)據(jù)融合與統(tǒng)籌在于給數(shù)據(jù)賦予人的屬性，從邏輯關(guān)系梳理出時(shí)空關(guān)系，使其空間化、時(shí)域化、組織化(以下簡(jiǎn)稱“數(shù)據(jù)三化”)。形象地說(shuō)，就是給數(shù)據(jù)授銜，分層級(jí)組織化運(yùn)行，以“數(shù)據(jù)三化”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)爆破振動(dòng)、飛石半徑、坍落范圍受限時(shí)，相應(yīng)的指標(biāo)就成為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)、孔網(wǎng)參數(shù)、時(shí)域控制的約束，以此完成“動(dòng)力—運(yùn)動(dòng)”的耦合控制。

實(shí)現(xiàn)擬人化的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)的重點(diǎn)是關(guān)鍵數(shù)據(jù)的邏輯分析、時(shí)空分析和權(quán)重分析。要善于抓準(zhǔn)關(guān)鍵動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)——實(shí)時(shí)監(jiān)控險(xiǎn)情，精準(zhǔn)掌握強(qiáng)制穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)——精準(zhǔn)落實(shí)防范，準(zhǔn)確掌握基礎(chǔ)保障數(shù)據(jù)——提高響應(yīng)效率。按此三大類別統(tǒng)籌數(shù)據(jù)，結(jié)合其屬性，形成標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)服務(wù)前線和后方，支持定量系統(tǒng)決策，構(gòu)建基于精細(xì)爆破理論的工程爆破信息化工作系統(tǒng)，推動(dòng)智能化逐步成熟。

高質(zhì)量發(fā)展也要靠高水平的監(jiān)督，精細(xì)爆破核心是精準(zhǔn)、精細(xì)控制，信息化就是它的載體。精準(zhǔn)、精細(xì)都應(yīng)聚焦在關(guān)鍵環(huán)節(jié)，創(chuàng)新的重點(diǎn)在于善于抓重點(diǎn)。把控“關(guān)鍵少數(shù)”數(shù)據(jù)，借助數(shù)據(jù)平臺(tái)逐級(jí)管理就是數(shù)據(jù)融合與統(tǒng)籌。

2 體系化的精度統(tǒng)籌

精細(xì)爆破之“精”突出地體現(xiàn)在精度的統(tǒng)籌，度、量、衡按需組合滿足工程要求，便于工程實(shí)施。這是精細(xì)爆破的科學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)體系，既要闡明“精”的所以然，也要規(guī)范“度”的適用范圍。例如：拆除爆破同柱同段誤差控制在幾毫秒，就能有效防止防護(hù)體破壞后飛散物無(wú)(弱)阻抗離散；應(yīng)用多普勒效應(yīng)調(diào)控振動(dòng)波基波頻移時(shí)，孔間延時(shí)誤差多少能夠?qū)崿F(xiàn)基波有效頻移和受控疊加；深孔臺(tái)階爆破，同段誤差與分段誤差在特定條件下控制在什么樣的合理范圍內(nèi)可以有效提高爆破能量利用率……。同樣，結(jié)構(gòu)化的孔網(wǎng)參數(shù)、藥量分布在什么樣精度控制條件下，能夠達(dá)到現(xiàn)階段工程能力最優(yōu)化。

工程精度的統(tǒng)籌和過(guò)程控制需要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、研究來(lái)滿足階段性的工程需求。既體現(xiàn)科學(xué)性，又考量經(jīng)濟(jì)性和可操作性。統(tǒng)籌精度的價(jià)值在于“寬嚴(yán)相濟(jì)”，明理增信，指導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)多快好省地科學(xué)創(chuàng)新，研用結(jié)合。統(tǒng)籌精度也是推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化向高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，以此不斷全面提升工程爆破行業(yè)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略引領(lǐng)。

統(tǒng)籌工程精度具有時(shí)代性，精細(xì)爆破就是全面推動(dòng)不斷“創(chuàng)新—提高—開(kāi)拓”的思想源點(diǎn)。元件精度、器材精度、檢測(cè)精度、監(jiān)測(cè)精度、設(shè)計(jì)精度、控制精度、檢驗(yàn)精度……相互依賴、對(duì)立統(tǒng)一。統(tǒng)籌精度就是強(qiáng)調(diào)工程精度是系統(tǒng)工程，孤立的、局部的精度提升具備推動(dòng)力并不具備普適性。行業(yè)的整體進(jìn)步既需要科學(xué)家，也需要科普家，能用通俗的方法、通俗的手段、通俗的語(yǔ)言普及系統(tǒng)精度的運(yùn)用是做強(qiáng)工業(yè)化體系的繁重任務(wù)。對(duì)精細(xì)爆破的深入研究、系統(tǒng)模擬、廣泛實(shí)踐必將會(huì)產(chǎn)生歷史性的前沿思想，推動(dòng)的不僅僅是工程爆破行業(yè)，而是工業(yè)文明理念和意識(shí)的深化與突破。

3 關(guān)鍵工藝的邏輯統(tǒng)籌

精度的統(tǒng)籌構(gòu)建起高質(zhì)量發(fā)展的世界觀和方法論，細(xì)化工藝及措施則是實(shí)現(xiàn)精度統(tǒng)籌的生產(chǎn)力。“細(xì)”應(yīng)體現(xiàn)在數(shù)理邏輯的系統(tǒng)性、生產(chǎn)工藝的完整性和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的可控性，使科學(xué)方法轉(zhuǎn)化成科普行動(dòng)?！凹?xì)”是相對(duì)的，不同的時(shí)空、不同的對(duì)象、不同的環(huán)節(jié)應(yīng)有滿足控制目標(biāo)的“細(xì)”。例如：復(fù)雜環(huán)境下的工程爆破，孔網(wǎng)參數(shù)往往會(huì)細(xì)化到單段、單孔，過(guò)程控制會(huì)細(xì)到器材的選用、試爆、抗組合干擾及多重防控等等。這里“細(xì)”的重點(diǎn)是把握各關(guān)鍵環(huán)節(jié)在全過(guò)程的邏輯關(guān)系，并以完整的工藝手段統(tǒng)籌銜接，環(huán)環(huán)相扣，閉環(huán)控制。

關(guān)鍵工藝的細(xì)化與工程實(shí)際密不可分，從裝備、器材、輔材的選擇，孔網(wǎng)布局的考量，安全目標(biāo)監(jiān)測(cè)……到施工組織管理等都應(yīng)掌握各自的“關(guān)鍵”，并充分“細(xì)化關(guān)鍵的人、材、物”，以充分保障合理可行。其中，過(guò)程推演、動(dòng)態(tài)模擬都是力求尋找“關(guān)鍵”、細(xì)化工藝以期有效控制，同樣是科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和可操作性的針對(duì)性優(yōu)化。統(tǒng)籌關(guān)鍵工藝的邏輯細(xì)化，其價(jià)值在于“粗細(xì)結(jié)合，粗中有細(xì)”，實(shí)事求是，指導(dǎo)行業(yè)企業(yè)因地治宜、因材施教，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，不拘一格借鑒優(yōu)化。工藝邏輯的統(tǒng)籌也是集各行各業(yè)的數(shù)理邏輯，大成于工程爆破行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

細(xì)化關(guān)鍵工藝也是推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的源動(dòng)力。細(xì)化的過(guò)程也是發(fā)現(xiàn)深層次問(wèn)題的過(guò)程，也是探索本構(gòu)關(guān)系的研究與實(shí)踐。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)雷管延時(shí)誤差與破巖過(guò)程飛散物的關(guān)聯(lián)性后，提高雷管精度就成為共需；當(dāng)數(shù)字雷管延時(shí)拒爆多發(fā)時(shí)，提高數(shù)字電路的抗振能力又成為新的研究課題。這些都是瞄準(zhǔn)關(guān)鍵問(wèn)題，細(xì)化“邏輯設(shè)計(jì)—制造工藝—應(yīng)用工法”的全流程創(chuàng)新活動(dòng)。也許，未來(lái)不僅僅是雷管的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，制造工藝更加精細(xì)，而且應(yīng)用工法也將便捷，以期滿足“機(jī)器人”的自動(dòng)操作。從這個(gè)意義上講，“精細(xì)”化過(guò)程也是“精簡(jiǎn)”化的過(guò)程，“細(xì)之悟道，簡(jiǎn)而守理”，以最簡(jiǎn)單的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)最關(guān)鍵的正確操作。

4 結(jié)語(yǔ)

精細(xì)爆破的提出是工程爆破追求時(shí)代化創(chuàng)新的思想結(jié)晶，精細(xì)爆破的創(chuàng)新實(shí)踐是工程爆破開(kāi)啟高質(zhì)量發(fā)展的里程碑。精細(xì)爆破的廣泛深入系統(tǒng)研究，推動(dòng)著工程爆破應(yīng)用技術(shù)體系不斷滿足社會(huì)需求?！熬庇诰鹊慕y(tǒng)籌，“細(xì)”促工藝的精準(zhǔn)。精細(xì)相輔相承，突出重點(diǎn)、把握關(guān)鍵、掌控全局，實(shí)現(xiàn)安全、綠色、高效的發(fā)展目標(biāo)。精細(xì)爆破面向爆炸能量精準(zhǔn)應(yīng)用主戰(zhàn)場(chǎng)，源于工程需求，服務(wù)工程創(chuàng)新、拓展行業(yè)領(lǐng)域。工程化的創(chuàng)新思維是其研究、開(kāi)發(fā)、管理和普及的主基調(diào)，成果標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用普適化是行業(yè)進(jìn)步的支撐力，期待著精細(xì)爆破的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)構(gòu)架日趨成熟，不斷開(kāi)創(chuàng)工程爆破新局面。