數(shù)碼電子雷管在某露天礦爆破中的應(yīng)用

李 晨

（中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

1 數(shù)碼電子雷管的安全性能

1.1 良好的使用安全性

電子雷管具有抗射頻、抗雜散電流能力較強、準(zhǔn)爆率高等優(yōu)點。電子雷管爆破網(wǎng)路連接完成后，可以通過控制器對爆破網(wǎng)路進(jìn)行檢測，如果有故障電子雷管，可以精確檢測出來，并可以找到故障電子雷管的具體孔位，在爆破前進(jìn)行處理，避免了傳統(tǒng)起爆網(wǎng)絡(luò)的問題，最大限度減少盲炮和使用中的危險因素，爆破作業(yè)安全條件得到了提升。

1.2 良好的公共安全性

電子雷管具有密碼管控系統(tǒng)，以形成雷管生產(chǎn)、流通、使用的閉環(huán)管理，極大地增強了民爆物品的管控水平。同時，電子雷管使用常規(guī)手段不能起爆，具有傳統(tǒng)雷管所沒有的社會安全性和公共安全性。

XF型系列電子雷管具有電子雷管信息流向跟蹤管控系統(tǒng)，滿足公安部門關(guān)于電子雷管信息流向監(jiān)控的要求，在民爆系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過密碼管控，設(shè)備管控以及管控指令等手段，增加了對雷管的使用環(huán)節(jié)的管控，實現(xiàn)了對雷管的完整閉環(huán)管理。將現(xiàn)在事后追溯的管理模式改變?yōu)槭虑翱刂频墓芾砟Ｊ剑菍γ癖到y(tǒng)所實現(xiàn)管理功能的補充和完善。

（1）每枚電子雷管具有唯一密碼，沒有密碼，電子雷管無法起爆。

（2）只能使用專用設(shè)備起爆，傳統(tǒng)的電池、起爆器以及220V交直流電均無法起爆。

（3）通過管控指令可以做到爆破時間、爆破區(qū)域、爆破單位的主動控制。

2 電子雷管使用操作步驟

2.1 電子雷管密碼下載與發(fā)放

（1）密碼下載和預(yù)檢查。進(jìn)入炸藥倉庫后，下載完成后，使用數(shù)字傳輸設(shè)備下載密碼，檢查箱子的條形碼和代碼，并在安全驗證后，將電子雷管密碼導(dǎo)入控制器。

（2）發(fā)放電子雷管。在發(fā)放電子雷管之前，應(yīng)對其質(zhì)量和數(shù)量進(jìn)行驗證，同時，應(yīng)驗證是否存在電子雷管的附加代碼。如果有補充代碼，則應(yīng)將其記錄在拆除作業(yè)記錄表和炸藥進(jìn)出記錄簿上，并將附加電子雷管的使用位置告知代碼收件人。

（3）電子雷管必須與炮眼保持一定距離，以防止電子雷管落入炮眼。

2.2 炸藥包的制造

在制作起爆套件之前，應(yīng)檢查電子雷管，特別注意檢查兩個連接、雷管和尾線、夾子和尾線是否存在問題，以及夾子和夾子內(nèi)部的二維碼是否存在問題。如果代碼不可讀，則應(yīng)記錄電子雷管的位置，并且在使用電子雷管的代碼收集器qr時，必須在電子雷管箱內(nèi)手動輸入代碼。如果制動器內(nèi)或電子雷管端部出現(xiàn)故障，應(yīng)手動將電子雷管端部連接至爆破總線[1]。

乳化巖石炸藥n.o.2有一個直徑為32英寸的裝藥輥，重量為300g。通常，兩個或三個貨卷用于制作具有中深孔的起爆包。用木棍在輥子頂部開一個小孔，沿輥子長度將電子雷管插入輥子中，并在輥子頂部和底部放置一個帶電子雷管尾線的扣，以便將電子雷管連接到輥子上。在制造雷管包以完成下部孔的過程中，應(yīng)注意下部孔的速度不要太快，以避免孔開口處的尾絲摩擦，孔的外部尾絲應(yīng)使用較大的石輥擰緊?？装宓耐獠课簿€應(yīng)盡可能位于孔板之間，以防止人員移動和踩踏。

2.3 裝載

爆轟箱放置在箱的底部，沒有水。在裝載過程中，爆轟箱被提升50厘米。用于裝載混合車的軟管放置在箱子填充段下方一米處，以開始裝載。水在炮孔內(nèi)，緩慢地將爆炸包下沉至炮孔底部，并將混合車的裝載軟管下沉至炮孔底部。裝載后，將雷管包從1緩慢提升至2米，使雷管包完全接觸混合物。裝藥時應(yīng)保護(hù)電子雷管尾部不受損壞，并防止電子雷管尾部墜入孔口。

2.4 互聯(lián)網(wǎng)連接

在連接到電子雷管網(wǎng)絡(luò)之前，應(yīng)對破裂總線進(jìn)行控制，以確保破裂總線完好無損且可用。已安裝的雷管網(wǎng)絡(luò)使用星形連接方法將電子雷管連接到爆破總線，并檢查連接是否正確。

2.5 電子雷管編碼信息的收集和輸入

根據(jù)爆破設(shè)計的起爆順序，使用qr碼收集器收集電子雷管連接支架中的qr碼信息。收集后，檢查施工現(xiàn)場的實際使用量，確保沒有清潔泄漏。然后，將收集到的二維碼信息導(dǎo)入控制器，以進(jìn)行預(yù)密碼驗證[2]。

2.6 網(wǎng)路檢測

為避免電子雷管失效，乳化產(chǎn)品可用時間泡沫炸藥，在網(wǎng)絡(luò)連接前進(jìn)行孔內(nèi)填充爆炸，測試中先在線搜索電子雷管，檢測正常后上網(wǎng)，尋找一個緩沖炮孔，網(wǎng)絡(luò)檢測過程中所有人員必須撤離安全區(qū)。保持本地警惕。如果組合失敗，應(yīng)及時查明原因。首先，關(guān)閉公共控制器，短路網(wǎng)絡(luò)破裂總線，等待15分鐘進(jìn)入現(xiàn)場查找問題，確定故障原因并進(jìn)行搜索，將網(wǎng)絡(luò)重新連接到在線搜索并檢測電子雷管。如果故障原因是電子雷管的主體，則應(yīng)將孔重新插入電子雷管的起爆包中并進(jìn)行檢測。發(fā)生故障的電子雷管應(yīng)當(dāng)按照公安機(jī)關(guān)的要求填寫《電子雷管啟動控制申請表》，并在銷毀前按照規(guī)定控制發(fā)生故障的電子雷管的啟動。充裝時，應(yīng)保護(hù)電子雷管尾部不受損壞，并防止電子雷管尾部落差落入孔口。加注后，必須將所有人員疏散到安全區(qū)域，并對該區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。將爆炸總線連接至控制器，連接控制器并啟動爆炸操作。完成在線雷管搜索以驗證起爆界面，確保沒有異常，同時在倒計時結(jié)束后按下兩個起爆按鈕以啟動雷管。如果引爆接口繼續(xù)閃爍，表明存在異常雷管，此時必須中斷操作，并且只有在確定原因后才能繼續(xù)操作。起爆15分鐘后，起爆設(shè)備只能進(jìn)入起爆區(qū)進(jìn)行起爆后檢查和整理。如果檢測到盲炮，應(yīng)按照《爆炸物安全規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行盲炮處理。電子雷管可以精確定義每個雷管的孔口編號和布局，從而確定每個電子雷管的具體位置。在出現(xiàn)盲雷管后，根據(jù)控制器的反饋信息，可以知道未爆炸的電子雷管代碼，然后，電子雷管的qr碼收集器用于從該爆炸網(wǎng)絡(luò)中查找數(shù)據(jù)，并確定電子雷管所在孔的位置。根據(jù)面板數(shù)據(jù)點孔板的坐標(biāo)，使用RTK查找該孔板點在鼓風(fēng)室中的具體位置。結(jié)合起爆設(shè)計和爆轟電池的形狀，可以合理地推導(dǎo)出盲炮的近似位置。

3 電子雷管對爆破綜合效益的改善

3.1 降低爆破單耗

結(jié)合白銀安全能量爆破設(shè)計中電子雷管在爆破施工中的應(yīng)用，利用電子雷管延時精度高，延時時間可任意設(shè)定，為解決露天礦生產(chǎn)中個體消耗大、堵塞率高、爆破震動大的問題，通過改變爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化試驗。該項目于2017年使用塑料雷管引爆，孔排之間有延遲拆除項目，孔內(nèi)有15節(jié)塑料雷管，孔排之間有5節(jié)雷管。為了確保爆炸質(zhì)量并減少盲炮的產(chǎn)量，引爆套件使用了雙雷管。2019年廣泛使用電子雷管，并實施了穿孔引爆項目。同時，根據(jù)破裂效應(yīng)和破裂區(qū)域的巖性變化，不斷優(yōu)化孔口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，增加單孔破裂方塊的數(shù)量，降低單位破裂消耗。與使用塑料雷管建造炸藥相比，單耗降低到12.5%左右。單個雷管起爆時間的優(yōu)勢，以及電子雷管的靈活性，允許執(zhí)行穿孔起爆項目。選擇合理的延遲時間，以獲得最佳的破裂效果，并降低質(zhì)量率。提高砌塊級配可以提高秸稈裝填效率，減少倒卷量，降低成本。電子雷管具有顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，可降低堵塞率，提高裝藥效率，在改善爆炸效果方面具有很大的優(yōu)勢[3]。

例如，擁有銀礦開采項目的單位將60cm以上的單一長度的礦石定義為一個大塊，而在設(shè)計平臺的傾斜底板高度處大于2m1的體積是底部。為了以簡單、快速和相對精確的方式獲得質(zhì)量爆破率，采用體積統(tǒng)計方法進(jìn)行了計算。隨著最后的倒計時，與管狀雷管塑料雷管相比，大塊炸藥的爆破率降低了1.8%。爆炸后，爆炸表面破碎，釋放良好，爆炸后無浮石散落，爆線平坦，無重大破裂現(xiàn)象，破碎程度均勻，爆炸內(nèi)部大塊較少。根據(jù)近年來牛峰縣爆破分公司電子雷管和塑料雷管施工質(zhì)量比對比分析，結(jié)果表明，20厘米以下爆破塊尺寸增加15%，40厘米以上減少5%，從40到60厘米減少10%，從60到80厘米減少15%。后續(xù)裝載和運輸步驟的效率顯著提高，總體效率提高了5%至10%。

3.2 降低人工成本

一般來說，拆除規(guī)模采用雷管網(wǎng)絡(luò)連接塑料雷管，這就要求根據(jù)拆除設(shè)計放置塑料雷管、表面?zhèn)鬏斃坠埽褂盟膫€通道，絕緣膠帶綁扎，操作復(fù)雜，這一過程需要大量熟練的拆卸工人和大量的施工時間。通過使用電子雷管網(wǎng)絡(luò)連接，您只需放置雷管并將電子雷管連接到爆炸總線。實際使用表明，電子雷管能夠精確控制、執(zhí)行智能現(xiàn)場操作，并簡化施工現(xiàn)場的傳統(tǒng)操作流程。根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗，使用電子雷管的總施工時間減少到25%左右，大大縮短了施工時間。

例如，根據(jù)過去幾年的建筑數(shù)據(jù)分析，使用導(dǎo)爆索引爆塑料炸藥管，拆除部分人均拆除部分約69萬個，建筑炸藥雷管，電子產(chǎn)品/人均派對面積約102萬平方米，加上導(dǎo)爆管炸藥，增長了47.82%，相當(dāng)于炸藥的用量，可為公司節(jié)省高達(dá)32%的勞動力成本。為避免電子雷管失效，乳化產(chǎn)品可用時間泡沫炸藥，在網(wǎng)絡(luò)連接前進(jìn)行孔內(nèi)填充爆炸，測試中先在線搜索電子雷管，檢測正常后上網(wǎng)，尋找一個緩沖炮孔，網(wǎng)絡(luò)檢測過程中所有人員必須撤離安全區(qū)。保持本地警惕。如果組合失敗，應(yīng)及時查明原因。首先，關(guān)閉公共控制器，短路網(wǎng)絡(luò)破裂總線，等待15分鐘進(jìn)入現(xiàn)場查找問題，確定故障原因并進(jìn)行搜索，將網(wǎng)絡(luò)重新連接到在線搜索并檢測電子雷管。如果故障原因是電子雷管的主體，則應(yīng)將孔重新插入電子雷管的起爆包中并進(jìn)行檢測。發(fā)生故障的電子雷管應(yīng)當(dāng)按照公安機(jī)關(guān)的要求填寫《電子雷管啟動控制申請表》，并在銷毀前按照規(guī)定控制發(fā)生故障的電子雷管的啟動。

3.3 降低雷管及相應(yīng)火工材料成本

露天礦爆破一般是單響、單起爆藥量大、爆破震動大。采用塑料雷管延期爆破設(shè)計，難以有效地降低單次裝藥的噪聲和控制爆破震動。利用電子雷管延期精度高、延期時間任意的優(yōu)點，采用孔內(nèi)爆破的爆破設(shè)計，降低了單次裝藥的噪聲。根據(jù)雪峰爆破2019年9月對其江納礦業(yè)辦公樓爆破施工項目進(jìn)行的爆破振動檢測數(shù)據(jù)分析，使用電子雷管的露天礦爆破中的顆粒峰值振動速度比塑料雷管低25%，主振頻率提高45%。根據(jù)爆破安全規(guī)程的安全允許范圍，振動頻率范圍為10Hz～50Hz，振動速度為2.5cm/s～2.8cm/s，振動速度為2.7cm/s～3.0cm/s，各頻率在50Hz～100Hz之間。本次監(jiān)測得到的振動評估頻率范圍為33.8983Hz；17.6367Hz，峰值為1.9130mm/s；8.7149mm/s，其監(jiān)測遠(yuǎn)低于安全允許振動速度。

例如，無能爆破銀項目使用15節(jié)和15棒塑料雷管銷。在相同針長下，電子雷管的單價比塑料雷管高90%。為了保證爆破質(zhì)量，減少盲炮產(chǎn)量，塑料雷管需要單孔雙炮，這與單孔單電雷管的成本基本相同。然而，由于電子雷管具有延遲精度高、準(zhǔn)爆率高、延遲時間任意等優(yōu)點，通過優(yōu)化孔網(wǎng)參數(shù)可以減少孔數(shù)、電子雷管和爆破總線的數(shù)量，降低炸藥產(chǎn)品的總體成本。根據(jù)近年來安南爆破銀工程爆破施工所用雷管的數(shù)據(jù)分析，塑料雷管的成本約為0.214元/平方米，電子雷管和爆破總線的成本約為0.210元/平方米。使用電子雷管后，相應(yīng)的炸藥產(chǎn)品成本降低約2%同時，根據(jù)雪峰爆破五彩灣工程爆破施工的數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，塑料雷管的成本約為0.099元/平方米，電子雷管和爆破總線的成本約為0.96元/平方米。使用電子雷管后，相應(yīng)的炸藥產(chǎn)品成本降低約3%。

4 總結(jié)

數(shù)字電子雷管于2009年10月研發(fā)，到2019年底已歷經(jīng)三代，經(jīng)過不斷改進(jìn)和更新，在現(xiàn)場使用中，電子雷管管體故障率降低，可靠性提高，操作更加簡單。實踐證明，數(shù)字式電子雷管是一種安全可靠、高精度、智能化、環(huán)保、性能優(yōu)良的雷管，能夠滿足復(fù)雜爆破工程對小差、減震的要求，是進(jìn)行大爆破作業(yè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計和小差異干擾減震的理想產(chǎn)品。