电子雷管起爆技术研究进展与发展建议

电子雷管提高了延期精度以及起爆网路设计的灵活性，可实现“生产-运输-储存-使用”全生命周期安全管控，成为民爆行业重点发展方向。本文从产品结构、应用场景、智能化水平、爆破设计理论、拒爆失效机理等方面着手，梳理了电子雷管起爆技术的发展现状，总结了系列化和标准化、智能化、短延时设计、大规模起爆网路等技术发展趋势；结合工程应用实践，凝练了复杂环境下拒爆现象频发、爆破应用研究脱节、产品类型单一、标准体系不健全等电子雷管起爆技术与应用问题。着眼民爆行业发展需求，提出了电子雷管起爆技术的重点研究方向：电子雷管精确延时控制爆破破岩理论，信息技术与电子雷管起爆技术融合，差异化的电子雷管产品体系，电子雷管标准体系。     

两种电子雷管抗冲击性能对比试验研究

针对电子雷管应用于小断面爆破中发生拒爆的现象,通过水下环境模拟起爆网络中电子雷管受冲击的情况,对比分析两种典型电子雷管抗冲击性能的差异。结果显示:起爆网络中,当电子雷管受冲击作用时,随着冲击强度的增加,损伤模式依次表现为雷管暂时失效拒爆、电子引火元件结构损坏拒爆和殉爆;且不同工艺技术的产品受损程度差异较大。电子控制模块发生冲击失电,会导致引火药头点火能量不足,从而引起暂时失效拒爆。不同种类电子雷管及电子控制模块产品抗冲击性能差异较大。本试验中,A、B样品最大抗冲击强度分别为100.74 MPa和54.21 MPa;A、B样品的电子控制模块最大抗冲击强度分别为181.36 MPa和54.21 MPa。在生产实践活动中,设计的试验装置及方法适合对电子雷管和电子控制模块产品的抗冲击性能进行检测。     

数码电子雷管在预裂爆破中的应用研究

为消除预裂爆破冲击波对周围环境的危害,并消除预裂爆破齐发爆破药量大引起的振动危害,同时为了保证预裂爆破的效果,保证主爆体和保留体有效分离,保证边坡稳定和围岩的原岩强度不受影响,保证隧道的永久安全使用,通过对预裂爆破作用机理的深入研究,引入了数码电子雷管。利用数码电子雷管具备的延时精准可调的特性,每个预裂炮孔中装入一个数码电子雷管,并把齐爆的预裂孔划分成多个单元,编制一次性齐爆的电爆网路,代替了使用导爆索编制的导爆索网路进行预裂爆破。通过多次试验发现,数码电子雷管延时准确,同步性好,保证了每个齐爆单元的同时性和一致性,完全满足预裂爆破的机理要求;爆破后预裂面光滑平整、半孔率高;爆破冲击波彻底消除,振动大幅降低。经研究表明,数码电子雷管性能优越,在预裂爆破中完全可以替代导爆索;使用数码电子雷管进行预裂爆破可从源头上彻底消除冲击波和振动危害;数码电子雷管扩大了预裂爆破的应用范围,在复杂环境下发挥了独特和无可替代的作用,推动了预裂爆破技术的发展。     

数码电子雷管在泄洪排沙洞爆破中的减振特性研究

为了降低爆破振动强度、控制爆破振动危害,根据爆破形成振动波的相互干扰叠加,在施工场地进行爆破振动试验。采用数码电子雷管,选用普通导爆管雷管作为对照组,在距掌子面15 m、30 m、45 m、60 m处布置监测点,进行了四组不同方案的振动速度变化规律的研究。利用数码电子雷管的精确延时特性,通过前三个组合的现场试验研究,取得泄洪排沙洞使用数码电子雷管洞挖爆破相对最佳的孔间、排间延时间隔时间组合为第二组合的成果：掏槽孔从上到下对称两孔同时起爆,上下孔孔间延时8 ms;其余主爆孔对称安排(从隧洞断面中间向外侧)逐孔从上到下(顶拱从左到右)起爆,孔间延时16 ms;所有排间延时间隔均为100 ms;边顶拱光爆孔和底板光爆孔间隔100 ms,并实现了波峰错相叠加的减振效果。试验结果表明：爆破参数是降低爆破振动强度的关键;在距爆源距离相同的情况下,采用数码电子雷管的质点振动速度峰值明显小于普通雷管,采用数码雷管的主频高于采用普通雷管;数码雷管可大幅度降低爆破振动强度、提高爆破振动的主频。该工程技术在河南洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞爆破施工中取得了显著的减振效果。     

电子雷管和导爆管雷管起爆的振动信号时频特性对比

为了对比电子雷管和导爆管雷管两种起爆方式的爆破振动信号,开展了某露天采石矿两种雷管起爆的深孔爆破振动测试。基于小波分析方法和Matlab程序小波工具箱,对爆破振动信号按照频率划分为10个频带,分析各频带能量和峰值质点速度(peak partide velocity,PPV)的分布特征及随爆心距的变化。结果表明:采用电子雷管和导爆管雷管起爆时,90%的爆破振动能量分布在2~6频带（9.77~312.50 Hz）和2~7频带（9.77~625.00 Hz）,且PPV分布在3~4频带（19.53~78.13 Hz）和4~5频带（39.06~126.25 Hz）,即电子雷管起爆的爆破地震波能量和PPV均向低频带分布,且信号的PPV更小;中、高频带能量大小与段药量成正比,与爆心距成反比;各频带能量占比和PPV大小是反映爆破振动强度的重要指标,采用电子雷管能有效地减少爆破振动。     

南泥湖露天矿台阶爆破拒爆事故调查与分析

南泥湖露天钼矿采剥工程中的深孔台阶爆破,出现多起炮孔拒爆事故。通过对现场拒爆孔进行处理分析,以及对孔内残留炸药和雷管进行实验分析,初步总结出可能产生拒爆事故的多种原因。结果表明,引起炮孔拒爆的具体原因主要有爆破器材的质量问题以及炮孔装药技术存在缺陷等,并提出相应的解决措施,以避免拒爆事故的再次发生,保证矿山作业的安全。     

塑料连通管

目前,塑料导爆管非电起爆系统在地下开挖和露天爆破工程中已广泛应用。但因在爆破网路中需使用传爆雷管,存在不安全因素。同时,传爆雷管爆炸后的碎片和尾部聚能穴产生的高速射流,会超前切断导爆管,以及传爆雷管的拒爆均易造成瞎炮。为克服上述缺陷,我们通过两年多的试验研究,终于试制成功了两种结构形式、五种规格的塑料连通管作为传     

露天矿电子雷管与普通雷管爆破振动对比试验研究

为研究电子雷管相比于普通塑料导爆管雷管在爆破振动控制方面的优势，在爆破参数以及岩体条件一致的情况下，开展了电子雷管起爆和普通雷管起爆的对比试验研究，结果表明：相同爆心距条件下，电子雷管的峰值质点振动速度比普通雷管的小，电子雷管的爆破振动主频比普通雷管的高，电子雷管爆破振动能量集中分布，主要分布于40～60 Hz和80～200 Hz频带，普通雷管爆破振动能量分布较电子雷管均匀，主要分布于低频频带。电子雷管不仅振动幅值小，且主频及能量占比高的频带均较普通雷管高，对保护建(构)筑物有利。     

非电导爆系统网络型接力式捆联网路在城市拆除爆破中的 应用

非电导爆系统网络型接力式捆联网络的连接形式为：孔内高段位雷管起爆药包,也外低段位雷管接力式捆联进行网络连接力式了中段位雷管网络型布置进行网络保险。在接力式捆联网路中采用少量中段位雷管组成网络,可使整个网路的拒爆率降低９５％以上,为扩大爆破规模,大范围的微差爆破,改善爆破效果和降低爆破震动,提供一个能确保安全准爆的起爆网路     

特殊环境下石场延时控制爆破开采技术

结合花岗岩石场开采爆破实践,介绍了在特殊环境下,利用间隔装药结构和使用普通毫秒导爆管雷管,直接控制炮孔起爆的毫秒延时爆破技术,以及在深孔爆破对有害效应进行控制的相关技术方法和参数。当炮孔深度h≤20m时,采用一层间隔,分两段装药;炮孔深度大于20m,小于25m时,采用两层间隔,分三段装药,孔间间隔时间Δt=100¹25ms。在爆区采用"一钻到底"的钻爆施工方式,一次爆破用药量≤2 000kg;根据距爆区最近距离为60m的情况,确定最大单响起爆药量为79.7kg。为在当前电子雷管单价相对较高的情况下,运用普通毫秒导爆管雷管实现毫秒延时爆破、保障爆破安全、改善爆破效果、降低爆破成本等,提供了一种有益的参考。     

地铁隧道电子与非电子雷管爆破振动信号的HHT对比分析

运用HHT分析方法对深圳地铁7号线及北京地铁16号线的实测爆破振动信号进行分析,对比普通毫秒延时雷管和电子雷管在爆破振动强度、延时时间、时频特性和能量分布特征等方面的不同。结果表明:电子雷管应用于单孔连续起爆技术,能量利用率高,可以有效的减小爆破振动强度和振动持续时间,在降低了单段装药量的同时增加了循环进尺深度。普通毫秒雷管爆破产生的瞬时能量较大,在频带范围内的分布相对较广;电子雷管的瞬时能量相对较小,且在频带上分布多集中在中低频部分。利用HHT瞬时能量法可以有效识别普通毫秒雷管的实际延时时间,而电子雷管相邻段位间的延时间隔时间很小,爆炸应力波发生了复杂的叠加和干扰,识别出的突变峰值明显小于普通毫秒雷管的爆破。     

PHED-1型电子雷管在露天深孔爆破中的应用

以瓮福磷矿下属的穿岩洞矿为例,详细介绍了PHED-1型电子雷管在露天深孔爆破中的应用情况。经过近两年的使用,该电子雷管在瓮福磷矿所属的各矿山累计使用量达4万多发,使用炸药2 000多t,单次起爆的雷管数量最多达到800多发;爆破效果良好,且未发生任何安全事故。通过将PHED-1型电子雷管与我国早期的电子雷管相比较,分析了PHED-1型电子雷管在改善爆破效果、减轻爆破振动、提高施工安全性、做好公共安全监管等方面具有的独特优势。PHED-1型电子雷管的以上优势和成功的应用案例,说明该电子雷管在露天深孔爆破中具有良好的应用前景。     

数码电子雷管在水下炸礁中的应用

为了达到核电建设高安全准入要求和爆破作业在核电建设场地内保障现已建设施的安全的同时,满足海底爆破规模和铲装块度的要求。根据数码雷管具有高可靠性、高精确性、高安全性、雷管在线检测方便、可延时且任意设置等优点,以陆丰核电厂北导流堤为研究背景,运用数码雷管,通过合理地控制延时时间,设计合理的爆破参数和起爆网路,以毫秒延时爆破的方式,逐孔、逐排进行起爆,成功地实现大规模单孔单响延时爆破。采用TC-4850振动测试仪对爆破产生的冲击波进行测试,距爆破区域35m处最大振速为1.68cm/s,在设计允许范围内爆破地震波未发生叠加。实践证明,数码电子雷管在水下炸礁延时控制爆破中能够取得良好的爆破效果,对同类工程具有借鉴作用。     

数码电子雷管在水下炸礁中的应用

为了达到核电建设高安全准入要求和爆破作业在核电建设场地内保障现已建设施的安全的同时,满足海底爆破规模和铲装块度的要求。根据数码雷管具有高可靠性、高精确性、高安全性、雷管在线检测方便、可延时且任意设置等优点,以陆丰核电厂北导流堤为研究背景,运用数码雷管,通过合理地控制延时时间,设计合理的爆破参数和起爆网路,以毫秒延时爆破的方式,逐孔、逐排进行起爆,成功地实现大规模单孔单响延时爆破。采用TC-4850振动测试仪对爆破产生的冲击波进行测试,距爆破区域35m处最大振速为1.68cm/s,在设计允许范围内爆破地震波未发生叠加。实践证明,数码电子雷管在水下炸礁延时控制爆破中能够取得良好的爆破效果,对同类工程具有借鉴作用。     

数码电子雷管在某露天矿爆破中的应用

结合数码电子雷管在某露天矿现场的应用情况,利用数码电子雷管高精度延时优势,通过改变爆破参数进行优化试验以解决矿山在生产实际中面临单耗大、大块率、爆破振动大及生产成本过高的问题。试验表明数码电子雷管能够做到精准管控;实现现场智能化操作。爆破过程中,现场无振动感觉,同时振动幅度减少约21%～29%,数码雷管单孔单响设计很好地控制了爆破振动;爆堆局部有少量大块但不影响挖装效率,爆破效果满足要求;单耗降低约11%～13%,降本增效显著。基于数码电子雷管的爆破应用研究,可为后续数码电子雷管的推广、爆破优化设计和编制科学的施工组织方案提供借鉴。     

新型数码电子雷管及其起爆系统的开发与应用

针对现有数码电子雷管及其起爆系统在爆破作业现场使用中存在操作不便、输入延期时间繁琐和易错的问题,通过炮孔定位和数据采集技术,研发了新型数码电子雷管及其起爆系统。在使用过程中,可识别炮孔位置,自动匹配炮孔和雷管编号,自动写入延期时间,快速建立炮孔位-雷管ID码-延期时间三者的关系,各功能独立分开,但又相互配合,减少了误操作,提高了爆破作业现场自动化水平,增强了新型数码电子雷管起爆系统的安全性和可操作性。     

40m高钢筋混凝土水塔烟囱定向爆破

介绍了采用定向爆破法成功地拆除了复杂环境下40m高钢筋混凝土水塔烟囱的具体工程实例。通过对钢筋混凝土水塔烟囱的结构分析和各部分的重量计算,以及对铆固螺栓、内衬砖的受力分析和强度计算,初步探索出下部内衬拆除时防止上部内衬下落的方法,可供同类工程参考和借鉴。     

某型电子雷管在隧道控制爆破中的应用

分析了电子雷管的概念、主要功能及在隧道控制爆破中的优势。以新建某工程顾山隧道为例,详细介绍了某型电子雷管在隧道控制爆破中的应用。在隧道控制爆破工程中,采用该电子雷管可以明显改善破碎块度、增加抛掷距离、减少爆破振动、降低爆破噪音、有效地降低爆破单耗、减少钻孔数量、提高爆破作业的安全性、简化起爆网路的施工操作程序。提供了一份具体的爆破施工案例数据,以此来推广电子雷管在爆破工程中的应用。     

电子雷管在城市岩土深孔爆破中的应用

某城市岩土深孔爆破因距民房太近,为最大限度降低爆破振动影响,先后采用导爆管雷管和电子雷管进行延时分段爆破,并进行了现场爆破试验振动监测对比.通过对比分析显示了电子雷管在降低爆破振动与提高爆破效率等方面的优势,实现了预期的应用目的,可供同类工程参考.