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电子雷管起爆法的安全技术探讨

发布者: 官方  发布时间: 2017-04-27 10:36:45  阅读:

[ 摘要 ] 针对我国电子雷管起爆安全技术及措施目前尚未有一个完整的标准和规程,介绍了电子雷管的结构原理。

                                                                     李晓虎,尚亿军,王威,宋华
                                                    (武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070)
 
摘  要:针对我国电子雷管起爆安全技术及措施目前尚未有一个完整的标准和规程,介绍了电子雷管的结构原理,并针对隆芯1号数码电子雷管及其起爆系统进行了安全技术方面的探讨,对电子雷管起爆法在爆破工程中安全技术的制定提出了一些见解。可为使用电子雷管的爆破作业人员提供参考。
关键词:电子雷管;起爆系统;安全技术;爆破安全规程
 
1   引  言
目前工程爆破中常用的工业雷管有电雷管、非电雷管等,相继配套有相关的爆破安全规程以及起爆安全技术,如电雷管起爆法的安全技术、塑料导爆管起爆法的安全技术等[1],对爆破作业安全有很大促进作用。同时,各种新品种、新技术也不断涌现,其中数码电子雷管等二系列新品种[2],目前已在澳大利亚、加拿大、美国、非洲等国家获得了实际应用[3,4]。2001年7月加拿大Noranda公司在Branswick地下矿山采用Orica公司的I-KonTM电子雷管进行了地下矿山的大型卸压爆破[5];美国Douglas A B等人也对电子雷管的现场应用进行了探讨[6]。在中国,I-Kon电子雷管起爆系统在三峡RCC围堰爆破拆除中得到成功的应用[7];同时,由北京北方邦杰科技发展有限公司研制、辽宁华丰民爆器材有限公司生产的隆芯1号数码电子雷管,在杭州钱塘江引水入城工程中进行了18次全断面隧洞掘进工程的首次应用,并获得圆满成功[8];但是相应的电子雷管的起爆安全技术却没有与时俱进。本文针对爆破工程中采用的电子雷管及其起爆系统进行了一些安全技术探讨,为今后电子雷管在使用中的安全操作规程以及电子雷管起爆法的安全技术制定提供一些参考。
 
2   电子雷管及其起爆系统
电子雷管技术的研发始于20世纪80年代初,90年代后期电子雷管技术取得了较快进展。诸如澳大利亚Orica公司、南非AEL公司、瑞典Dynamit Nobel公司等世界著名制造商和企业都研制开发出了新型电子雷管[5]。澳大利亚Orica公司的I-KonTM电子雷管如图1所示(略)。
我国从1985年开始研制电子延期超高精度雷管,1988年完成了我国第1代电子雷管,其延期体如图2所示(略)。
电子雷管是一种可以任意设定并准确实现延期发火时间的新型电雷管,其本质是采用一个微电子芯片取代普通电雷管中的化学延期药与电点火元件,不仅大大地提高了延时精度,而且控制了通往引火头的电源,从而最大限度地减小了因引火头能量需求所引起的延时误差。
由于对电子雷管认识上的差异性以及采取的技术手段不同,各公司生产的电子雷管各不相同,且其起爆系统差异性也很大。以隆芯1号数码电子雷管为例,其结构组成如图3所示(略),其中包括微芯片、储能电容和防静电、射频的塞子,以及普通瞬发电雷管包含的基本组成部分(如点火药、起爆药、基本装药等)。电子雷管的起爆能力与传统延期药雷管相同,可看成由传统瞬发雷管、外挂电子控制电路构成。图4是电子雷管的基本控制原理图。

                                        

隆芯1号数码电子雷管核心部件为电子控制器,它主要进行起爆所需各项工作的协调管理。隆芯1号数码电子雷管必须用其配套的铱钵起爆系统起爆。该起爆系统由主从起爆控制器两级设备构成:主设备一一铱钵起爆器,用于电子雷管起爆流程的全流程控制,是系统唯一可以起爆雷管网路的设备;从设备一一铱钵表,用于实现电子雷管连网注册、在线编程、网路测试和网络通信的专用设备。该起爆系统网路结构如图5所示。隆芯1号数码电子雷管工程爆破作业使用标准操作流程如图6所示。
                                   
                                                     

3   电子雷管起爆安全技术问题及措施探讨
电子雷管及其起爆系统技术在设计上考虑了很多安全性技术内容,包括数字密钥起爆技术、抗非法起爆技术、抗干扰技术等。这一系列安全技术的目的就是为了提高电子雷管起爆的安全可靠性。经过大量试验可知,电子雷管能够抵抗静电、射频、杂散电流等电或磁的影响,以及振动/震动、撞击等力的影响,保证了电子雷管的精确延期时间和正常起爆能力。虽然电子雷管具有较高的安全可靠性,但由于其本身结构的固有性质以及爆破作业的高危险性,在实际爆破作业中,采用电子雷管起爆炸药时仍然需要注意安全问题。
依据《爆破安全规程》(GB6722—2003)标准,下面对隆芯电子雷管及其起爆系统在实际工程使用中的安全技术进行探讨。
3.1 爆破作业前起爆器材的检查工作
(1)外观检验。检查所使用的电子雷管是否存在破损或裂痕等现象,不能使用有破损或裂痕等缺陷的电子雷管。
(2)检查电子雷管的参数是否与包装盒上所标明的参数相符合,其参数差值不得超出产品说明书的规定;同一起爆网路应使用同厂、同批、同型号的电子雷管。
(3)对铱钵表充电能力的检查,应保证铱钵表能够给所使用的全部电子雷管电容充电并具有达到要求的能力。
(4)铱钵表对电子雷管在线注册,应保证全部电子雷管注册入起爆网路,并核实注册入的电子雷管数目与实际要使用的数目是否一致。
3.2 起爆网路的检测
(1)检测起爆网路中的电子雷管数目,应保证所有电子雷管连入网路中。
(2)起爆系统中网路设计时应保证炮孔与所要设置延期时间的电子雷管名称一致。
(3)整个起爆网路的参数设置,即延期时间的设定应按爆破设计要求设置。
3.3 起爆系统的检测
(1)对起爆器起爆能力的检测,应保证起爆器具有能够起爆所有雷管的能力。
(2)铱钵表与起爆器连接的极性应保证正确。
(3)输入密码应保证能够进入起爆器起爆系统,并核查整个起爆网路所带载的铱钵表数目和在线注册的雷管数目。
(4)系统充电检测应显示正确,应能够进入高压充电流程。
(5)起爆。应在高压充电完毕后显示能够起爆时进行起爆。
由此可知,采用电子雷管及其起爆系统时,要求爆破作业人员应有较高的素质和熟练的技术,只有这样才能达到电子雷管起爆技术的高安全性和高可靠性。
 
4   结语
目前,电子雷管技术已基本成熟,其先进性、可靠性、灵活性和安全性占绝对优势,随着微电子科技的发展电子雷管必将会取代传统的电雷管,从而在未来的爆破工程中大量被使用。与此同时,电子雷管起爆安全技术标准和规程也亟待制定并需要不断地改进和完善;电子雷管的生产也应严格地遵守标准操作规程,尤其是其核心元件的制造(如芯片程序设定等)和监控管理。此外,电子雷管起爆系统操作的简单化也有待进一步改进,避免人为因素造成潜在的危险。
 
参考文献:
[1]王玉杰.爆破安全技术[M].北京:冶金工业出版社,2005.
[2]汪旭光,沈立晋.工业雷管技术的现状和发展[J].工程爆破,2003,9(3)52—57
[3]Kay D.Digital Blasting-an Opportunity to Revolutionise Mass Underground Mining[A].Procee of Mass Min 2000[C],Brisbane,Old,October 29-Nove-mber 2,2000.The Australian Institute of Mining and Metallurgy,155—161.
[4]Tucker G B.Kay D B.The Use of Electronic Blasting System at the M.I.M George Fisher Mine[J].Explosives & Blasting Technique,2000,117—122.
[5]刘谦.诺兰达公司利用电子雷管进行地下矿山的大型预压爆破[J].工程爆破,2002,8(1):50—52.
[6]周桂松,江小波,向华仙,等.I-Kon电子起爆系统在三峡RCC围堰爆破拆除中的应用I-J].爆破器材,2007,36(6):23—26.
[7] Bartley D A,Mcclure R.电子雷管技术的现场进一步应用[J].国际爆破与破碎杂志,2003,7(1):92.
[8]颜景龙,李风国.铱钵起爆系统的安全性分析与首次应用[A].中国爆破新技术Ⅱ[M].北京:冶金工业出版社,2008.
摘自《工程爆破》总第64期


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