浅谈数码电子雷管在工程爆破中的推广应用_刘吉祥.pdf

浅谈数码电子雷管在工程爆破中的推广应用刘吉祥,邓海通,王爱文,贤哲,许施,张伟(湖南神斧集团湘南爆破器材有限责任公司,湖南 永州市 4 2 5 0 0 0)摘 要:国家工业和信息化部2 0 2 2年2月2 8日视频会议明确提出普通工业雷管6月底前停产、8月底前停售,全面推广电子雷管。将电子雷管与普通非电雷管进行对比,对其安全性、使用可靠性等进行研究,介绍了电子雷管在工程爆破中推广应用现状,指出电子雷管在使用中存在的一些问题,并提出了相应的控制措施,为电子雷管推广应用提供一些参考依据。关键词:电子雷管;工程爆破;优势 2 0 2 2年3月1 6日,湖南省工信厅、公安厅联合举办了关于全面推广使用电子雷管的座谈会,会议传达了工信部2 0 2 2年2月2 8日视频会议精神,明确了“普通工业雷管6月底前停产、8月底前停售”。会议强调,全面推广电子雷管是国家的政策,是贯彻落实习近平总书记关于安全生产重要论述的具体体现。1 推广使用电子雷管的背景电子雷管是 民爆行业技术进步指导意见、民爆行业“十三五”规划 及 民爆行业高质量发展意见 鼓励发展的产品。电子雷管从根本上解决了雷管在生产、流通、使用、管理过程中的安全问题,广泛适用于各种复杂环境的爆破工程,具有点火延期技术及传统点火方式无可比拟的优势。2 0 1 7年6月1 6日,在全国民爆行业科技工作座谈会暨智能制造推进会上,提出民爆行业改革开放,推广使用电子雷管。2 0 1 8年9月1 7日,工信部安全生产司和公安部治安管理局在贵阳市联合召开了民爆行业智能制造现场推广会,会议主要任务是推进民爆行业智能制造,重点是推进电子雷管智能制造的推广应用,工信部和公安部提出全力推广应用电子雷管,各省、区、市电子雷管使用率每年递增不得低于2 0%,到2 0 2 2年,基本实现电子雷管全面使用。2 0 2 1年1 1月1 5日,工业和信息化部关于发布“十四五”民用爆炸物品行业安全发展规划的通知,规划指出优化产品结构,严格执行工业雷管减量置换为工业数码电子雷管政策,全面推广工业数码电子雷管,除保留少量产能用于出口或其他经许可的特殊用途外,2 0 2 2年6月底前停止生产,8月底前停止销售,除工业数码电子雷管外的其他工业雷管;2 0 2 2年2月2 8日,民爆行业安全生产工作视频会上再次强调“普通工业雷管6月份停产、8月停售”。各地方主管部门相应出台相关政策,电子雷管推广使用进入快速发展时代。广西、福建、四川、江西等省区先后下发关于做好电子雷管推广应用工作的通知。在民爆产业政策的带动下,电子雷管作为产品结构调整的主要方向,电子雷管呈现快速增长趋势。截至2 0 2 1年末,我国电子雷管生产许可能力为6.7亿发,占雷管总产能2 7.7亿发的2 4%。2 0 2 1年生产电 子 雷 管 产 量 为1.6 4亿 发,是2 0 1 7年 的2 1.6倍。2 全面推广使用电子雷管的优势电子雷管具备“联网检测、密码起爆、智能控爆、爆后反馈”等功能特点,在减少爆破振动、提高爆破效率、有效遏制私制爆炸物品、防止使用环节非法流失等方面都具有独特技术优势。2.1 电子雷管在推广使用中的安全管理优势电子雷管在生产时将起爆密码、U I D码、雷管管壳码绑定上传至全国电子雷管密码中心,应用微电子技术、数码技术、加密技术等方式,在制造环节、流通环节、终端应用、公共管理等方面拥有独一无二的优势,可实现雷管全寿命周期管理、对爆破作业由监管升级为管控、网络化管理信息更加及时准确等,解决了爆破作业环节“最后一公里”监管盲区。电子雷管的安全前程优势如图1所示。爆破作业单位要使用电子雷管,使用前必须先在爆破作业所在地省级民爆信息系统网络服务平台I S S N1 6 7 1 2 9 0 0C N4 3 1 3 4 7/T D采矿技术 第2 3卷 第2期M i n i n gT e c h n o l o g y,V o l.2 3,N o.22 0 2 3年3月M a r.2 0 2 3DOI:10.13828/ki.ckjs.2023.02.020图1 电子雷管的安全管理优势进行起爆器的注册、爆破作业合同(项目)添加以及爆破作业合同(项目)允许的爆破作业范围等,电子雷管助手(手机A P P)需进行爆破作业单位以及爆破作业人员个人的注册。完成后向全国工业电子雷管密码中心下载所领取电子雷管的工作码及爆破作业的准爆要求、禁爆要求等加密信息。起爆器通过手机A P P装载并解密加密信息,联网起爆。起爆完成后,将包含起爆时间、雷管编码、起爆经纬度坐标及相关参数等信息回传至工业电子雷管工作码下载适配器,通过省级网络服务平台上传至全国工业电子雷管密码中心。简单地说,就是爆破作业时对应公司、人员、时间、地点、雷管数量、雷管编码等信息全部正确才可以进行爆破作业,缺一不可,否则不能起爆雷管。确保了在使用管理过程中不流失、不意外炸响,促进了社会治安公共安全管理体系有效管控,对爆破作业单位的民用爆炸物品管理、公安部门的民用爆炸物品监管具有重要意义。2.2 电子雷管比普通工业雷管的优势(1)可灵活设置延时方案,满足爆破需求。传统的导爆管雷管和电雷管都是分段别销售,段别有限,无法满足工程爆破规模化施工,电子雷管延期时间控制由电子芯片延期模块实现,可根据不同的环境需要,在01 60 0 0m s内任意设置延时时间,延期段别数量可达数百乃至上千个,单个起爆器可一次组网5 0 0发电子雷管,最大可连接6 4台起爆器,组网3 20 0 0发电子雷管。能在爆破作业现场内,根据不同位置对爆破效果的需求,可灵活地调整各炮孔间的延期时间,能实现更好的爆破精度和爆破效果,确保爆破网络设计效果,提高炸药使用效率和采矿效率,减少和避免二次爆破,真正实现精确可控的爆破作业。电子雷管组网如图2所示。图2 电子雷管组网示意(2)延时精度高,减少爆破振动有害效应。常规工业雷管采用火药延期,受诸多因素影响,延期精度影响偏大,秒量越高,精度越差,电子雷管有效地解决了这一难题,其采用先进的电子芯片及智能控制技术,实现了延期时间的精确控制,延期时间1 5 0m s精度误差在1.5m s以内,延期时间大于1 5 0m s误差不大于1%,可实现毫秒微差爆破,可最大限度地减小单次起爆药量,可以有效地减少振动001采矿技术2 0 2 3,2 3(2)对爆区周边环境的影响,降低爆破地震、飞石、冲击波、噪音和粉尘等有效危害,同时可用于特别复杂环境条件以及城市控制爆破。(3)起爆网路可检测,可靠性高。一般电雷管连网后可以进行电阻检测,通过检测电阻与爆破设计理论计算总电阻进行对比,可作为网路连接可靠性检查的辅助手段,但无法检测雷管数量、炮孔位置、雷管工作状态等项目。导爆管雷管网路是有损检测,无法通过仪器设备检测起爆网路,只能依赖现场作业人员的责任心和施工经验进行检查,漏连、错连的问题时有发生,影响起爆网路的可靠性及起爆效果,严重时会造成盲炮,若处理不当会引发爆破事故。电子雷管在入孔前可单发检测,查看其工作状态,剔除不合格品;在完成连网后具有双向通信功能,可在线检测雷管数量、雷管工作状态等项目,并按照爆破设计进行匹配性检查,有效排除漏连、错连问题,确保起爆网路的可靠性。(4)安全性高。电子雷管安全系数高,对外部杂散电流有屏蔽作用,可抵御杂散电流、静电、雷电、感应电和射频电等外来电干扰,相较于普通电雷管对外来电流的敏感性电子雷管更安全,能有效防止因杂散电流入侵而导致的早爆事故,极大地降低了爆破安全隐患。电子雷管部分安全性能见表1。表1 电子雷管部分安全性能项目性能指标抗震性能震动机上连续震动1 0m i n,不发生爆炸,结构松散或损坏,震动完毕应能可靠起爆。抗跌落性能高度5m自由下落,不发生结构损坏或爆炸,能可靠起爆。抗直流性能施加4 8V直流电压,保持1 0s,电子雷管不爆炸。抗交流性能施加2 2 0V/5 0H z交流电压,保持1 0 s,电子雷管不爆炸。抗静电感度电容5 0 0P F,串联5k 电阻,充电电压2 5k V,脚壳间,脚 脚间放电,不爆炸,不失效。抗射频性能用功率1 0W的射频源向电子雷管注入射频能量,在脚线 脚线及脚线 管壳两种模式下,电子雷管不发生爆炸。3 电子雷管在推广使用中遇到的问题及措施 我国最早规模化工程应用电子雷管始于2 0 0 6年6月,长江三峡三期混凝土围堰拆除爆破使用电子雷管25 0 6发,分9 7 1段起爆,总延期1 2.5 4s,创造了国内单次爆破分段数最多的纪录,被誉为“天下第一爆”。此后,电子雷管在国内大型露天矿山、交通隧道、城市地铁及控制爆破等领域逐步获得广泛应用。目前国内各电子雷管企业采用的芯片模组厂商有十余家,产品逻辑组成、电容的搭配也各不相同,产品在不同环境下使用也出现过各种问题,在近年来的推广使用中不断完善,基本上满足了工程爆破所需。3.1 价格问题数码电子雷管的价格是普通电雷管和导爆管雷管等爆破雷管价格的几倍,直接提升了爆破作业的成本。在中深孔爆破作业中,因爆破参数的合理优化、可能降低炮堆抛掷二次破碎的岩石块度等,但在巷道掘进和小端面作业中,爆破成本会增加。目前行业已将电子雷管统一定价,减少不良竞争产生的不良后果。另外,爆破作业单位应将电子雷管的成本核算到爆破成本中进行招投标。3.2 线夹防水的问题电子雷管在推广使用前期脚线的线夹不防水,在下雨或是有水的环境中会造成网络电阻偏大,从而引发盲炮发生。针对该问题,雷管厂家用无孔防水线夹取代原有线夹,通过线夹注硅脂进行防水,满足防水要求。3.3 爆破作业人员的操作问题目前爆破施工一线的作业人员年龄都普遍较大,人员文化素质普遍较低,他们对普通电雷管或导爆管雷管等传统雷管接受度较高,已形成了固有思维,但对于数码电子雷管这种需要用到电子设备的起爆方式接受起来相对比较困难。因此,应及时转变爆破作业的观念和习惯,为深入推进数码电子雷管的使用工作,一方面在起爆器方面进行优化,操作犹如“老年机”一样,操作界面简单明了;一方面,公司组建了一支服务电子雷管的技术服务推广组,多次组织爆破作业人员参加数码电子雷管起爆系统培训,开展规范性、系统性培训学习,另一方面,派技术人员到爆破现场做一对一培训指导,使电子雷管推广工作顺利进行。3.4 井下小端面盲炮的问题国内电子雷管在井下非煤矿山的应用还处于起步阶段,各家的芯片模组在使用中参差不齐,在今后的推广使用中,电子雷管应根据使用环境不同分类别分品种销售,可区分露天 掘进 井下 特殊环境等品种,在复杂的爆破环境中可采用高精尖的电子雷管,可降低电子雷管的生产使用成本,目前,使用钽101刘吉祥,等:浅谈数码电子雷管在工程爆破中的推广应用电容的芯片模组电子雷管在金属矿山地下开采爆破作业的试用中效果良好。4 市场前景电子雷管在工程爆破中的推广应用,提高了爆破效果,减少了爆破有害效应,实现对雷管闭环通讯,填补了爆破行业公共安全漏洞,提高了社会公共安全管理水平。针对用户提出的电子雷管在煤矿、小端面掘进、深水、远距离遥控等方面有待改进的问题,电子雷管生产企业将根据不同的使用环境,开发研制生产满足爆破使用条件的电子雷管。目前,国内已有5家企业生产的电子雷管通过了煤安标,可以在煤矿中安全使用;在其他复杂环境下的特种型号电子雷管研发生产使用取得了突破性进展;在远距离遥控、组网起爆方面日趋成熟,必将有效推进我国绿色矿山、智慧矿山的建设。为此,2 0 2 2年3月,中国爆破器材行业协会发布 工业电子雷管通用性起爆器技术条件,工信部安全生产司发布 电子雷管电子控制模块准入安全技术要求(试行),各电子控制模块厂商和雷管厂家正在对推广使用中发现的问题攻关改进,重点解决芯片起爆器的安全性、可靠性及通用性等。未来,电子雷管在工程爆破中将起到不可取代的作用,在行业高质量发展和供给侧结构改革中添砖加瓦。参考文献:1 孙磊,贺海强,沈国华.电子雷管在某露天铜矿使用问题探究J.煤矿爆破,2 0 1 9,3 7(0 2):1 4-1 7.2 费晓蕾.电子雷管中的“中国芯”J.华东科技,2 0 2 0(0 2):4 9-5 1.3 民爆业全面推广数