电子雷管隧道爆破降震技术实验初探
2017-05-30胡安涛
胡安涛
摘要:隧道的開挖及建设作为现今我国生产生活中重要的建设项目,在实际运行的过程中隧道由于构造的坚硬陛和复杂性,需要运用电子雷管爆破技术来进行有效的开发建设。文章针对这一方面分析的基础上,强化电子雷管对隧道爆破降震技术在隧道开挖建设中的实验分析,对于实际建设应用有着非常重要的现实意义。
关键词:隧道;电子雷管;爆破降震;技术分析
1电子雷管结构原理及降震原理分析
在现代爆破技术的创新应用中,电子雷管的使用有着非常重要的创新意义和生产意义。在实际应用的过程中电子雷管又被称为数码雷管,简言之其主要是能够通过数码操作,使得设计使用人员能够严格根据实际需要和爆破效果的基础上,任意地设定爆破延期的时间并且能够精确地控制整个爆破发火的延续时间,这是我国现今使用过程中一种比较新型的电能起爆器材。在我国地铁工程和隧道工程等的使用中,已经能够普遍化地应用电子雷管进行实际的爆破。这一技术的应用与传统的非电子雷管相比,其延时时间更精确,有效降低爆破震动,并且在提前设置数据的基础上实现延期效果。这—功能的实现主要指的是电子雷管在结构构造的过程中主要采用的是具有电子延时功能的专用集成电路芯片,通常而言其延时误差能够严格控制在0.1 ms左右,而且科学的实验表明其延期的精度为0.1%。其主要的电子雷管构造首先包括整流电桥,这一部分的存在是雷管的脚线输入极性并进行实时的转换,以此能够提高整个电子雷管电网路的可靠性;其次包括内储能电容,此部分的存在能够最大化地保障导线在网路起爆过程中被炸断问题的出现时,雷管仍然可以在内储能电容存在的情况下按照预定的时间进行正常的起爆;然后则是贯穿于整个电子雷管中的开关的存在,对开关进行有效控制能够对进入电子雷管的能量进行管理;最后则是包括通信管理电路和内部检测电路以及延期电路,其中通信管理电路则起到了内外部爆破控制数据信息的交流,而内部检测电路则指的是能够通过对雷管点火模块实现检测的基础上,以此保证点火过程的可靠性和安全性,而延期电路则指的是能够通过对电子雷管的延期操作,同时也是实现电子雷管延时延期的最为主要的部分。
在基于以上电子雷管结构原理分析的基础上,电子雷管在隧道爆破的应用中其降振效果的发挥即降震原理主要指的是能够通过降低电子雷管爆破中所产生震动的能量,这一效果的实现可以通过降低电子雷管震动效果产生的装药量。就这一方面而言,现今隧道开挖施工进行的过程中,其基本上运用的是台阶法施工,这一方法的运用在上台阶产生的震动最大。那么,降震效果的实现就是在上台阶通过提前设置电子雷管的延时时间,但是要严格控制其最大延时时间在16 s,而最小的延时时间控制在1 ms左右,这样在实际爆破中应用电子雷管,则能够保证隧道爆破有效地通过单孔连续起爆效果的产生发挥其降震效果,也就是在整个爆破效果产生的过程中,其爆破效果发生所运用的装药量基本上为单孔的装药量,这样能够最大限度地降低电子雷管爆破震动的效果。
2电子雷管降震实验分析
2.1电子雷管降震技术在实验中的应用分析
电子雷管在降震实验分析中能够认识到电子雷管与传统毫秒雷管的爆破原理基本上相同,其可以实现直接引爆的效果。在实际进行实验的过程中能够掌握每个电子雷管拥有一个单独的且比较唯一的身份码,如现在多数生产公司所使用的条形码,在将电子雷管装入到炮眼之后,则可以通过扫描仪进行扫描设置,这样可以有效地将电子雷管的信息与爆破设计的信息连接起来。在炮眼装置完毕后,通过将绝缘连接器与母线进行有效地连接,而且在电子雷管有效地连接到母线的基础上,利用网络监测仪进行监测和检查,并且在监测无误的情况下将爆破设计正确地连接到爆破器内。
2.2电子雷管实验爆破参数分析
电子雷管在实际应用的过程中,需要严格控制电子雷管实验爆破参数,以此保证正确的爆破效果的获得。那么就这一方面而言,首先应该确定电子雷管爆破效果形成的基础是对于爆破眼的时间间隔的延时性进行参考,且能够注意到延时不能过长,否则将会不能很好地形成共振的效果,从而起爆破效应比较小,而如果间隔时间过短,将会导致降振效果比较差。
在基于以上电子雷管爆破参数分析的基础上,使用电子雷管爆破参数的控制时,能够有效地控制掏槽眼的延续时间和其他周围眼的延续时间。如现今工程隧道的实验中常将掏槽眼的时间间隔控制在3 ms左右,而辅助眼的时间间隔则控制在30 ms左右,周边眼时间间隔控制在50 ms左右,这样能够通过间隔时间的控制,达到逐孔起爆,有效地降低了爆破震动。在实验的过程中,电子雷管技术多被应用于对爆破震动敏感的地区,特别是在城市建设过程中,在复杂环境中进行的岩体开挖,对爆破震动提出了严格的要求。这就要求采取一些行之有效的手段进行爆破震动控制,在保证爆破效果的同时,孔网参数一定的情况下,毫秒延时爆破作为一种有效的手段被广泛应用,特别是在精确毫秒延时电子雷管的产生和应用,对传统毫秒延时间隔时间的设定提出了新的挑战。在提高岩石破碎效果方面取得了良好的工程应用效果,经过多项实验表明能够将爆破开挖的爆破进尺提高到2.5 m左右,而将爆破的速度降低到1.9 cm/s左右的范围内,这样施工的速度不但得到了极大的提升,而且其震动也得到了很大的降低。
3电子雷管爆破降震技术运用的实验措施分析
在实际进行生产建设的过程中,将电子雷管爆破技术用于隧道爆破中,由于普通毫秒雷管使用时震动性比较大,而且其进行爆破的地理位置和地理构造又非常特殊,所以在实际应用过程中电子雷管能够降低爆破震动的危害,保证隧道工程建设的安全性。而针对这一方面尤其是针对质条件较差的地方,为了能够有效地防止开挖地段围岩在强烈的爆破震动下会经常性地发生坍塌的现象,所以有效地控制爆破震动范围非常重要。
3.1选取合理的孔网参数
根据电子雷管的爆破原理分析,为了能够在降震效果实现的基础上同时达到安全、合理的使用效果,这就要求在实验进行的过程中能够将电子雷管均匀地分布在被爆岩体中,有效地防止爆破能量集中现象的出现,以此实现减小爆破震动强度的效果。那么,基于这一方面而言,在实验爆破过程中要合理地选择孔网参数。
3.2选取合适的电子雷管单耗量
基于以上分析,电子雷管降震效果的实现是在单孔药量存在的基础上实现的,所以在爆破设计中计算单孔炸药量是非常重要的。而在实际运用的过程中,单孔的炸药量的控制则非常困难,如果单孔消耗量过高,则会造成强烈的震动和空气冲击波,从而造成震动效果增大,而如果单孔消耗量过低,则会出现岩石的破碎和松动不良,实际爆破效果不理想,且其整个的爆破能量集中体现在震动效果的降低和控制上。如何选择最优的单孔量,需要不断地通过实验进行现场测试和分析。
3.3微差技术在爆破震动强度降低中的应用
微差技术的应用是在电子雷管起爆过程中,将电子雷管爆破的总药量,通过具体化的计算和分析,通过分组的时间以毫秒级的时间间隔进行顺序起爆,这样便是微差技术的应用。就这一技术的应用而言,多项实验研究表明,电子雷管在爆破技术应用的过程中,在总药量和实际爆破环境相同的情况下,微差技术应用所起到的震动强度的降低要比一起爆破强度的降低效果明显得多。那么,这一技术在实际应用的过程中,实验中微差时间的确定则是通过前后起爆的炸药量产生的地震波主震是否重叠,及重叠的次数和出现的时间段等进行,而这一过程的出现则同样需要通过现场实验进行确定。
3.4合理选择掏槽形式
电子雷管在使用的过程中掏槽形式的确定非常关键,其不仅关系到隧道爆破的成功,而且也关系到爆破震动所产生的震动强度。所以,就这一方面而言,在实际进行电子雷管实验的过程中,要能够在现场测试分析的基础上合理地选择掏槽的形式,尤其是对现场岩石性质的考虑。如在实际爆破中针对大断面的隧道,则可以选择斜眼掏槽形式,而如果针对小断面的隧道则可以选择中空直眼掏槽形式,以此客观分析、具体选择,既能够保证爆破的成功率,又能够降低爆破产生的震动强度。
4结语
综上所述,基于现今电子雷管爆破技术的广泛应用,在实际进行实验的过程中,在能够对其电子雷管构造原理和降震原理分析的基础上,通过对电子雷管技术的应用分析和爆破参数的控制,孔网参数的确定、合理的电子雷管单孔量、微差技术的应用以及掏槽形式的合理选择等,从而保证既能够成功实电子雷管爆破效果,同时能够有效地实现爆破降震效果。