露天采场台阶干扰降震爆破技术试验研究

张 溢，徐 敏

（江西铜业民爆矿服有限公司，江西 德兴 334200）

数码电子雷管是一种利用电子延时芯片取代过去延期药的一种新型爆破器，在上世纪80年代，南非和瑞典等多个公司发布了第1代电子延期起爆系统，之后澳大利亚和德国也陆续开发出电子起爆系统，我国是于2006年开始将数码电子雷管起爆系统应用于三峡围堰爆破中，之后市场上也出现了多种类型的数码电子雷管系统。在上世纪90年代，我国开始针对数码电子雷管进行深入研究，并于2006年自主研发了隆芯1号数码电子雷管，同年召开数码电子雷管产品鉴定会，当前数码电子雷管起爆系统主要运用于工程爆破过程中[1]。

1 数码电子雷管的可靠性分析

图1 数码电子雷管

爆破优化实验使用某公司生产电子起爆系统该系统是由数码电子雷管（如图1），起爆器以及编码器共同构成的（图2）。专用漏电检测主要是为检测在雷管下孔，连线，堵塞等过程中，由于雷管角线受到外部作用力出现漏电，短路等问题，使用数码雷管可以设置1000毫秒之内的延期时间，其误差可实现2‰，其中另一台起爆器其能力可以达到1680，每分支的连接管起爆次数可达到100法，电压为42伏，起爆器的使用软、硬件密码可构成安全装置。从主管上来看，雷管绞线采用并联，能够直接连接到爆区主线上，在电子起爆器系统操作过程中，主要涉及两个部分，分别是起爆前和起爆中的操作。爆前操作主要包括分支检测，漏电检测，雷管分发和钻孔，联网，将信息传输到起爆器，起爆前的准备工作包括起爆前开机，输入密码，网络检测，充电等。比如对于某露天矿台爆破来说，由于属于高台阶，大孔径，现场混装的大规模爆破作业，且通常使用预装药的方式，爆区周边有电产和钻机高压线，这对于抗高温，抗腐蚀，抗电能力都具有较高要求，一旦出现拒爆或者早爆的问题将会带来大爆炸安全事故并影响最终的爆破生产。因此在开采露天台阶爆破时通常使用数码电子雷管的方式，能够保障起爆的稳定性，可靠性，同时在使用数码电子雷管前还需要考虑到该雷管在深孔爆破实际使用条件，对数码电子雷管专用设备进行抗电能力以及延期精度的检测，同时还需要分析起爆可靠性。

静电感度的检测：需要随机抽取数码电子雷管将其作为样品，测试将其处于不同电容放电条件下其相应的抗静电能力。同时对其进行抗杂散电流检测，抽取一定量的数码电子雷管作为样品，将其置于不同模式下，分析电子雷管抗杂散电能力。数码电子雷管的可靠性分析：在开展该实验时可将其分为两组，其中第1组检测电子雷管是否能够安全引爆起爆具和其他起爆管雷管，需要对第2组采用数码电子雷管检测，在现场炸药车混装预装药的条件下，测量其起爆可靠信，结果第1组电子雷管共检测20发，且每发电子雷管延期时间平均间隔为500毫秒，其中10发连接起爆具，1发连接雷管，一发连接三发雷管，经过起爆之后没有发生任何数码电子雷管拒爆，无法起爆道具的问题，或者地表雷管不良问题，但由于相对来看数码电子雷管长度要比普通雷管长，因此和起爆器连接匹配度不高，为解决这一问题需要特殊设计橡胶垫。

图2 数码电子雷管结构

2 具体案例分析

过去主要采用的爆破技术，无论平均降震率和降震成功率在段间起爆时间间隔为40毫秒时效果最好，其次为15毫秒，时间间隔为25和30毫秒时降震效果较差。合理选择时间间隔，仅管测定速度波形并不是完全呈现正弦波分布的，但受两个地震波干扰过程中，同样可以参照正弦波在介质中的传播情况进行理论分析。当所设周期为T0时，两段间起爆时间为Δt，我们以第二地震波介入周期比为根据。结果表明当周期比低于0.67时，此时能够获得不同干扰降震效果，而当周期比介于0.33和0.5时，此时随周期比的增加平均降震率也会显著增加，当周期比等于0.5时，此时能够获得最佳的干扰降震效果，当周期比介于0.5和0.67时，此时随周期比的增加平均降震率将会相应降低、。如果传播过程中正弦波没有衰减，在第二周期如果该周期比需要满足1.35到1.67的要求，这种情况下也能够获得良好的干扰降震效果，而当该周期比介于1.33和1.5之间时，随周期比增加平均降震率也会增加，当周期比等于1.5时此时能够获得最佳的干扰降震效果，当周期比介于1.5和1.67之间时，随周期比增加平均降震率会相应减少。而在今后具体应用中使用时，通过改变起爆顺序或者改变抵抗线方向，会使地震波的传播方向与坡面成一定角度，而并不是垂直于边坡的，这种情况下对于边坡的稳定性以及降震效果来说是十分有利的。在起爆排数以孔数较多的情况下可以使用双侧相错起爆顺序，进而能够增加相邻排间的实际时间间隔，有利于在多排起爆条件下形成新自由面。根据实验所确定的时间间隔最佳为15毫秒，因此要求订购标称延期时间为0，15，30，45等段别高精度导爆管毫秒雷管，由于考虑实际情况，每个雷管所带导爆管长度需要结合实际情况进行考虑，通常可以设置为20到22米的范围内[2,3]。

相对来看，数码电子雷管，可将其起爆系统分为两个部分，起爆前的准备工作和起爆中的操作，在具体使用过程中可以将其分为以下步骤：首先进行装孔和雷管发放，在雷管发放时相比普通雷管和其他型号的雷管在发放上有一定的差别，由于数码电子雷管其延期是通过炮孔边到编码器之间的距离，根据其设计延期时间能够在现场开展延期设置，因此在数码电子雷管发放过程中不需要考虑雷管和炮孔匹配以及段位等多种问题，通常电子雷管角线使用的是线圈方式，在装孔时很难出现角线等问题，相对来说装孔速度快，能够满足实际现场装药速度。雷管编程操作时需要对雷管针孔后由工作人员手持编码器对相应的电子雷管进行延时设置，将其信息导入到相应的编码器中。

联网检测以及分支检测。电子雷管网络使用并联方式连入到主网中，角线末端通过线卡打开后将其连接到连接线上，操作简便，由于在操作过程中可能会遇到堵塞或者装药问题，进而对网络存在一定破坏，因此在实验时当连接一方网络后，需要利用编码器完成分支网络检测，便于及时发现分支网络的问题，做好故障处理。当雷管信息传输到起爆器中之后，利用编码器能够对电子雷管进行烟气设置和信息获取，将编码器信息传送到起爆器并完成相应的起爆操作。完成网络连接装药堵塞流程后，电子雷管的角线和分支网络需要通过线卡直接连接到连接线中，主线可以实现起爆器，雷管信息读取确保雷管的完整性，一旦雷管出现问题时，起爆器会显示故障问题，需提醒工作人员及时处理故障并完成检测后进行起爆。

从其起爆效果上来看，对于爆后爆堆实地分析爆堆表面破碎性程度良好，而且沉降沟比较明显，后拉整齐，之后在电铲挖掘时出现爆堆内部并没有大块，能够消除根底，快速改善，可以从一定程度上提高挖掘和装载效率，同时也能够为露天矿剥离半连续开采工艺提供有效的爆破技术。

3 结论

在本研究中主要阐述了对于某露天矿台阶爆破中使用数码电子雷管的方式，分析其可靠性研究，同时利用数码电子雷管延期时间精度较高，可以随意设置延期时间等特点能够对露天矿台阶爆破进行优化，改善爆破效果，进一步展示了在工程爆破中数码电子雷管的应用前景和优势。