數(shù)碼電子雷管在井工煤礦應(yīng)用的可行性分析

劉鋒 歐顯文 賴劉晶 陳興燚 陳毅

摘 要：隨著電子雷管技術(shù)的推廣，數(shù)碼電子雷管已在金屬礦山、露天煤礦或隧道等工程領(lǐng)域成功應(yīng)用，但在井工煤礦的應(yīng)用尚不清楚。本文基于數(shù)碼電子雷管的產(chǎn)品特點，圍繞數(shù)碼電子雷管應(yīng)用于井工煤礦的相關(guān)影響因素展開分析，結(jié)合相關(guān)案例和數(shù)據(jù)就數(shù)碼電子雷管在井工煤礦應(yīng)用的市場環(huán)境、產(chǎn)品來源、生產(chǎn)成本、操作技術(shù)、政策保障和工程應(yīng)用等進(jìn)行綜合分析，提出了數(shù)碼電子雷管應(yīng)用于井工煤礦的合理化建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)碼電子雷管;井工煤礦;安全性

中圖分類號：TD235.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）19-0083-02

Abstract： With the promotion of electronic detonator technology， digital electronic detonator has been successfully applied in the field of metal ore mine， open pit coal mine or tunnel， but its application in welling coal mine is still unclear. Based on the product characteristics of digital electronic detonators， this paper analyzed the influence factors on the application of digital electronic detonators to coal mines. Combining with relevant cases and data， this paper put forward reasonable suggestions on the application of digital electronic detonators in mine industry and coal mine from the aspects of market environment， product source， production cost， operation technology， policy guarantee and engineering application.

Keywords： digital electronic detonators;jinggong coal mine;security

1 數(shù)碼電子雷管的概念及特點

1.1 概念

數(shù)碼電子雷管，又稱電子雷管、數(shù)碼雷管或工業(yè)數(shù)碼電子雷管，是采用電子控制模塊對起爆過程進(jìn)行控制的電雷管的總稱。其中，電子控制模塊指置于電子雷管內(nèi)部，具備雷管起爆延期時間控制、起爆能量控制功能，內(nèi)置雷管身份信息碼和起爆密碼，能對自身功能、性能以及雷管點火原件的電性能進(jìn)行測試，并能和起爆控制器及其他外部控制設(shè)備進(jìn)行通信的專用電路模塊。

1.2 特點

1.2.1 安全性高。①數(shù)碼電子雷管采用密碼進(jìn)行控制，每發(fā)雷管都設(shè)有唯一識別碼（ID碼），需要授權(quán)后才能起爆。②可對數(shù)碼電子雷管使用期限進(jìn)行控制，超過規(guī)定使用期限后，雷管將不能再被起爆。即使延期模塊部分被非法拆解后，基礎(chǔ)雷管也不能被導(dǎo)火索點燃，只有采用配套專用起爆器經(jīng)過密碼驗證后才能起爆，普通的電源甚至22V工頻電源均不能起爆，實現(xiàn)了本質(zhì)安全。③起爆器采用雙密碼控制，現(xiàn)場安全員和爆破員必須同時輸入正確的操作密碼，起爆器才能進(jìn)入起爆界面，否則無法起爆，且連續(xù)3次輸入錯誤密碼后，起爆器將直接被鎖死。④起爆器內(nèi)置起爆密碼，每一個數(shù)碼電子雷管只能由對應(yīng)的起爆器起爆，可防止用戶之間的非法流通和使用。⑤起爆器具有存儲記憶功能，能滾動記錄起爆器引爆雷管的起爆日期和時間及使用地點，使用單位不具備刪除功能，記錄可在起爆器上查閱，便于管理。⑥起爆器具有自毀功能，一旦被非法解剖就會將內(nèi)部主芯片燒壞，從而防止起爆器被非法仿制[1]。

1.2.2 延時精確。數(shù)碼電子雷管不受段別限制，組網(wǎng)更加簡單，可按照爆破工程需要精確設(shè)置時間，滿足不同爆破延期設(shè)計要求。精確延時，可以提高爆破效果，減少大塊矸石產(chǎn)生，降低對巷道圍巖松動圈的影響。

1.2.3 檢測可靠。在延期時間設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)連接完成后可對聯(lián)網(wǎng)雷管進(jìn)行掃描，獲知網(wǎng)絡(luò)故障，確保了起爆網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)爆性，減少盲炮等爆破事故發(fā)生。

2 影響因素分析

2.1 市場環(huán)境

我國煤礦企業(yè)發(fā)展長期受采掘接替失衡影響，特別在南方一些高瓦斯、煤與瓦斯突出井工煤礦尤為突出，提高巷道掘進(jìn)單進(jìn)是有效解決這一問題的途徑之一。煤礦井下巷道掘進(jìn)斷面面積多為8～15m2，炮眼深度多數(shù)控制在2.2m以下，中、深孔爆破技術(shù)研究因受雷管延期段數(shù)、延期時間約束，只能在優(yōu)化炮眼布置和裝藥結(jié)構(gòu)上想辦法，如在保證總的爆破延期時間不超過130ms的前提條件下，根據(jù)需求情況調(diào)整雷管延期時間，從而促進(jìn)煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)研究長足發(fā)展。將數(shù)碼電子雷管技術(shù)運用到煤礦巷道掘進(jìn)工程中，將大幅度提高巷道掘進(jìn)單進(jìn)，縮短巷道掘進(jìn)時間，緩解采掘接替緊張的局面，為后期瓦斯治理爭取時間和空間，保障礦井順利接替及安全生產(chǎn)。由此可以看出，電子雷管在井工煤礦應(yīng)用的發(fā)展前景較為廣闊。

2.2 產(chǎn)品來源

就目前情況可以看出，國內(nèi)市場從事數(shù)碼電子雷管生產(chǎn)研發(fā)的廠家屈指可數(shù)，且服務(wù)領(lǐng)域多為金屬礦山、露天煤礦或隧道等工程，涉足煤礦許用數(shù)碼電子雷管的幾乎很少，勢必影響數(shù)碼電子雷管在井工煤礦的推廣應(yīng)用。

2.3 生產(chǎn)成本

相比其他雷管，數(shù)碼電子雷管成本相當(dāng)高，勢必影響市場接受度。針對大多數(shù)南方井工煤礦來說，原本生產(chǎn)成本就居高不下，因此較難接受數(shù)碼電子雷管高昂的價格。

2.4 操作技術(shù)

數(shù)碼電子雷管檢測程序煩瑣復(fù)雜，對操作技能要求高、耗費時間長，以當(dāng)前煤礦放炮員素質(zhì)普遍較低的實情來看，無疑是一大障礙。

2.5 政策保障

數(shù)碼電子雷管在井工煤礦的推廣及應(yīng)用必須有相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定進(jìn)行支撐和保障?！睹旱V安全規(guī)程》第三百五十條第二款規(guī)定，在采掘工作面，必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管、煤礦許用毫秒延期電雷管或者煤礦許用數(shù)碼電雷管。使用煤礦許用毫秒延期電雷管時，最后一段的延期時間不得超過130ms。使用煤礦許用數(shù)碼電雷管時，一次起爆總時間差不得超過130ms，并應(yīng)當(dāng)與專用起爆器配套使用。使用煤礦許用數(shù)碼電雷管時，一次起爆總時間差不得超過130ms，并應(yīng)當(dāng)與專用起爆器配套使用。煤礦許用數(shù)碼電雷管的連接、使用以及在連接使用過程中應(yīng)采取安全預(yù)防措施，必須嚴(yán)格執(zhí)行電子雷管生產(chǎn)廠家的使用說明書。煤礦許用數(shù)碼電雷管延期段別一般不應(yīng)超過7段。煤礦井下應(yīng)當(dāng)使用預(yù)設(shè)置型煤礦許用數(shù)碼電雷管。爆破網(wǎng)路連接接頭應(yīng)懸空，確保與地面或其他導(dǎo)體絕緣。同時，安標(biāo)國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心于2014年行文關(guān)于發(fā)布《煤礦許用數(shù)碼電子雷管安全技術(shù)要求（試行）》《煤礦許用數(shù)碼電子雷管發(fā)爆器安全技術(shù)要求（試行）》等規(guī)定的通知（安標(biāo)字〔2014〕43號）。

2.6 工程應(yīng)用

目前，國內(nèi)數(shù)碼電子雷管在金屬礦山、露天煤礦或隧道等工程領(lǐng)域均已開展了大量實驗，并獲得了成功。但應(yīng)用在井工煤礦領(lǐng)域可供參考的工程實例幾乎為零，較為接近的實用型案例也僅是在高瓦斯隧道有過相關(guān)實驗論證其應(yīng)用可行性[2]，由此看出，數(shù)碼電子雷管在井工煤礦的應(yīng)用尚停留在理論可行階段，缺乏大量相關(guān)工程實驗論證。

3 數(shù)碼電子雷管在井工煤礦領(lǐng)域的發(fā)展建議

3.1 成本控制方面

建議采取“生產(chǎn)商+科研單位+煤礦企業(yè)”合作的前期產(chǎn)品開發(fā)模式，由煤礦企業(yè)提供實驗場地，科研單位進(jìn)行實驗研究，生產(chǎn)商再根據(jù)科研單位的研究成果及時改進(jìn)升級產(chǎn)品。該模式可合理利用資源，有效分?jǐn)偵a(chǎn)成本，降低產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)成本，促進(jìn)數(shù)碼電子雷管技術(shù)發(fā)展、改進(jìn)和升級。

3.2 程序設(shè)計方面

在程序設(shè)計方面，相關(guān)單位應(yīng)充分考慮操作使用人員的素質(zhì)，盡量優(yōu)化操作程序，使操作更具人性化、智能化或自動化。

3.3 操作人員方面

煤礦企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)操作人員技能培訓(xùn)，培養(yǎng)一批技能過硬、素質(zhì)過硬的專業(yè)化隊伍。

3.4 工程應(yīng)用方面

相關(guān)單位應(yīng)加快推進(jìn)數(shù)碼電子雷管在井工煤礦的現(xiàn)場實驗，以便為后續(xù)工作提供現(xiàn)場參考資料和經(jīng)驗。

4 結(jié)語

本文通過對影響數(shù)碼電子雷管應(yīng)用于井工煤礦領(lǐng)域的市場環(huán)境、產(chǎn)品來源、生產(chǎn)成本、操作技術(shù)、政策保障和工程應(yīng)用等因素進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為當(dāng)前數(shù)碼電子雷管在井工煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用將會很長一段時間處在市場培育階段，但從長期市場和技術(shù)發(fā)展方向來看，數(shù)碼電子雷管最終替代現(xiàn)有制式雷管會是一個必然的過程，只不過需要一個很長的過程。

參考文獻(xiàn)：

[1]張英豪，陳成芳.淺談數(shù)碼雷管的設(shè)計[C]//中國工程爆破協(xié)會成立20周年學(xué)術(shù)會議：中國爆破新進(jìn)展，2014.

[2]楊譯，顧光祥，楊吉.數(shù)碼電子雷管在高瓦斯隧道開挖中的應(yīng)用探討[J].建材與裝飾，2015（45）：272-273.