電子雷管在礦業(yè)工程爆破中的應(yīng)用方法探究

朱小永

（淮南舜泰化工有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232001）

0 引言

一般來(lái)說(shuō)在礦業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中需要大規(guī)模地進(jìn)行工程爆破，由于工程爆破具有難度大、危險(xiǎn)性大的特點(diǎn)，因此必須對(duì)這一方面的工作引起足夠的重視，必須對(duì)爆破工程中涉及的工程力學(xué)、物理學(xué)、起爆方法、巖石力學(xué)及爆破方式等內(nèi)容進(jìn)行全面而仔細(xì)的研究，認(rèn)真對(duì)待工程爆破工作當(dāng)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，從一定程度上來(lái)說(shuō)，雷管就是其中相當(dāng)重要的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。

1 電子雷管

電子雷管主要是運(yùn)用一個(gè)微型集成電路來(lái)取代常規(guī)雷管當(dāng)中的延時(shí)火件以及電點(diǎn)火件。相比較于其他的一些雷管來(lái)說(shuō)，電子雷管的操作非常簡(jiǎn)單，具有延時(shí)準(zhǔn)確、安全系數(shù)高以及爆破效果好等特點(diǎn)。與之前一些比較常規(guī)的雷管相比較，電子雷管的延時(shí)時(shí)間大概在1～100ms，由此可見(jiàn)，其主要是按照毫秒對(duì)其進(jìn)行編程，而且其延時(shí)精度也可以控制在2ms 之內(nèi)，這些都是傳統(tǒng)雷管做不到的。整個(gè)電子雷管是由整流電橋、供電線、內(nèi)部檢測(cè)電路、延期控制、延期電路、控制電路、點(diǎn)火頭、儲(chǔ)能電容及控制開(kāi)關(guān)等部分構(gòu)成。在這些部分當(dāng)中，整流電橋主要是完成對(duì)雷管轎廂輸入極性的轉(zhuǎn)換，避免在對(duì)爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接時(shí)由于出現(xiàn)連接錯(cuò)誤而對(duì)控制模塊造成損害。儲(chǔ)能電容主要是利用充放電的原理來(lái)并入到原有的電源當(dāng)中，進(jìn)而保證電子雷管芯片具有足夠的電量。控制開(kāi)關(guān)主要是對(duì)進(jìn)入到雷管當(dāng)中的能量進(jìn)行控制，對(duì)點(diǎn)火頭的能量進(jìn)行有效地控制。通信管理電路主要是負(fù)責(zé)完成設(shè)備內(nèi)外信息的交互，執(zhí)行起爆設(shè)備發(fā)出的一系列指令。內(nèi)部檢測(cè)電路主要對(duì)控制雷管點(diǎn)火的模塊進(jìn)行控制，確保在點(diǎn)火的過(guò)程中具有更高的可靠性。控制電路主要負(fù)責(zé)對(duì)通信管理電路以及內(nèi)部監(jiān)測(cè)電路等這些部分進(jìn)行協(xié)調(diào)。由此可見(jiàn)，運(yùn)用電子雷管對(duì)爆破設(shè)備線路當(dāng)中的集成電路進(jìn)行延期控制，能夠確保延期的準(zhǔn)確率，更好地對(duì)爆炸的效果進(jìn)行控制。此外運(yùn)用電子雷管開(kāi)展爆破作業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)雷管的信息化管理，盡管在當(dāng)前階段電子雷管相對(duì)來(lái)說(shuō)價(jià)格還比較高，但是其具有十分廣闊的前景。

2 爆破缺陷產(chǎn)生的原因

2.1 大塊率高的原因

大塊主要是在臺(tái)階頂部以及爆區(qū)頭排孔沒(méi)最后一排孔位置產(chǎn)生，而之所以會(huì)出現(xiàn)大塊率高的原因就是之前對(duì)炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量利用不均，進(jìn)而導(dǎo)致了巖石沒(méi)有完成充分的碰撞。

2.2 爆破振動(dòng)大的原因

在礦業(yè)爆破的工作中采用逐孔微差爆破技術(shù)時(shí)往往會(huì)采用非電塑料導(dǎo)爆管雷管與爆破網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行連接，因?yàn)檫@一雷管的延期時(shí)間分別為9ms、17ms、25ms、42ms、65ms 以及100ms，所以在使用一些低段別地表雷管時(shí)，如果相鄰的兩個(gè)炮孔之間的延期時(shí)間不足8ms，那么其就會(huì)被認(rèn)為是同響。而之所以會(huì)出現(xiàn)爆破振動(dòng)大主要是因?yàn)樵诒茀^(qū)域當(dāng)中同響炮孔數(shù)太多。

2.3 爆破側(cè)翻后翻的原因

逐孔微差爆破技術(shù)的原理是前一孔的爆炸會(huì)為后面炮孔創(chuàng)造出更多的自由面，如果雷管的延期時(shí)間控制在8ms 以內(nèi)，那么它就會(huì)被認(rèn)為是同響，這往往會(huì)導(dǎo)致爆炸區(qū)最后一排炮孔時(shí)間與倒數(shù)第二排炮孔的間隔時(shí)間過(guò)少而出現(xiàn)同響的情況，這就使得最后一排炮孔在爆破的過(guò)程中沒(méi)有足夠的自由面，進(jìn)而出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的側(cè)翻以及后翻現(xiàn)象，如果后期要對(duì)其進(jìn)行處理往往需要消耗更多的成本。

3 電子雷管的應(yīng)用方法

3.1 降低釋放大塊率及根底率

為了能夠更好地將礦石科學(xué)地開(kāi)發(fā)出來(lái)，以便于后續(xù)的加工利用，往往就需要挖到爆炸降低釋放大塊率和根底率足夠小，然后還要盡最大的努力減少因?yàn)楸ǘa(chǎn)生的危害效應(yīng)。對(duì)爆破的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)爆破的危害效應(yīng)進(jìn)行控制，進(jìn)而使礦山開(kāi)發(fā)的工作更加經(jīng)濟(jì)科學(xué)。

3.2 充分發(fā)揮電子雷管高精度延時(shí)的優(yōu)點(diǎn)

在實(shí)際的礦業(yè)工程爆破當(dāng)中要充分地將電子雷管高精度延時(shí)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來(lái)，對(duì)爆破的方案不斷進(jìn)行調(diào)整，特別是對(duì)掏槽孔起爆的順序進(jìn)行調(diào)整，盡最大可能減小爆破夾制作用，這不僅能夠有效地降低爆破振動(dòng)，而且還能夠改善爆破的塊度。由于臺(tái)階臨空面相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，因此其爆破夾制的作用比較小，在爆破振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)峰值的幅度相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較小，而且由于電子雷管的成本相當(dāng)高，因此在爆破的過(guò)程中一般采用導(dǎo)爆管雷管，不過(guò)在起爆的過(guò)程中可以進(jìn)行單獨(dú)起爆。

3.3 爆破危害效應(yīng)的控制

在礦業(yè)爆破工作當(dāng)中需要考慮周邊的環(huán)境以及需要保護(hù)的對(duì)象，在礦業(yè)爆破工程當(dāng)中的危害效應(yīng)往往只是考慮防護(hù)爆破地震波以及爆破飛石，由于爆破空氣沖擊波以及噪聲的強(qiáng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)都比較小，因此往往不對(duì)其進(jìn)行考慮也不會(huì)對(duì)其進(jìn)行防護(hù)。在實(shí)際的爆破工作當(dāng)中必須確保理論計(jì)算的數(shù)值與儀器所測(cè)量的數(shù)值都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低于爆破振動(dòng)安全的允許值，在運(yùn)用電子雷管進(jìn)行爆破的過(guò)程中不能夠?qū)Ω浇膹S房以及居民的正常生活產(chǎn)生影響，確保運(yùn)用電子雷管進(jìn)行爆破時(shí)能夠?qū)Ρ普駝?dòng)進(jìn)行有效地控制，進(jìn)而使爆破對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響降到最低。

3.4 主動(dòng)升級(jí)爆破技術(shù)

每一個(gè)礦業(yè)公司的作業(yè)都不開(kāi)爆破工作，所以他們有必要主動(dòng)對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，確保爆破的效果更好。礦業(yè)工程爆破離不開(kāi)雷管的作用，而非電雷管主要是通過(guò)導(dǎo)爆管爆炸而產(chǎn)生的沖擊波將其引爆。非電雷管的類(lèi)型往往又可以分為瞬發(fā)雷管及延期雷管。相當(dāng)重要的一點(diǎn)就是非電雷管?chē)?yán)禁在有瓦斯或者礦塵爆炸危險(xiǎn)的礦井當(dāng)中使用，其使用范圍受到了很大的限制。此外，火雷管主要是運(yùn)用導(dǎo)火索燃燒過(guò)后所噴出的火焰進(jìn)行引爆，它的使用范圍也非常受限，通常都是在沒(méi)有瓦斯及粉塵爆炸危險(xiǎn)的地下爆炸作業(yè)或一些露天的小規(guī)模爆破工作中使用。由此可見(jiàn)，在礦業(yè)工程爆破工作當(dāng)中，電子雷管具有操作十分方便以及安全性高等特點(diǎn)，所以礦業(yè)公司在日常的工作當(dāng)中有必要對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，在工程爆破的相關(guān)工作當(dāng)中積極地使用電子雷管。

3.5 計(jì)算最佳延期間隔時(shí)間

在礦業(yè)工程爆破工作當(dāng)中，爆源不同炮孔處各段別爆破振動(dòng)波形相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較獨(dú)立的，一般來(lái)說(shuō)沒(méi)有疊加現(xiàn)象。這就需要找出不同作用炮孔個(gè)段位雷管爆破時(shí)的最低段藥量對(duì)應(yīng)的最低振動(dòng)速度，進(jìn)而使爆破振動(dòng)的特點(diǎn)能夠被更好地分析出來(lái)。由于爆破振動(dòng)需要保護(hù)的目標(biāo)點(diǎn)離爆源都比較近，因此這些波形在振動(dòng)的過(guò)程中往往由于還沒(méi)來(lái)得及因?yàn)榈讓拥臑V波作用而產(chǎn)生過(guò)多的變異，所以就可以運(yùn)用波形分析來(lái)對(duì)爆破的規(guī)律進(jìn)行分析。為了能夠使電子雷管在礦業(yè)爆破的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)干擾降振，非常重要的一個(gè)點(diǎn)就是要確定藥包的合理毫秒延期間隔時(shí)間，最佳的延期時(shí)間要能夠使先爆孔與后爆孔當(dāng)中的藥包爆炸之后在預(yù)設(shè)點(diǎn)引起的振動(dòng)波峰與波谷之間的相互疊加消除，而要想能夠完成這項(xiàng)工作，非常重要的一點(diǎn)就是需要充分地了解炸藥爆破振動(dòng)波的特性。因此，在具體的爆破工作當(dāng)中首先要對(duì)上臺(tái)階以及下臺(tái)階分別進(jìn)行爆破，然后再對(duì)振動(dòng)波的周期及頻率進(jìn)行分析，進(jìn)而得出最佳的雷管爆破延期間隔時(shí)間。

4 爆破效果

在實(shí)際的礦業(yè)工程爆破工作當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，采用電子雷管起爆技術(shù)產(chǎn)生的爆破效果相比較于普通的導(dǎo)爆管雷管更好。使用電子雷管爆破之后的爆堆當(dāng)中沒(méi)有明顯的飛石，其形態(tài)更是呈自然塌落的狀態(tài)，而且爆破現(xiàn)場(chǎng)的震感也不是特別強(qiáng)烈，爆破石方也具有著更高的破碎度，很難能夠發(fā)現(xiàn)有100cm 以上直徑的大塊，這對(duì)于后期的運(yùn)輸以及加工工作產(chǎn)生了非常大的積極影響。此外，電子雷管的連線作業(yè)相比較于導(dǎo)爆管雷管來(lái)說(shuō)更加方便，在完成連線工作之后就能夠?qū)φ麄€(gè)爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是暢通的。從另一方面上來(lái)說(shuō)，運(yùn)用傳統(tǒng)的導(dǎo)爆雷管進(jìn)行作業(yè)時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)盲炮的情況，但是在實(shí)際的工作過(guò)程中如果使用電子雷管進(jìn)行作業(yè)，往往不會(huì)出現(xiàn)盲炮的情況，這能夠有效地降低后期處理盲炮情況的工作量。最后，在礦業(yè)工程爆破作業(yè)的過(guò)程中，在孔內(nèi)僅需要一發(fā)雷管就足夠，而在空外往往不需要使用延期雷管，這又在極大程度上節(jié)約了成本。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前階段的礦業(yè)工程爆破工作當(dāng)中，由于電子雷管相比較于傳統(tǒng)的一些雷管而言具有相當(dāng)多的優(yōu)勢(shì)。因此傳統(tǒng)的一些雷管正在逐漸被淘汰，電子雷管正在逐漸被大規(guī)模使用，這不僅能夠有效地降低爆破工程的成本，而且也具有更高的安全性，能夠更好地促進(jìn)礦業(yè)工程爆破工作的發(fā)展。