馮曉臣，霸書紅

（沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院，遼寧 沈陽110168）

數(shù)碼雷管的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

馮曉臣，霸書紅

（沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院，遼寧 沈陽110168）

在總結(jié)現(xiàn)有數(shù)碼電子雷管國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，列舉數(shù)碼電子雷管在實際工程爆破中的應(yīng)用情況，并對數(shù)碼電子雷管未來發(fā)展提出了基于導(dǎo)爆管定延時數(shù)碼雷管、無線自組網(wǎng)數(shù)碼雷管和數(shù)碼電子雷管的賦碼系統(tǒng)等相關(guān)建議，為進一步降低雷管價格、增強使用中的安全性提供了保障。

數(shù)碼電子雷管；爆破；導(dǎo)爆管；無線自組網(wǎng)

普通的延期雷管已無法滿足爆破工程師對一些復(fù)雜爆破工程工藝和特殊爆破效果中高精度的要求，數(shù)碼電子雷管的延時精度達到微秒可控級別，完全滿足目前爆破工程師對爆破精度高的特殊要求。數(shù)碼電子雷管未來發(fā)展空間巨大，勢必日后會成為爆破器材的中流砥柱。本文針對對數(shù)碼電子雷管的研究，以期對其生產(chǎn)、銷售、使用等全程進行跟蹤監(jiān)測。

1　國內(nèi)數(shù)碼雷管的應(yīng)用現(xiàn)狀

數(shù)碼電子雷管是通過電子芯片取代傳統(tǒng)延期雷管中的延期藥實現(xiàn)延期發(fā)火時間的一種新型電雷管，具有延時精度高，能夠使巖石爆破尺寸更均勻；可以控制爆破地震頻率，使爆破震動大幅度降低；有助于減少邊坡破壞，減少露天礦爆破根底等傳統(tǒng)雷管無法比擬的優(yōu)點，深受爆破工程師的青睞。然而，由于數(shù)碼電子雷管自身有起爆程序復(fù)雜，組網(wǎng)能力差，價格昂貴等缺點，因此數(shù)碼電子雷管在實際工程爆破中的應(yīng)用案例比較少。

數(shù)碼雷管自從2006年始進入中國，首先在三峽圍堰拆除爆破中成功使用，在三峽三期碾壓混凝土圍堰拆除爆破工程中，為了滿足對爆破器材抗水、抗壓、延期時間及精度的控制要求，就應(yīng)用了I-konTM數(shù)碼雷管進行起爆，收到了較好的爆破效果［1］。

在城鎮(zhèn)建設(shè)施工中，河南省新密市青屏廣場南側(cè)一處施工基地，由于地處鬧市，周圍居民對爆破產(chǎn)生的強烈震動表示反對，最終選擇了數(shù)碼電子雷管。根據(jù)方桂富［2］等人對城鎮(zhèn)爆破電子雷管延時優(yōu)選工程實踐的研究，數(shù)碼雷管的使用有效降低了爆破振動，僅為采用導(dǎo)爆管雷管起爆的40%.這些研究成果表明數(shù)碼電子雷管在微差控制爆破方面具有很大的研究價值與應(yīng)用前景。

在采礦方面，內(nèi)蒙古某大型露天煤礦采用吊斗鏟倒堆工藝實現(xiàn)排巖采礦，與澳瑞凱公司合作實現(xiàn)高臺階拋擲爆破，根據(jù)田小寶［3］的研究，數(shù)碼電子雷管可將爆破拋擲率提高5個百分點，即從現(xiàn)有的32%提高到37%以上，可一次性的將大量巖土排到指定的內(nèi)排區(qū)域，從而實現(xiàn)減少倒堆工作量，節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。另外，礦巖破碎度有所改善，巖石爆破塊尺寸更加均勻，大塊率得到降低，并且容易實施控制爆破技術(shù)如光面爆破或預(yù)裂爆破，能減少側(cè)、后沖，保護好邊坡。

2　未來發(fā)展前景

數(shù)碼電子雷管憑借諸多傳統(tǒng)雷管無法比擬的優(yōu)點日后勢必會成為爆破器材的主流產(chǎn)品。隨著延時芯片產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與發(fā)展，數(shù)碼電子雷管的價格也會隨之大幅下降，為日后普及提供市場競爭力。數(shù)碼電子雷管的未來發(fā)展將體現(xiàn)在：

（1）非電起爆數(shù)碼電子雷管。例如，基于導(dǎo)爆管定延時的數(shù)碼電子雷管，如圖1所示?；趯?dǎo)爆管定延時數(shù)碼雷管外觀和普通導(dǎo)爆管雷管基本相似，由導(dǎo)爆管產(chǎn)生的沖擊波能作為起爆能量。通過能量轉(zhuǎn)換裝置將沖擊波能轉(zhuǎn)化為電能，并儲存在儲能電容，儲能電容激發(fā)電子延時芯片，通過對芯片輸出端設(shè)計電壓調(diào)節(jié)電路，為發(fā)火元件提供足夠的起爆能量，最后發(fā)火元件引爆主裝藥［4］。

圖1　基于導(dǎo)爆管定延時數(shù)碼電子雷管的結(jié)構(gòu)示意圖

基于導(dǎo)爆管定延時數(shù)碼電子雷管可以用普通導(dǎo)爆管雷管的起爆系統(tǒng)起爆，同時具備導(dǎo)爆管使用安全、數(shù)碼電子雷管延時精確的優(yōu)點，而且還克服了數(shù)碼電子雷管組網(wǎng)能力差、使用過程復(fù)雜等缺點，同時也大幅降低使用雷管的成本。

（2）無線自組網(wǎng)數(shù)碼雷管。自組網(wǎng)作為一種無中心分布控制網(wǎng)絡(luò)，是一種自治的無線多跳網(wǎng)，整個網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，可以在不能利用或不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下提供一種通信支撐環(huán)境。如圖2所示，通過無線自組網(wǎng)定位技術(shù)，可實現(xiàn)對數(shù)碼電子雷管的定位和遠程控制。

圖2　無線自組網(wǎng)定位技術(shù)示意圖

如圖3所示，基于無線自組網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計出無線自組網(wǎng)數(shù)碼雷管，實現(xiàn)對數(shù)碼電子雷管進行遠程控制，遠程定位，有利于施工現(xiàn)場對數(shù)碼電子雷管的管理和使用，增強了使用的安全性。

圖3　無線組組網(wǎng)數(shù)碼雷管結(jié)構(gòu)示意圖

（3）可賦碼的數(shù)碼電子雷管。通過二維碼技術(shù)，實現(xiàn)對數(shù)碼電子雷管生產(chǎn)、銷售、使用等全程進行跟蹤監(jiān)測，可準確有效地管理數(shù)碼電子雷管的使用狀況，增加雷管的使用安全性。同時也避免了施工方聘用生產(chǎn)商特定專業(yè)技術(shù)人員管理的情況，降低了使用成本。

3　結(jié)束語

經(jīng)過上述對數(shù)碼電子雷管基本構(gòu)成、基本原理、特點、應(yīng)用情況和未來發(fā)展的分析，得出如下結(jié)論：

（1）隨著芯片技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)，數(shù)碼電子雷管的價格未來將大幅下降；

（2）數(shù)碼電子雷管未來將被賦予更多的功能，設(shè)計出更加多樣化的產(chǎn)品類型，通過技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)碼電子雷管的無縫化管理；

（3）數(shù)碼電子雷管憑借優(yōu)異的性能將成為爆破器材的主流產(chǎn)品。

［1］吳新霞，趙根，王文輝，等．數(shù)碼雷管起爆系統(tǒng)及雷管性能測試［J］．爆破，2006，（4）：93-96.

［2］方桂富，方春，劉先魁，等．城鎮(zhèn)爆破電子雷管延時優(yōu)選工程實踐［J］．工程爆破，2011，（3）：81-84.

［3］田小寶.澳瑞凱數(shù)碼電子雷管起爆系統(tǒng)優(yōu)勢及應(yīng)用案例［J］.裝備論壇，2012，（10）：98-101.

［4］王維.電子延期非電雷管的研究［D］.武漢：武漢理工大學(xué)，2010.

Based on Analysis of Present Situation of the Application of Digital Detonator

FENG Xiao-chen，BA Shu-hong
（Shenyang Ligong University，Shenyang 110168，China）

With the theoretical knowledge of digital electronic detonators in rural and foreign，the author enumerates application of digital electronic detonators in the practical blasting engineering，and he puts forward some suggestions to the future development of digital electronic detonators about digital detonators based on timing and delayed nonel tubes，digital detonators of wireless self-organizing network and the coding system of digital detonators.It provides security for further reducing the detonators’price and enhancing the safety in use.

digital electronic detonators；blasting；nonel tubes；wireless self-organizing network

TJ450

A

1672-545X（2016）07-0112-02

2016-04-16

馮曉臣（1963-），男，遼寧阜新人，碩士，研究方向：火工品應(yīng)用。