左 庭,張小康

(1.貴州開源爆破工程有限公司, 貴州 貴陽 550000;2.安徽理工大學(xué), 安徽 淮南市 232001)

0 引 言

數(shù)碼電子雷管是一種新型的爆破器材,自2006年在我國三峽圍堰拆除爆破工程中得到應(yīng)用以來,受到爆破工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注.電子雷管具有精確度高、安全性好、優(yōu)化爆破網(wǎng)絡(luò)、綜合成本低等優(yōu)點,成為爆破工程中替代傳統(tǒng)導(dǎo)爆管雷管、電雷管理想的產(chǎn)品[1G11].電子雷管其本質(zhì)是以電子延時芯片替代傳統(tǒng)雷管中的化學(xué)延期體藥品,延期時間誤差可控制在1 ms左右.雷管的高精確度對于優(yōu)化爆破網(wǎng)絡(luò)、降振、控制塊度大小等都起著至關(guān)重要的作用.

經(jīng)過十幾年的發(fā)展,現(xiàn)在全國已有多家企業(yè)推出了不同型號的電子雷管.本文所述電子雷管,為貴州盤江化工(集團(tuán))有限公司研制生產(chǎn)的PHED－1數(shù)碼電子雷管.

甕福磷礦是一個特大型磷塊巖礦區(qū),礦區(qū)面積約58 k m2,地質(zhì)儲量8.2億t,工業(yè)儲量達(dá)5.8億t.為了保證礦區(qū)正常的生產(chǎn)需要,礦區(qū)采用深孔臺階爆破,臺階高度設(shè)計為12.5 m,鉆孔直徑為230 mm,爆破孔數(shù)在200個左右,一次爆破量控制在10萬m3以內(nèi).可以看出,一次爆破任務(wù)量較大,同時還要考慮到安全、塊度適合、降振等問題,所以礦區(qū)采用了電子雷管替代導(dǎo)爆管雷管,至今已取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益.

1 PHED－1型電子雷管及其起爆系統(tǒng)

起爆控制系統(tǒng)由電子雷管、起爆器、編碼器、專用電線組成.整個系統(tǒng)可以現(xiàn)場進(jìn)行檢測,及時發(fā)現(xiàn)雷管及爆破網(wǎng)絡(luò)的問題,防止了漏炮、盲炮等危險事故的發(fā)生.

1.1 數(shù)碼電子雷管

PHED－1型電子雷管由基礎(chǔ)雷管及專用芯片組成,芯片具有計時和儲能的功能,主要具有以下幾個特點:

(1)高安全性.電子雷管需使用專用起爆器引爆,同時設(shè)有特定的密碼.雷管內(nèi)置電容可抗強靜電干擾,并且抗直、交流電.

(2)高精確度.延期時間設(shè)定范圍為0~16000,當(dāng)設(shè)定延期時間小于等于150 ms時 ,誤差小于±1.5 ms,延期時間大于150 ms時,誤差小于±1%.

(3)高可靠性.具有可檢測性,在連接網(wǎng)絡(luò)之前雷管可進(jìn)行檢測,連接網(wǎng)絡(luò)之后可對整個爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測,降低了拒爆、漏爆的可能性,防止產(chǎn)生盲炮.并且起爆器具有記憶功能,可隨時檢測、定位問題雷管及爆破網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置.

(4)綜合成本低.采用數(shù)碼電子雷管連接爆破網(wǎng)絡(luò)可以省去地表雷管及導(dǎo)爆管,可以降低成本.雖然一發(fā)電子雷管比普通雷管要貴很多,但其優(yōu)良的性能可以降低事故發(fā)生率.電子雷管的使用可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò),簡單方便,減少人力成本.基于以上幾點,短期看使用電子雷管相對成本較高,但從長遠(yuǎn)利益考慮,電子雷管的使用會大大降低綜合成本.

1.2 電子雷管起爆器與編碼器

電子雷管起爆器可應(yīng)用于大型爆破工程.它具有對雷管進(jìn)行注冊檢測、在線編制爆破參數(shù)、設(shè)定起爆密碼、GPS定位、充電起爆等功能,為爆破工程的進(jìn)行及監(jiān)管提供了有效的支撐手段.

編碼器是一種手持便攜式終端,它可以對雷管進(jìn)行注冊,并對注冊數(shù)據(jù)快速編輯.編碼器也可進(jìn)行多個設(shè)備之間的注冊數(shù)據(jù)傳輸及導(dǎo)入,在大規(guī)模的爆破工程中,可利用其進(jìn)行多人的注冊、檢測等協(xié)同工作,有效提高了工作效率.

1.3 爆破網(wǎng)絡(luò)的連接

整個爆破網(wǎng)絡(luò)電子雷管采用并聯(lián)方式連接,在電子雷管腳線頭設(shè)有特制卡口,連接網(wǎng)絡(luò)時,只需將卡口與專用母線連接即可,整個過程方便簡潔.工作流程為檢測雷管、注冊雷管、卡線、檢查網(wǎng)絡(luò)、預(yù)備起爆、檢查炮孔.

對于大規(guī)模的爆破,需要起爆較多的雷管,可以先用基礎(chǔ)型電子雷管起爆器連接部分電子雷管,然后將多個基礎(chǔ)型電子雷管并聯(lián)與智能型電子雷管起爆器連接.智能型電子雷管起爆器可以智能識別基礎(chǔ)型電子雷管起爆器的參數(shù)設(shè)置,檢測并控制基礎(chǔ)型起爆器,整個過程簡單省時,大大提高了工作效率.

圖1 爆破網(wǎng)絡(luò)

2 爆破網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇

為了保證爆破效果,整體方案采用逐孔起爆進(jìn)行分段微差爆破.炮孔采用梅花形垂直布孔,孔直徑為200 mm,臺階高度H取12 m.

(1)底盤抵抗線(W1):按孔徑計算W1＝kd,k＝25~40,W1取5 m.

(2)超深(h):超深參考h＝(8~12)H確定,根據(jù)實際地質(zhì)情況及多次爆破效果,最終超深h取2 m.

(3)孔距(a):孔距a＝m W1,m為炮孔密集系數(shù),m＝0.8~1.4,a取7 m.

(4)孔排距(b):孔排距b＝a/m,參考經(jīng)驗公式及實際爆破效果b取6 m.

(5)單孔裝藥量(Q):單孔裝藥量Q＝q Ha W1,根據(jù)地質(zhì)條件按經(jīng)驗取q＝0.36 kg/m3,計算后取Q為230 kg.

(6)填塞長度(L2):填塞長度L2＝(20~40)d,L2取7.5 m.

爆破采用現(xiàn)場混裝銨油炸藥,每孔裝有2發(fā)電子雷管和2發(fā)起爆具,每次爆破孔數(shù)為200,實行孔內(nèi)延時,孔間延時45 ms,排間延時110 ms.

3 結(jié) 論

(1)采用電子雷管起爆系統(tǒng),高質(zhì)量地完成了礦區(qū)的爆破任務(wù),而且未發(fā)生安全事故.爆破礦巖塊度適合,方便鏟運,爆破振動小,無飛石,保護(hù)了礦區(qū)的建筑物及人員安全.

(2)通過合理的爆破參數(shù)選擇,規(guī)范的工程操作,將數(shù)碼電子雷管起爆系統(tǒng)應(yīng)用到大型礦山是完全可行的,并且取得了良好的爆破效果,收到了可觀的經(jīng)濟(jì)效益.可以看出,電子雷管起爆系統(tǒng)將有廣泛的應(yīng)用前景.

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