電子雷管遠程起爆系統在銅坑礦的應用

楊岳陽

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦， 廣西 南丹縣 547204)

電子雷管遠程起爆系統在銅坑礦的應用

楊岳陽

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦， 廣西 南丹縣 547204)

銅坑礦以往井下采用火雷管及高溫延期雷管起爆網絡起爆存在安全隱患。為了預防和減少礦山爆破事故的發生，切實提高礦山爆破作業安全，提出采用電子雷管的遠程網絡起爆技術。該技術以電子雷管作為起爆雷管，通過遠距離網絡控制起爆，結果表明，該技術安全可靠，精度高，解決了銅坑礦以往起爆網絡存在的安全問題。

電子雷管；遠程起爆；起爆網絡

0 引 言

銅坑礦是一個具有三十余年開采歷史的地下金屬礦山，井下采場多且較分散，巷道分布錯綜復雜，井下爆破作業頻繁，長期以來銅坑礦分別使用火雷管和高溫延期導爆管雷管作為起爆雷管。火雷管由管殼、加強帽、裝藥部分組成，由于構造的關系，火雷管沒有抗水性，防潮能力差。高溫延期雷管由點火線、導爆管，鉛延期體和基礎雷管組成，高溫延期雷管較火雷管具有抗水性、抗震性、抗拉性、抗油性等特點，對熱、機械撞擊和靜電都是鈍感較低。火雷管和高溫延期雷管同樣具有不能同時多點起爆，起爆網絡無法用儀表檢測，爆破過程中容易產生“丟炮”和 “瞎火”，同時又必須近距離點火，延期時間有限，增加了起爆過程的危險程度。在作業面集中區域使用火雷管和高溫延期雷管多點起爆時，必須嚴格按照約定時間依次進行起爆，給協調管理帶來很大的不便，容易因協調和撤離不及時、警戒不到位等原因造成爆破沖擊波傷人、飛石傷人、炮煙中毒等安全事故。為解決這種起爆方式的弊端，提高爆破作業的安全性，銅坑礦井下全面推廣使用由湖南神斧民爆集團生產的以SF-A型電子雷管作為起爆雷管的遠程網絡起爆系統。

1 SF-A型電子雷管遠程起爆系統簡介

SF-A型電子雷管遠程起爆系統由FB-25-S型電子雷管起爆器、爆破母線、報警器、爆破子線和SF-A型電子雷管5部分組成，網絡控制起爆和遠距離控制起爆。主要有以下幾個特點：

(1) 具備抗380 V交、直流電壓，抗4000 V以下高能脈沖發爆器的功能，具有起爆方式唯一性的特點。

(2) 遠程起爆系統起爆距離不小于10000 m。

(3) 具有起爆報警功能。

1.1 電子雷管起爆器

電子雷管起爆器是數碼延期雷管的專用起爆設備，單臺起爆器具有串聯25發數碼延期雷管的起爆能力。當需要起爆的發數超過25發時，可以采用分組起爆方式，每組使用一臺起爆器，串聯不超過25發數碼延期雷管，多臺起爆器連接成一個大的起爆網絡同時動作，即所謂聯動起爆。另外電子雷管起爆器設置了雙開機密碼和電子雷管編碼存儲功能，能夠查看電子雷管的使用情況，保證了起爆器使用的安全性，同時又加強了爆破器材的使用管理。

1.2 電子雷管

電子雷管，又稱數碼雷管或數碼智能雷管。即采用電子控制模塊對起爆過程進行控制的電雷管。其本質在于一個微型電子芯片控制，取代了普通電雷管中的延期藥與電點火元件，不僅大大地提高了延時精度，而且控制了通往引火頭的電源，從而最大限度地減少了因引火頭能量需求所引起的誤差。其起爆能力與傳統延期藥雷管相同，延期和控制是其兩個基本功能。電子雷管具有極高的安全性：電子雷管顛覆了傳統的雷管起爆方式，只有采用安全性極高的專用起爆器經過密碼驗證后才能起爆。普通的電源如電池、交流電、直流電甚至220 V工頻電源均不能起爆數碼電子雷管，靜電、雷電、雜散電流、射頻等均不會誤起爆數碼電子雷管。SF-A型電子雷管結構見圖1。SF-A型電子雷管主要有以下幾個特點。

(1) 高精度。電子雷管延時精度為±2 ms，誤差不會疊加。

(2) 高安全性。電子雷管只有使用專用電子雷管起爆器進行起爆，其具有記錄功能，每次爆破的信息都儲存起爆器上，能解決雷管的末端管理的難題。

(3) 高可靠性。爆破作業中，電子雷管組網后能實現在線重復檢測，為網絡爆破提供了可靠的檢測手段。

圖1 SF-A型電子雷管結構示意

2 電子雷管遠程起爆系統應用

銅坑礦年生產能力較大，目前多中段同時進行開采，采用中深孔爆破方式，各中段之間通過豎井及斜道連接，同一采場上下中段可能需要同時進行采礦爆破，爆破藥量較大，周邊掘進面較集中，又必須在同一時間段內進行爆破，電子雷管遠程起爆系統的應用，可以將多個爆破作業點串聯起來，采用遠程控制起爆，做到減少延時時間，保證安全，又可準確、快速判斷是否正常起爆，并減少警戒時間。

2.1 電子雷管遠程起爆網絡鋪設

(1) 起爆點的設置：起爆點一般設置于炮煙、飛石和爆炸沖擊波對爆破作業人員無傷害的地方，距爆破點不應小于150 m，起爆點應有明顯標志。根據銅坑礦井下爆破作業點分布較集中的特點，組網起爆時，起爆點設置于中段口安全地方。

(2) 爆破網絡線的架設：爆破線母線應用線電阻不大于0.5 Ω/m、絕緣電阻不小于10 MΩ的電線電纜。固定鋪設在起爆點到各工作面前爆破飛石無法對電線電纜造成損傷的地方。爆破母線應有明顯標示與其它電線電纜進行區分。相對于爆破母線而言，爆破子線是爆破母線到工作面連接電子雷管腳線之間的電線。因離爆破面近，爆破后子線前端可能會有炸斷、破皮等損傷，下次爆破時需去除損傷部位。因此一般采用普通的爆破線作為爆破子線。采用的方法是將一卷爆破子線一端與爆破母線連接，另一端隨著工作面延伸或爆破子線損傷自由放線。

(3) 報警器的安裝：報警器應安裝于靠近起爆點爆破飛石和爆炸沖擊波無法對報警器造成損壞的地方，或對報警器進行防護，確保爆破飛石和爆炸沖擊波無法損壞報警器。報警器采用井下36 V交流電整流降壓后作為電源，通過兩根控制線串聯在爆破母線上。

2.2 起爆網絡的連接與起爆

起爆網絡連接：電子雷管在整個網絡中作為起爆雷管使用，只可以以串聯方式連接，禁止采用并聯或者混合方式連接，在聯入網絡前,應將雷管腳線、網絡連接線短接。接線與網絡母線的連接可用接線盒，也可遵照電線的連接方法進行。連接線為鋁芯線時，要注意防止氧化和損傷，以免增加接頭電阻帶來拒爆。線路連接時，接線人應先擦凈手上的泥污，要剪去網絡母線和連接線裸露部分或用砂紙擦去氧化層再進行接線。連接一定要牢固，接頭要擦干凈，用防水膠布包緊。注意把網絡母線與連接線懸掛起來，避免接地、淋水、短路導致拒爆。網絡母線與腳線的接線方法如圖2所示。

圖2 網絡母線與腳線連接方法

網絡電阻檢查與起爆：在各作業點連接好后，操作人員應全部撤離作業面，解開短接的網絡母線，使用爆破電橋測量全線路的全電阻值，電阻值應符合設計的規定，確認網絡連接正確，若不符合，禁止連接，重新檢查并糾正線路。準備起爆時，將2兩根爆破母線與起爆器的“爆破網”接線端子連接，“爆破網”接口端子分為紅色、黑色，爆破母線接入時不分正負極。起爆完成后，屏幕顯示“起爆完成關閉電源”，將起爆器的控制鑰匙撥至“關機”位置。

線路全電阻的計算公式為：

R=Rx+mr

式中，Rx為網絡線路電阻；r為單發雷管電阻；m為串聯雷管個數。

網絡母線電阻的計算公式為：

Rx=ρL/s

式中，ρ為網絡母線電阻率；L為網絡母線長度；s網絡母線橫截面積。

3 結 論

電子雷管遠程起爆系統是先進的爆破控制技術、電子延期技術與傳統的火工行業相結合的產物，具有安全、可靠、延時精度高以及易于管理的特點，并有正確密碼控制起爆、記錄功能和遠距離起爆的優良性能。使用SF-A型電子雷管組成遠程起爆網絡和小型獨立起爆網絡靈活布置，有較好的操作性、適用性及安全性。目前該技術已在銅坑礦井下全面推廣使用，在井下爆破作業面多，爆破作業點分散，爆破條件復雜的情況下，電子雷管遠程起爆系統能有效地解決井下爆破器材使用管理問題，減少因爆破器材質量問題而引起的安全事故，同時取得了很好的爆破效果。

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作者簡介：楊岳陽(1989-)，男，助理工程師，主要從事礦山地下開采研究、現場施工管理工作，Email：405294709@qq.com。

高學通(1985-)，男，河北滄州人，碩士，工程師，主要從事礦山水文地質工程地質方面的研究工作，Email：gaoxtcumt@qq.com。

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