數碼電子雷管在甕福磷礦中的應用

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, 安徽 淮南市 232001)

0 引 言

數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用以來,受到爆破工程技術人員的廣泛關注.電子雷管具有精確度高、安全性好、優化爆破網絡、綜合成本低等優點,成為爆破工程中替代傳統導爆管雷管、電雷管理想的產品[1G11].電子雷管其本質是以電子延時芯片替代傳統雷管中的化學延期體藥品,延期時間誤差可控制在1 ms左右.雷管的高精確度對于優化爆破網絡、降振、控制塊度大小等都起著至關重要的作用.

經過十幾年的發展,現在全國已有多家企業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)有限公司研制生產的PHED－1數碼電子雷管.

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

1 PHED－1型電子雷管及其起爆系統

起爆控制系統由電子雷管、起爆器、編碼器、專用電線組成.整個系統可以現場進行檢測,及時發現雷管及爆破網絡的問題,防止了漏炮、盲炮等危險事故的發生.

1.1 數碼電子雷管

PHED－1型電子雷管由基礎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,同時設有特定的密碼.雷管內置電容可抗強靜電干擾,并且抗直、交流電.

(2)高精確度.延期時間設定范圍為0~16000,當設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,在連接網絡之前雷管可進行檢測,連接網絡之后可對整個爆破網絡進行檢測,降低了拒爆、漏爆的可能性,防止產生盲炮.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絡參數設置.

(4)綜合成本低.采用數碼電子雷管連接爆破網絡可以省去地表雷管及導爆管,可以降低成本.雖然一發電子雷管比普通雷管要貴很多,但其優良的性能可以降低事故發生率.電子雷管的使用可以優化網絡,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用于大型爆破工程.它具有對雷管進行注冊檢測、在線編制爆破參數、設定起爆密碼、GPS定位、充電起爆等功能,為爆破工程的進行及監管提供了有效的支撐手段.

編碼器是一種手持便攜式終端,它可以對雷管進行注冊,并對注冊數據快速編輯.編碼器也可進行多個設備之間的注冊數據傳輸及導入,在大規模的爆破工程中,可利用其進行多人的注冊、檢測等協同工作,有效提高了工作效率.

1.3 爆破網絡的連接

整個爆破網絡電子雷管采用并聯方式連接,在電子雷管腳線頭設有特制卡口,連接網絡時,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、檢查網絡、預備起爆、檢查炮孔.

對于大規模的爆破,需要起爆較多的雷管,可以先用基礎型電子雷管起爆器連接部分電子雷管,然后將多個基礎型電子雷管并聯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型電子雷管起爆器的參數設置,檢測并控制基礎型起爆器,整個過程簡單省時,大大提高了工作效率.

圖1 爆破網絡

2 爆破網絡參數選擇

為了保證爆破效果,整體方案采用逐孔起爆進行分段微差爆破.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,根據實際地質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,m＝0.8~1.4,a取7 m.

(4)孔排距(b):孔排距b＝a/m,參考經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,根據地質條件按經驗取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.

爆破采用現場混裝銨油炸藥,每孔裝有2發電子雷管和2發起爆具,每次爆破孔數為200,實行孔內延時,孔間延時45 ms,排間延時110 ms.

3 結 論

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

(2)通過合理的爆破參數選擇,規范的工程操作,將數碼電子雷管起爆系統應用到大型礦山是完全可行的,并且取得了良好的爆破效果,收到了可觀的經濟效益.可以看出,電子雷管起爆系統將有廣泛的應用前景.

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