电子雷管远程起爆系统在铜坑矿的应用

杨岳阳

(广西华锡集团股份有限公司铜坑矿， 广西 南丹县 547204)

电子雷管远程起爆系统在铜坑矿的应用

杨岳阳

(广西华锡集团股份有限公司铜坑矿， 广西 南丹县 547204)

铜坑矿以往井下采用火雷管及高温延期雷管起爆网络起爆存在安全隐患。为了预防和减少矿山爆破事故的发生，切实提高矿山爆破作业安全，提出采用电子雷管的远程网络起爆技术。该技术以电子雷管作为起爆雷管，通过远距离网络控制起爆，结果表明，该技术安全可靠，精度高，解决了铜坑矿以往起爆网络存在的安全问题。

电子雷管；远程起爆；起爆网络

0 引 言

铜坑矿是一个具有三十余年开采历史的地下金属矿山，井下采场多且较分散，巷道分布错综复杂，井下爆破作业频繁，长期以来铜坑矿分别使用火雷管和高温延期导爆管雷管作为起爆雷管。火雷管由管壳、加强帽、装药部分组成，由于构造的关系，火雷管没有抗水性，防潮能力差。高温延期雷管由点火线、导爆管，铅延期体和基础雷管组成，高温延期雷管较火雷管具有抗水性、抗震性、抗拉性、抗油性等特点，对热、机械撞击和静电都是钝感较低。火雷管和高温延期雷管同样具有不能同时多点起爆，起爆网络无法用仪表检测，爆破过程中容易产生“丢炮”和 “瞎火”，同时又必须近距离点火，延期时间有限，增加了起爆过程的危险程度。在作业面集中区域使用火雷管和高温延期雷管多点起爆时，必须严格按照约定时间依次进行起爆，给协调管理带来很大的不便，容易因协调和撤离不及时、警戒不到位等原因造成爆破冲击波伤人、飞石伤人、炮烟中毒等安全事故。为解决这种起爆方式的弊端，提高爆破作业的安全性，铜坑矿井下全面推广使用由湖南神斧民爆集团生产的以SF-A型电子雷管作为起爆雷管的远程网络起爆系统。

1 SF-A型电子雷管远程起爆系统简介

SF-A型电子雷管远程起爆系统由FB-25-S型电子雷管起爆器、爆破母线、报警器、爆破子线和SF-A型电子雷管5部分组成，网络控制起爆和远距离控制起爆。主要有以下几个特点：

(1) 具备抗380 V交、直流电压，抗4000 V以下高能脉冲发爆器的功能，具有起爆方式唯一性的特点。

(2) 远程起爆系统起爆距离不小于10000 m。

(3) 具有起爆报警功能。

1.1 电子雷管起爆器

电子雷管起爆器是数码延期雷管的专用起爆设备，单台起爆器具有串联25发数码延期雷管的起爆能力。当需要起爆的发数超过25发时，可以采用分组起爆方式，每组使用一台起爆器，串联不超过25发数码延期雷管，多台起爆器连接成一个大的起爆网络同时动作，即所谓联动起爆。另外电子雷管起爆器设置了双开机密码和电子雷管编码存储功能，能够查看电子雷管的使用情况，保证了起爆器使用的安全性，同时又加强了爆破器材的使用管理。

1.2 电子雷管

电子雷管，又称数码雷管或数码智能雷管。即采用电子控制模块对起爆过程进行控制的电雷管。其本质在于一个微型电子芯片控制，取代了普通电雷管中的延期药与电点火元件，不仅大大地提高了延时精度，而且控制了通往引火头的电源，从而最大限度地减少了因引火头能量需求所引起的误差。其起爆能力与传统延期药雷管相同，延期和控制是其两个基本功能。电子雷管具有极高的安全性：电子雷管颠覆了传统的雷管起爆方式，只有采用安全性极高的专用起爆器经过密码验证后才能起爆。普通的电源如电池、交流电、直流电甚至220 V工频电源均不能起爆数码电子雷管，静电、雷电、杂散电流、射频等均不会误起爆数码电子雷管。SF-A型电子雷管结构见图1。SF-A型电子雷管主要有以下几个特点。

(1) 高精度。电子雷管延时精度为±2 ms，误差不会叠加。

(2) 高安全性。电子雷管只有使用专用电子雷管起爆器进行起爆，其具有记录功能，每次爆破的信息都储存起爆器上，能解决雷管的末端管理的难题。

(3) 高可靠性。爆破作业中，电子雷管组网后能实现在线重复检测，为网络爆破提供了可靠的检测手段。

图1 SF-A型电子雷管结构示意

2 电子雷管远程起爆系统应用

铜坑矿年生产能力较大，目前多中段同时进行开采，采用中深孔爆破方式，各中段之间通过竖井及斜道连接，同一采场上下中段可能需要同时进行采矿爆破，爆破药量较大，周边掘进面较集中，又必须在同一时间段内进行爆破，电子雷管远程起爆系统的应用，可以将多个爆破作业点串联起来，采用远程控制起爆，做到减少延时时间，保证安全，又可准确、快速判断是否正常起爆，并减少警戒时间。

2.1 电子雷管远程起爆网络铺设

(1) 起爆点的设置：起爆点一般设置于炮烟、飞石和爆炸冲击波对爆破作业人员无伤害的地方，距爆破点不应小于150 m，起爆点应有明显标志。根据铜坑矿井下爆破作业点分布较集中的特点，组网起爆时，起爆点设置于中段口安全地方。

(2) 爆破网络线的架设：爆破线母线应用线电阻不大于0.5 Ω/m、绝缘电阻不小于10 MΩ的电线电缆。固定铺设在起爆点到各工作面前爆破飞石无法对电线电缆造成损伤的地方。爆破母线应有明显标示与其它电线电缆进行区分。相对于爆破母线而言，爆破子线是爆破母线到工作面连接电子雷管脚线之间的电线。因离爆破面近，爆破后子线前端可能会有炸断、破皮等损伤，下次爆破时需去除损伤部位。因此一般采用普通的爆破线作为爆破子线。采用的方法是将一卷爆破子线一端与爆破母线连接，另一端随着工作面延伸或爆破子线损伤自由放线。

(3) 报警器的安装：报警器应安装于靠近起爆点爆破飞石和爆炸冲击波无法对报警器造成损坏的地方，或对报警器进行防护，确保爆破飞石和爆炸冲击波无法损坏报警器。报警器采用井下36 V交流电整流降压后作为电源，通过两根控制线串联在爆破母线上。

2.2 起爆网络的连接与起爆

起爆网络连接：电子雷管在整个网络中作为起爆雷管使用，只可以以串联方式连接，禁止采用并联或者混合方式连接，在联入网络前,应将雷管脚线、网络连接线短接。接线与网络母线的连接可用接线盒，也可遵照电线的连接方法进行。连接线为铝芯线时，要注意防止氧化和损伤，以免增加接头电阻带来拒爆。线路连接时，接线人应先擦净手上的泥污，要剪去网络母线和连接线裸露部分或用砂纸擦去氧化层再进行接线。连接一定要牢固，接头要擦干净，用防水胶布包紧。注意把网络母线与连接线悬挂起来，避免接地、淋水、短路导致拒爆。网络母线与脚线的接线方法如图2所示。

图2 网络母线与脚线连接方法

网络电阻检查与起爆：在各作业点连接好后，操作人员应全部撤离作业面，解开短接的网络母线，使用爆破电桥测量全线路的全电阻值，电阻值应符合设计的规定，确认网络连接正确，若不符合，禁止连接，重新检查并纠正线路。准备起爆时，将2两根爆破母线与起爆器的“爆破网”接线端子连接，“爆破网”接口端子分为红色、黑色，爆破母线接入时不分正负极。起爆完成后，屏幕显示“起爆完成关闭电源”，将起爆器的控制钥匙拨至“关机”位置。

线路全电阻的计算公式为：

R=Rx+mr

式中，Rx为网络线路电阻；r为单发雷管电阻；m为串联雷管个数。

网络母线电阻的计算公式为：

Rx=ρL/s

式中，ρ为网络母线电阻率；L为网络母线长度；s网络母线横截面积。

3 结 论

电子雷管远程起爆系统是先进的爆破控制技术、电子延期技术与传统的火工行业相结合的产物，具有安全、可靠、延时精度高以及易于管理的特点，并有正确密码控制起爆、记录功能和远距离起爆的优良性能。使用SF-A型电子雷管组成远程起爆网络和小型独立起爆网络灵活布置，有较好的操作性、适用性及安全性。目前该技术已在铜坑矿井下全面推广使用，在井下爆破作业面多，爆破作业点分散，爆破条件复杂的情况下，电子雷管远程起爆系统能有效地解决井下爆破器材使用管理问题，减少因爆破器材质量问题而引起的安全事故，同时取得了很好的爆破效果。

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作者简介：杨岳阳(1989-)，男，助理工程师，主要从事矿山地下开采研究、现场施工管理工作，Email：405294709@qq.com。

高学通(1985-)，男，河北沧州人，硕士，工程师，主要从事矿山水文地质工程地质方面的研究工作，Email：gaoxtcumt@qq.com。

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