数码电子雷管在井工煤矿应用的可行性分析

刘锋 欧显文 赖刘晶 陈兴燚 陈毅

摘 要：随着电子雷管技术的推广，数码电子雷管已在金属矿山、露天煤矿或隧道等工程领域成功应用，但在井工煤矿的应用尚不清楚。本文基于数码电子雷管的产品特点，围绕数码电子雷管应用于井工煤矿的相关影响因素展开分析，结合相关案例和数据就数码电子雷管在井工煤矿应用的市场环境、产品来源、生产成本、操作技术、政策保障和工程应用等进行综合分析，提出了数码电子雷管应用于井工煤矿的合理化建议。

关键词：数码电子雷管;井工煤矿;安全性

中图分类号：TD235.22 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）19-0083-02

Abstract： With the promotion of electronic detonator technology， digital electronic detonator has been successfully applied in the field of metal ore mine， open pit coal mine or tunnel， but its application in welling coal mine is still unclear. Based on the product characteristics of digital electronic detonators， this paper analyzed the influence factors on the application of digital electronic detonators to coal mines. Combining with relevant cases and data， this paper put forward reasonable suggestions on the application of digital electronic detonators in mine industry and coal mine from the aspects of market environment， product source， production cost， operation technology， policy guarantee and engineering application.

Keywords： digital electronic detonators;jinggong coal mine;security

1 數码电子雷管的概念及特点

1.1 概念

数码电子雷管，又称电子雷管、数码雷管或工业数码电子雷管，是采用电子控制模块对起爆过程进行控制的电雷管的总称。其中，电子控制模块指置于电子雷管内部，具备雷管起爆延期时间控制、起爆能量控制功能，内置雷管身份信息码和起爆密码，能对自身功能、性能以及雷管点火原件的电性能进行测试，并能和起爆控制器及其他外部控制设备进行通信的专用电路模块。

1.2 特点

1.2.1 安全性高。①数码电子雷管采用密码进行控制，每发雷管都设有唯一识别码（ID码），需要授权后才能起爆。②可对数码电子雷管使用期限进行控制，超过规定使用期限后，雷管将不能再被起爆。即使延期模块部分被非法拆解后，基础雷管也不能被导火索点燃，只有采用配套专用起爆器经过密码验证后才能起爆，普通的电源甚至22V工频电源均不能起爆，实现了本质安全。③起爆器采用双密码控制，现场安全员和爆破员必须同时输入正确的操作密码，起爆器才能进入起爆界面，否则无法起爆，且连续3次输入错误密码后，起爆器将直接被锁死。④起爆器内置起爆密码，每一个数码电子雷管只能由对应的起爆器起爆，可防止用户之间的非法流通和使用。⑤起爆器具有存储记忆功能，能滚动记录起爆器引爆雷管的起爆日期和时间及使用地点，使用单位不具备删除功能，记录可在起爆器上查阅，便于管理。⑥起爆器具有自毁功能，一旦被非法解剖就会将内部主芯片烧坏，从而防止起爆器被非法仿制[1]。

1.2.2 延时精确。数码电子雷管不受段别限制，组网更加简单，可按照爆破工程需要精确设置时间，满足不同爆破延期设计要求。精确延时，可以提高爆破效果，减少大块矸石产生，降低对巷道围岩松动圈的影响。

1.2.3 检测可靠。在延期时间设置、网络连接完成后可对联网雷管进行扫描，获知网络故障，确保了起爆网络的准爆性，减少盲炮等爆破事故发生。

2 影响因素分析

2.1 市场环境

我国煤矿企业发展长期受采掘接替失衡影响，特别在南方一些高瓦斯、煤与瓦斯突出井工煤矿尤为突出，提高巷道掘进单进是有效解决这一问题的途径之一。煤矿井下巷道掘进断面面积多为8～15m2，炮眼深度多数控制在2.2m以下，中、深孔爆破技术研究因受雷管延期段数、延期时间约束，只能在优化炮眼布置和装药结构上想办法，如在保证总的爆破延期时间不超过130ms的前提条件下，根据需求情况调整雷管延期时间，从而促进煤矿井下掘进技术研究长足发展。将数码电子雷管技术运用到煤矿巷道掘进工程中，将大幅度提高巷道掘进单进，缩短巷道掘进时间，缓解采掘接替紧张的局面，为后期瓦斯治理争取时间和空间，保障矿井顺利接替及安全生产。由此可以看出，电子雷管在井工煤矿应用的发展前景较为广阔。

2.2 产品来源

就目前情况可以看出，国内市场从事数码电子雷管生产研发的厂家屈指可数，且服务领域多为金属矿山、露天煤矿或隧道等工程，涉足煤矿许用数码电子雷管的几乎很少，势必影响数码电子雷管在井工煤矿的推广应用。

2.3 生产成本

相比其他雷管，数码电子雷管成本相当高，势必影响市场接受度。针对大多数南方井工煤矿来说，原本生产成本就居高不下，因此较难接受数码电子雷管高昂的价格。

2.4 操作技术

数码电子雷管检测程序烦琐复杂，对操作技能要求高、耗费时间长，以当前煤矿放炮员素质普遍较低的实情来看，无疑是一大障碍。

2.5 政策保障

数码电子雷管在井工煤矿的推广及应用必须有相关政策、标准或规定进行支撑和保障。《煤矿安全规程》第三百五十条第二款规定，在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用毫秒延期电雷管或者煤矿许用数码电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。使用煤矿许用数码电雷管时，一次起爆总时间差不得超过130ms，并应当与专用起爆器配套使用。使用煤矿许用数码电雷管时，一次起爆总时间差不得超过130ms，并应当与专用起爆器配套使用。煤矿许用数码电雷管的连接、使用以及在连接使用过程中应采取安全预防措施，必须严格执行电子雷管生产厂家的使用说明书。煤矿许用数码电雷管延期段别一般不应超过7段。煤矿井下应当使用预设置型煤矿许用数码電雷管。爆破网路连接接头应悬空，确保与地面或其他导体绝缘。同时，安标国家矿用产品安全标志中心于2014年行文关于发布《煤矿许用数码电子雷管安全技术要求（试行）》《煤矿许用数码电子雷管发爆器安全技术要求（试行）》等规定的通知（安标字〔2014〕43号）。

2.6 工程应用

目前，国内数码电子雷管在金属矿山、露天煤矿或隧道等工程领域均已开展了大量实验，并获得了成功。但应用在井工煤矿领域可供参考的工程实例几乎为零，较为接近的实用型案例也仅是在高瓦斯隧道有过相关实验论证其应用可行性[2]，由此看出，数码电子雷管在井工煤矿的应用尚停留在理论可行阶段，缺乏大量相关工程实验论证。

3 数码电子雷管在井工煤矿领域的发展建议

3.1 成本控制方面

建议采取“生产商+科研单位+煤矿企业”合作的前期产品开发模式，由煤矿企业提供实验场地，科研单位进行实验研究，生产商再根据科研单位的研究成果及时改进升级产品。该模式可合理利用资源，有效分摊生产成本，降低产品生产研发成本，促进数码电子雷管技术发展、改进和升级。

3.2 程序设计方面

在程序设计方面，相关单位应充分考虑操作使用人员的素质，尽量优化操作程序，使操作更具人性化、智能化或自动化。

3.3 操作人员方面

煤矿企业应加强操作人员技能培训，培养一批技能过硬、素质过硬的专业化队伍。

3.4 工程应用方面

相关单位应加快推进数码电子雷管在井工煤矿的现场实验，以便为后续工作提供现场参考资料和经验。

4 结语

本文通过对影响数码电子雷管应用于井工煤矿领域的市场环境、产品来源、生产成本、操作技术、政策保障和工程应用等因素进行综合分析，认为当前数码电子雷管在井工煤矿领域的应用将会很长一段时间处在市场培育阶段，但从长期市场和技术发展方向来看，数码电子雷管最终替代现有制式雷管会是一个必然的过程，只不过需要一个很长的过程。

参考文献：

[1]张英豪，陈成芳.浅谈数码雷管的设计[C]//中国工程爆破协会成立20周年学术会议：中国爆破新进展，2014.

[2]杨译，顾光祥，杨吉.数码电子雷管在高瓦斯隧道开挖中的应用探讨[J].建材与装饰，2015（45）：272-273.