工业发展下数码电子雷管（金属壳）监控与安全管理

姜 南

（四川省乐山市公安局治安管理支队，四川 乐山 614000）

数码电子雷管简称电子雷管，是一种在雷管内装有金属电子芯片、能够双向无极性通讯、可现场编程设定延期时间、并通过授权密码起爆的高科技产品，它是起爆器材领域里最为引人瞩目的明星。国外电子雷管及起爆系统的研究开发工作大约始于20世纪80年代初，到90年代，电子雷管产品开始进入起爆器材市场，但总体上还处于技术与产品研究开发和应用试验阶段，到21世纪初，电子雷管及其起爆系统技术得到了快速发展。目前，在国际市场上占据了同类产品的大部分市场。根据中华人民共和国统计局发布的行业统计数据，全国2018年使用工业电子数码雷管共计1745.8万发，2019年使用工业数码电子雷管共计3823.万发，2020年使用工业数码电子雷管共计1.7亿发，2021年预计使用工业数码电子雷管共计10亿发，可以看出，随着社会发展的需要，依靠工业数码电子雷管的自身优势，以及国家、行业、公安机关等对安全要求的提高，工业数码电子雷管的使用量在巨量的增加，作为新科技产品，其产品的性能优势在使用过程中得到运用，对公安机关的安全监管工作提出了更高的要求。

图1 电子雷管主要组成部分

1 工业数码电子金属雷管定义

即运用微电子技术、集成电路技术、通讯技术、物联网技术、金属材料技术等电子控制模块，对起爆过程进行延时和能量控制的电雷管产品[1]。

电子控制模块：内置ID身份信息和起爆密码，能对自身功能、性能及点火元件状态进行监测，并且能与外部专用设备和仪器进行通信的专用电路模块。

2 工业电子数码金属雷管的技术特点

工业电子数码金属雷管起爆受密码控制，当外部输入密码与雷管内部预先设置密码一致时，雷管才能正常起爆，以解决雷管的非授权使用控制问题；为提高雷管的安全性和可靠性；该雷管采用高精度、高准确性的电子延期部件，性能参数优良的发火组件，专用基础雷管组合构成，大幅度提升延期雷管的工作精度，使延期雷管性能大大提高[2]。

同时，由于采用专用起爆装置和授权使用技术可极大减小对社会安全的威胁。该产品作为一项高技术的金属材料新产品，其金属材料制造工艺必然与传统的工业电雷管生产工艺不同，涉及到的工艺环节更多、更复杂，要求也更高。主要的生产环节包括：微电子金属芯片设计、制作与检测；电子金属雷管延期模块生产、检测及起爆系统生产与检测；电子雷管点火头生产、检测；雷管电路与火工品集成制造、产品检验与试验等。

图2 数码电子雷管与常规雷管结构的对比

3 工业数码电子金属雷管的技术优势

工业数码电子金属雷管属于民用爆炸物品的高尖端产品，具备抗干扰、抗非法起爆、安全性好、延时精度高、可在线监测、有效降低爆破振动效应的安全性能，提高爆破网路的可靠性和安全性，有利于对民用爆炸物品的管控。数码电子雷管是将普通瞬发电雷管与电子控制线路相结合，集密码控制、精确延时，专用起爆、GPS定位、指纹识别、区域限制、起爆信息存储等多功能于一身，每发雷管都有一个密码，一旦发生丢失、被盗、没有密码均不能起爆，若使用传统方法的起爆、220V电源都无法使其起爆，可最大限度减少民爆物品被不法分子利用危害社会的可能性，能进一步加强危险品管理，提高危险品流通、使用环节安全水平。随着电子雷管相关技术的研究及电子雷管产业的发展，电子雷管正逐渐向高安全性、高可靠性、高稳定性及智能化方向发展[3]。

4 工业数码电子金属雷管的管理现状

电子控制模块是电子数码金属雷管的核心部件，其成本取决于芯片集成度、电容品质、发火桥材料、芯片模块生产批量、生产工艺及金属原辅材选择等因素，由于生产芯片的部件来源、品质和功能承载等不同，芯片模块价格差异较大。目前具备工业数码电子雷管生产厂家全国有十多家，各厂家生产的工业电子数码雷管的性能侧重点虽有零星区别，但总体均能达到《工业数码电子雷管》（WJ9085-2015）的标准，但对于工业电子数码雷管的起爆器材，却是参差不齐，各生产性企业生产的工业电子数码雷管的起爆器各不一样，其中样式、使用方式、操作模式、性能稳定性以及可靠性等均有较大的差异，目前采取的是在民爆系统中的备案制，却无法达到监管的目的，特别是对民用爆炸物品的检查工作中，因各厂家的起爆器材均不一样，无法达到统一标准，监管工作就会出现瑕疵，对起爆器材的统一标准，以及起爆器材的精准定位建议行业进行规划，特别是对起爆器材的稳定性、追踪性、操作性等方面建立统一执行标准，达到各非营业性爆破作业单位与营业性爆破作业单位自控，公安机关24小时监管，立即掌控的目的。

5 数码电子金属雷管高安全主要体现

（1）高安全： 非接触注册、专用起爆器、指定专人操作、密码控制、低压检测、低压起爆。

（2）发管方便、延期任意设置： 无段别、无限次优化、16s内以毫秒步长任意设置，管理方便，可有效减震。

（3）高精度：延期精度±1‰ ，精细爆破成为现实。

（4）可检测：单发、网络状态可检测。

（5）方便监管：授权起爆、数据实时上传。

（6）更加绿色环保：普通延期产品使用药剂延期，生产过程及应用存在污染源，而电子雷管消除了延期药生产过程的危险和污染问题。

（7）全生命周期可追溯：依靠互联网大数据为载体，实现民爆物品全生命周期的监管、追踪和责任定位，让违法乱纪无处遁形。

（8）综合效益显著提升：减震动、降块度、降单耗、提高铲装效率，综合方量成本降低明显[4,5]。

6 数码电子金属雷管使用现状

从2006年开始，数码电子金属雷管在国内开始应用于三峡围堰爆破，后续逐步在露天矿山、地下非煤开采、隧道施工、桩井开挖、水下爆破等场合进行了推广使用，至今已有13个年头的应用历程。从2010年起，新疆、北京就开始推进电子雷管的使用，2016年贵州率先引入中爆数字末端管控平台，经过3年的发展目前国内主要有中爆数字和北京丹灵两家管控平台外加些地方平台，但能够实现三码绑定全流程监管和密码和位置授权使用的只有北京丹灵公司。截止目前，电子雷管因电子产品的客观特性在小断面隧道、桩井、地下开采均存在比例不等盲炮有待进一步技术升级，可优先在露天深孔、城镇拆除爆破中应用，鼓励在隧道、浅孔爆破中应用。

7 工业数码电子金属雷管的安全监管

图3 电子金属雷管末端管控流程

电子金属雷管技术的研发和革新，推进了民用爆炸物品安全管理的警务创新工作。公安机关作为民用爆炸物品的监督管理机关，其主要职责是负责民用爆炸物品公共安全管理和民用爆炸物品购买、运输、爆破作业的安全监督管理，监控民用爆炸物品流向。公安机关在监督管理过程中，自始至终都在鼓励、参与和服务产品的技术革新，与此同时，结合自身的监管职责，从保障社会公共安全的角度，积极开展警务创新工作，并将产品的技术革新与警务创新有机结合，以提升民用爆炸物品安全监管工作的智能化、科技化水平。

（1）工业电子数码雷管在购买、运输、使用、清退等工作中，在现有的信息系统中能得到有效的观察，目前采取GPS定位，区域管控，区域的范围为5公里范围内，超出5公里范围内，则无法完成起爆工作，5公里范围的标准是出于什么样的考虑暂时不清楚，一旦发生“流失”现象，5公里范围对警力布控较大，辖区警力在有限的条件，无法做到精确掌控，民用爆炸物品，一旦脱离监管，随时都存在公共安全隐患，因此，在警力的布控过程中，要做到精确布控，缩小范围，力求在最短的时间内，防止“流失”。

（2）日常监管中，各非营业性爆破作业单位与营业性爆破作业单位基于工作需要，对工业电子数码雷管的使用量在呈现翻倍的现象，根据各非营业性爆破作业单位与营业性爆破作业单位的使用方式，各非营业性爆破作业单位与营业性爆破作业单位依据爆破项目去购买、运输、使用以及清退工作，对使用量的精确掌控，以及剩余量的精准掌握，属于公安机关的日常安全监管工作，能在信息系统中得到反映，对于操作的安全性、可靠性，则需要使用单位在使用过程中自行控制，公安机关对使用过程中的安全监管，主要是采取系统信息适时跟踪监控、爆破作业现场监管等管理手段。

（3）变“被动管理”为“主动管理”。以前的安全监管工作是公安机关被动地进行审批、安全检查和事故查处等，而电子雷管技术的推广应用，使公安机关掌握了工作的主动权，通过适时动态的监管，能够及时发现和查处安全隐患或违规违章等问题，进而可以及时采取有力措施，控制事态发展，为迅速处置突发涉爆事件提供技术支撑。

8 数码电子金属雷管的广泛应用是社会进步的必然趋势

8.1 社会公共安全方面

在社会公共安全管理方面，能够按照一管一码、事前控制、事后追溯的总体控制原则，除了无密码无法使用外，起爆器还具有GPS定位，局域控制等多种功能，减少了电子雷管流失社会后被不法分子利用制造事端的机会，对于保障社会公共安全、维护企业安全具有极大作用，这些优势决定了数码电子雷管今后的市场潜力和发展前景。对于创新民用爆炸物品安全管理模式，提升安全监管能力，加强和改进民用爆炸物品安全管理工作具有重要的现实意义。

8.2 爆破作业安全、爆破效果及有害效应防控方面

数码电子雷管具有很强的抗静电、抗射频、抗杂散电流等性能，普通电源和工业用电不能起爆，生产、装卸、运输及贮存以及使用环节本质安全水平大幅提高。由于延期精度高，时间设置灵活，范围宽，爆破效果好，震动小。广泛用于矿山深孔爆破、定向控制爆破、地下爆破等场合。

9 结语

数码电子金属雷管的推广应用，对于民爆物品安全管理工作的助力主要体现在三个方面：

（1）由于数码电子金属雷管及其起爆系统取代了化学延期体，有效提高爆破作业的安全性稳定性和起爆精度，同时电子金属雷管所具有的网路便于安全检测的进行，更能有效提高起爆系统安全管理工作的效率[6,7]。

（2）数码电子金属雷管技术的应用，使得公安机关能通过GPS卫星定位系统，对民用爆炸物品进行实时的监控，而电子雷管与配套的爆破系统所拥有的双重密码，有效提高了爆破的安全性能，有利于加强对民用爆炸物品的监管工作，消除了安全隐患，从源头上遏制涉爆案件的发生，保障了社会公共安全的稳定。

（3）数码电子金属雷管的应用，还扩展了安全管理的工作范围，从传统的民用爆炸物品管理，扩大到了管理数码电子雷管的控制密码和实时监管民用爆炸物品的定位信息等。