数码电子雷管在南芬露天铁矿的应用

鹿文娇 李兰彬 马士博 张健鹏 韩 芳

（1.本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿；2.辽宁省委党校经济学院）

本钢南芬露天铁矿是我国大型露天开采矿山，是本钢铁矿石主要生产基地，年产铁矿石1 300万t。采场爆破采用澳瑞凯高精度、高强度导爆管雷管，乳化炸药、多孔粒状铵油炸药、重铵油炸药和岩石乳化炸药。炮孔采用连续、间隔装药结构。

近年来，随着科技的高速发展，以延时精确、使用安全著称的数码电子雷管应运而生，并在矿山爆破中推广应用，在改善爆破质量和降低爆破振动方面取得了较好效果［1］。为此，南芬露天铁矿也引进了数码电子雷管，在不同岩性爆区进行爆破对比试验。

1 数码电子雷管的原理

数码电子雷管由脚线、密封塞、集成芯片、电容和起爆药五部分组成［2］（图1），其原理是用集成芯片取代了传统雷管中的化学延期药与点火元件，从而大大提高了延期精度，通过控制引火头的能量，最大限度地减少了因引火头能量需求所引起的误差，提高了延时准确性和可靠性，而电子芯片的可控性也增加了雷管产品的本质安全［3］，这也是与传统雷管的本质区别（图2）。

2 试验爆区概况及爆破参数选择

所涉及爆区的炮孔直径分别为250和310 mm，垂直炮孔，岩性为片麻状混合花岗岩和绿泥角闪岩，普氏系数为12～16，节理裂隙不发育，孔网参数分别为6.5 m×6.5 m和7.8 m×7.8 m，台阶高度为12 m，超深为2～2.5 m，孔深为14～14.5 m，填塞高度为6～8 m。炮孔内含有水，使用防水乳化炸药，密度为1.25 g/cm³。

3 爆破效果分析

将所涉及爆区分为4组，每组2个爆区，彼此相邻，分别采用数码电子雷管和高精度导爆管雷管进行爆破，收集相关数据汇总见表1，对爆破效果进行分析（铲装设备为295BⅡ型电铲，铲斗体积为16.8 m³）。

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数码电子雷管爆区比高精度导爆管雷管爆区铲装效率高9.2%～12.8%，大块率低0.04～0.05个/kt；从爆堆整体来看，数码电子雷管爆区爆堆更加集中，破碎块度整体偏小，更加均匀。因此，数码电子雷管爆区比高精度导爆管雷管爆区爆破效果要好。

4 爆破振动分析

将1台爆破测振仪布置在爆区后方，爆心距为300 m，垂直高度为216 m。每组爆区相同部位单孔装药量、爆破条件、地质条件等外部因素几乎一致，见表2。图3为第1组数码电子雷管的爆破振动曲线图，图4为第1组高精度导爆管雷管的爆破振动曲线图。

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数码电子雷管爆区质点振动速度较高精度导爆管雷管在X方向降低为0.170～0.329 cm/s，Y方向降低为0.108～0.273 cm/s，Z方向降低为0.120～0.224 cm/s。综上所述，可以得出数码电子雷管爆区降振效果要好于高精度导爆管雷管爆区。

5 存在的问题

2020年8月17—12月12日，南芬露天矿共计使用数码电子雷管3 038发，爆破16次，爆破效果较高精度导爆管雷管要好，爆破振动也有所降低。但是，在使用过程中也发现了一些问题，如短路处理时间较长，尤其是规模较大、短路多的爆区，往往会造成爆区迟爆；气温低于20℃时，数据采集器和控制器经常会出现意外关机情况，影响爆区起爆等。

6 结语

（1）数码电子雷管作为近些年新兴的一种爆破器材，用集成芯片取代了高精度导爆管雷管和传统普通雷管中的化学延期药与点火元件，使延期时间更加精确。

（2）数码电子雷管延期时间可以根据设计者的需要由设计者自行设定，攻克了高精度导爆管雷管和传统普通雷管受段别限制的难题，在爆破参数优化、微差时间选择与岩性匹配方面可以做得更好［4］，在改善爆破质量和降低爆破振动方面要优于高精度导爆管雷管和传统的普通雷管，这也将成为今后爆破工程技术人员研究的主要方向。

（3）数码电子雷管及其起爆系统，推动了爆破技术水平的革新，在复杂的爆破环境下，改善了爆破效果，减少了爆破有害效应对周围环境的影响［5］。

（4）尽管数码电子雷管拥着上述的优点，但是在日常的使用过程中也发现了其自身存在的一些问题，仍然需要研发者不断地研究和改进，才能使其更加完美。