数码电子雷管在井工煤矿应用的可行性分析

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年4月第12期   作者:胡珊
[导读] 随着电子雷管技术的普及,数字电子雷管已成功应用于金属矿山、露天煤矿或隧道工程领域,但其在煤矿井下的应用尚不清楚。
        摘 要:随着电子雷管技术的普及,数字电子雷管已成功应用于金属矿山、露天煤矿或隧道工程领域,但其在煤矿井下的应用尚不清楚。根据数字电子雷管的产品特点,分析了影响数字电子雷管在井工煤矿应用的相关因素。结合相关案例和数据,全面分析了精工煤矿数字化电子雷管的市场环境、产品来源、生产成本、运行技术、政策保障和工程应用情况,并对数字电子雷管在煤矿井下的应用提出了合理化建议。
         关键词:数码电子雷管;井工煤矿;安全性?
        一、 数码电子雷管的概念及特点?
        1. 概念?
        数字电子雷管又称电子雷管、数字雷管或工业数字电子雷管,是利用电子控制模块控制起爆过程的电雷管的总称。其中,电子控制模块是指放置在电子雷管内的专用电路模块,具有雷管起爆延时控制和起爆能量控制功能,并内置雷管身份信息码和起爆密码。它可以测试雷管点火元件本身的功能、性能和电气性能,并能与起爆控制器等外部控制设备进行通信。?
        2特点?
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。?
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。?
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。?
二、 工程概况
新疆生产建设兵团农七师努肯泥沃特格煤矿工程,位于和什托洛盖镇西南 18 km 处,北距阿勒泰 253 km,距和布克赛尔蒙古自治县城 50 km,南至克拉玛依市 140 km。建设规模为 60 万 t /a,主斜井、副斜井、回风斜井、+ 1060 m回风石门、+ 1000 m轨道运输石门、+ 990m皮带运输石门等工程,工程量约为 2332 m。
         1.技术关键及创新点
        数码电子雷管(数码智能雷管),是传统雷管通过信息技术、电子技术发展的产物,通过在工程实践中的演变,不断适应工程实际,达到抗静电、杂散电流的功能,可通过在线编程、起爆网络检测、校核等技术,达到控制芯片功能,从而实现安全起爆。
        2.数码电子雷管与普通雷管参数对比
        与数码电子雷管最大的区别在于:
        2.1数码电子雷管采用集成芯片控制起爆时间,而普通电子雷管则是利用化学药剂作为延期药来实现的,数码雷管的毫秒延时精度是普通雷管的数倍以上,从而真正意义上实现了毫秒延时起爆,达到《煤矿安全规程》规定:每次起爆时间不超过 130 ms。杜绝因爆破引起煤矿瓦斯爆炸的现象。


        2.2爆破工程技术人员可通过芯片设置响炮时间、响炮地点、响炮人员,只有这些数据完全吻合,才能达到指定区域的精准爆破。从而大大提高了爆破操作的安全性,降低或者不产生社会的有害效应。
         3.结 论
工程实践应用表明,雷管延期时间精确可靠和起爆系统高安全性、高可靠性是实现复杂区域成功关键因素和基本保证,用电子雷管替代普通电雷管将成为煤矿爆破技术发展的趋势。
(1)技术指标。通过对电子雷管在煤矿井下掘进中的创新与应用,总结合理的施工工艺,形成初步理论,积累施工经验,使现场爆破技术水平得到提高。仅新疆努肯项目部施工 3条斜井1038 m、4 个水平巷道 1143 m,共计施工巷道 2181 m,产值 2800余万元,使用数码电子雷管 7.63 万枚,无发生一起爆破事故。光爆效果明显提高,半个眼痕率提高 50% 。降低了爆破对巷道围岩的破坏,提高了围岩的自撑能力,减少了围岩应力对支护的破坏作用,延长了支护时间。
(2)经济指标。电子雷管根据岩石条件变化调整起爆间隔时间,不仅能减少爆破超挖问题,而且降低大块率,提高装岩效率,从而缩短工期,降低施工成本。据统计使用电子雷管掘进施工综合成本减低 10% 左右。
(3)技术创新能力。电子雷管是目前较先进的起爆系统,与传统普通电雷管相比具有防止早爆、丢失等安全事故。提高光面爆破效果,减少超挖,节省支护费用。
(4)社会效益。电子雷管起爆系统因具有高安全性能,对防止爆破安全事故,防止涉爆社会事件具有深远影响。同时因其具有延时精度高,可根据现场岩石条件变化调整雷管延期时间,从而提高光面爆破效果,减少巷道超挖,减少爆破对围岩的破坏,提高支护质量,降低支护成本。
        三 、数码电子雷管在井工煤矿领域的发展建议?
        1 成本控制方面?
 建议采用“制造商+科研单位+煤矿企业”合作的早期产品开发模式。煤矿企业要提供试验场地,科研机构要进行试验研究,生产企业要根据科研机构的研究成果,及时改进和升级产品。这种模式可以合理利用资源,有效分担生产成本,降低产品生产和开发成本,促进数字电子雷管技术的发展、改进和升级。
         2 其他方面
         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。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。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。?
        四、 结束语?
通过对数字电子雷管在煤矿井下领域的市场环境、产品来源、生产成本、运行技术、政策保障和工程应用等方面的综合分析,认为目前数字电子雷管在煤矿井下领域的应用现状矿山将长期处于市场培育阶段,但从长远的市场和技术发展方向来看,数字电子雷管在煤矿井下领域的应用将长期处于市场培育阶段,数字电子雷管取代现有的标准雷管将是一个必然的过程,但需要较长的时间。?
        参考文献:?
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