CN103217082B - 智能起爆器和智能起爆方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能起爆器和智能起爆方法。其中，智能起爆器包括起爆模块、爆破设计接收模块和微处理器。爆破设计接收模块用于接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到微处理器；微处理器接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断所述爆破设计中的最大一段起爆药量信息与所述预存在微处理器中的最大同时起爆药量是否匹配，并在不匹配时，将起爆阻止信息发送至所述起爆模块。采用本发明的智能起爆器和智能起爆方法，可以控制同时起爆的最大药量，从而从本质上避免对减少对围岩的破坏和降低扰民事件的发生几率。

Description

智能起爆器和智能起爆方法

技术领域

本申请涉及一种限定起爆药量的智能起爆器和智能起爆方法。

背景技术

炸药是一种能在极短时间内剧烈燃烧(即爆炸)的物质，能在一定的外界能量的作用下，由自身能量发生爆炸。一般情况下，炸药的化学及物理性质稳定，但不论环境是否密封，药量多少，甚至在外界零供氧的情况下，只要有较强的能量(起爆药提供)激发，炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。炸药爆炸时，能释放出大量的热能并产生高温高压气体，对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。正是由于炸药的这些特性，一旦其非正常起爆或流入社会，将严重地危害社会的安全稳定，并对国家、人民的财产安全形成极大的威胁。因此，对爆炸物品的监控是非常必要也是非常重要的。

在爆破作业中，往往会同时用到散装炸药、包装炸药和起爆器材，或不采用散装炸药而全部采用包装炸药。而现有技术中，仅能针对爆炸物品生产、运输中的部分环节进行监管，对散装炸药的使用过程以及包装炸药、起爆器材的使用过程监管力度远远不够。而炸药的使用场所在爆破现场，爆破现场作业面多、作业面复杂、操作人员素质高低不一、交通不便、爆破作业单位的管控水平不一，仅仅依靠人来进行监管非常困难也难以实现。另外，一旦炸药在爆破现场被窃取或者丢失，工作人员难于察觉和考证，流入社会后，将造成难以估量的后果。

另一方面，爆破时会随之产生震动，这种震动通常通过爆破震动测试仪来测量。爆破产生的震动受诸多因素的影响。尽管行业规定了震动的允许上限，但即使震动符合国家的标准要求，也通常不易被人们接受。除爆破震动外，空气冲击波、噪声也是造成扰民的一个重要因素，由此可能会造成诸多社会治安问题。

另外，爆破时，过大的同时起爆药量有可能损害爆破现场的围岩等固体介质。一旦围岩等被应力波拉伸形成裂隙，就将成为永久性的损害，进而导致露天矿的滑坡，垮塌，隧道的损伤圈的破坏等严重后果。

因此，从本质限定同时起爆的最大药量，能够有效防止由于爆破震动对岩石围岩的破坏，降低围岩损伤，减少爆破震动事故的发生，从本质上杜绝人为原因导致的爆破震动过大的问题。

现有技术中，还没有能够控制同时起爆的最大药量的起爆器。现有技术通过采用孔间微差起爆技术降低爆破震动速度，通过测振仪测量爆破震动速度。然而，孔间微差起爆技术对人为的失误或者控制技术没有本质化的措施，不能在本质上控制同时起爆的最大药量，因而不能有效做到减少对围岩的破坏和降低扰民事件的发生几率。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于提供一种智能起爆器，包括起爆模块，还包括爆破设计接收模块和微处理器；

其中：

所述爆破设计接收模块用于接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到所述微处理器；

所述微处理器接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断所述爆破设计中的最大一段起爆药量信息与预存在所述微处理器中的最大同时起爆药量是否匹配，并在不匹配时，将起爆阻止信息发送至所述起爆模块。

根据本发明的另一方面，一种智能起爆方法，包括：

爆破设计接收模块接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到微处理器；

微处理器接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断所述爆破设计中的最大一段起爆药量信息与预存在所述微处理器中的最大同时起爆药量是否匹配；

当最大一段起爆药量与最大同时起爆药量不匹配时，微处理器将起爆阻止信息发送至起爆模块。

采用本发明的智能起爆器和智能起爆方法，可以控制同时起爆的最大药量，从而从本质上避免对减少对围岩的破坏和降低扰民事件的发生几率。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本发明的智能起爆器的一种实施方式的结构图；

图2为本发明的智能起爆器的另一种实施方式的结构图；

图3为本发明的智能起爆方法的一种实施方式的流程图。

其中：

1——智能起爆器；

10——微处理器；

20——爆破设计接收模块；

30——定位模块；

40——时间日期模块；

50——通信模块；

60——资质信息录入模块；

70——密钥启动模块；

80——通信阻断模块；

90——环境探测器；

100——显示模块；

110——起爆模块。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

如图1所示，为本发明的智能起爆器的一种实施方式的结构图。

一般而言，智能起爆器通常可以与爆破设计模块、信息处理器、信息采集器、和远程监控中心共同组成一个完整的监控系统。其中，爆破设计模块用于将爆破设计上传至远程监控中心。信息处理器用于采集散装炸药使用量和散装炸药装填地点、装填时间信息，并将所采集到的信息传输至智能起爆器和远程监控中心。信息采集器用于采集包装炸药和起爆器材的身份信息，并将所采集到的身份信息传输至智能起爆器。远程监控中心判断信息处理设备上传的信息和智能起爆器上传信息与爆破设计是否匹配，并在匹配时将起爆许可信息下发至智能起爆器。一般而言，爆破设计可以包括人员资质、企业资质、爆破参数(如所需散装炸药、包装炸药、起爆器材的数量等)、爆破时间地点等信息。

本实施方式的智能起爆器1包括起爆模块110、爆破设计接收模块20和微处理器10。爆破设计接收模块20用于接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到微处理器10。这里的最大一段起爆药量信息是指，满足预先设定的爆破震动上限的同时起爆的散装炸药和/或包装炸药的总量。一般而言，只要设定了允许的爆破震动值的上限，即可计算得知允许的最大一段起爆药量，在炮孔的孔深、孔径、回填高度、装药结构确定的情况下，进而计算得知允许同时起爆的炮孔数目，按照起爆雷管允许设定的最小间隔时间和每孔雷管数量，判断允许起爆的雷管组数，通过控制允许起爆的雷管组数，进而进一步控制最大一段起爆药量。在进行爆破设计时，完成最大一段药量的设计，并将爆破设计通过爆破设计接收模块20传输至智能起爆器1的微处理器10。

微处理器10接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断爆破设计中的最大一段起爆药量信息与预存在微处理器10中的最大同时起爆药量是否匹配；

当最大一段起爆药量与最大同时起爆药量不匹配时，微处理器10将起爆阻止信息发送至起爆模块110。

这里预存在微处理器中的最大同时起爆药量可以指：在进行爆破作业施工时，按照总的爆破概要设计的需求所设定的最大同时起爆药量。在智能起爆器开始工作时，可将该最大同时起爆药量存储至智能起爆器的微处理器中。

起爆模块110一旦接收到起爆阻止信息，即可保证智能起爆器1不发出起爆指令，进而使得起爆器材和炸药无法被引爆。

参见图2所示，为本发明的智能起爆器的另一种实施方式的结构图。

图2所示的实施方式的智能起爆器在图1实施方式的智能起爆器的基础上，还可以增加定位模块30、时间日期模块40、通信模块50、资质信息录入模块60、密钥启动模块70、通信阻断模块80、环境探测器90和显示模块110。

其中，定位模块30获取智能起爆器1的实际位置信息，并将实际位置信息传输到微处理器10中。实际位置信息例如可以是智能起爆器使用地点的经度和纬度信息。微处理器10接收爆破设计接收模块20传输的爆破设计中的使用位置信息，并判断实际位置信息与使用位置信息是否匹配。当定位模块30获取的实际位置信息与从爆破设计接收模块20接收的使用位置信息不匹配时，微处理器10将起爆阻止信息发送至起爆模块110，进而阻止智能起爆器1发出起爆指令。

智能起爆器还可以包括时间日期模块40。由于根据爆破安全规程设定，夜间不能进行爆破作业，另外根据爆破现场的具体情况，可能对执行爆破的时间和日期有具体的规定，因而一般爆破设计中，包含有使用时间日期信息用以限定智能起爆器的使用时间和日期。

时间日期模块40用于获取智能起爆器1工作时的实际时间日期信息，并将实际时间日期信息传输到微处理器10中。微处理器10接收爆破设计接收模块20传输的爆破设计中的使用时间日期信息，并判断实际时间日期信息与使用时间日期信息是否匹配。当实际时间日期信息与使用时间日期信息不匹配时，微处理器10将起爆阻止信息发送至起爆模块110。

智能起爆器1还可以包括通信模块50。通信模块50接收微处理器10传输的实际装药信息和实际位置信息，并将实际装药信息和实际位置信息发送至远程监控中心。实际装药信息例如可以包括散装炸药的装填量、装填时间和装填地点信息，包装炸药和起爆器材的身份信息等。实际装药信息可以由外部装置例如信息采集器和信息处理器传输至微处理器10中。

通信模块50还接收由远程监控中心发送的控制指令。远程监控中心可以对实际位置信息和实际装药信息中进行监控，一旦发现实际位置信息和实际装药信息与上传至远程监控中心的爆破设计不相符，远程监控中心可下发起爆阻止信息至通信模块50，通信模块50再将该起爆阻止信息发送至起爆模块110，阻止智能起爆器1的起爆。

智能起爆器1还可以包括资质信息录入模块60和密钥启动模块70。

资质信息录入模块60录入爆破企业和爆破人员的资质信息并发送到通信模块50；通信模块50再将资质信息传输到远程监控中心。一旦远程监控中心发现资质信息未备案，即将起爆阻止信息至通信模块50，通信模块50再将该起爆阻止信息发送至起爆模块110，阻止智能起爆器1的起爆。

可以理解，无论起爆阻止信息是由微处理器10发送至起爆模块110，还是由远程监控中心经通信模块50发送至起爆模块110，一旦起爆模块110接收到起爆阻止信息，均可阻止智能起爆器1的起爆。

密钥启动模块70通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动智能起爆器1。

智能起爆器1还可以包括通信阻断模块80、环境探测器90和显示模块100。通信阻断模块80在智能起爆器对起爆器材进行起爆操作时，阻断除起爆器材与智能起爆器1的通信连接之外的所有通信连接。起爆器材主线与智能起爆器1连接，起爆时，启动起爆模块100，确保起爆器材不受其他通信信号的干扰。

环境探测器90采集智能起爆器1的作业环境信息，从而间接得到爆破作业环境信息，例如：温度、湿度、风速、天气预报、井下矿中氧气含量以及瓦斯、煤尘含量等信息。

显示模块100用于显示微处理器10接收的信息。

参见附图3所示，为本发明的智能起爆方法的一种实施方式的流程图。该实施方式包括如下步骤：

S1：爆破设计接收模块20接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到微处理器10；

S2：微处理器10接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断爆破设计中的最大一段起爆药量信息与预存在微处理器10中的最大同时起爆药量是否匹配；

S3：当最大一段起爆药量与最大同时起爆药量不匹配时，微处理器10将起爆阻止信息发送至起爆模块110。

作为一种优选方案，智能起爆方法还可以包括：

定位模块30获取智能起爆器的实际位置信息，并将实际位置信息传输到微处理器10中；

微处理器10接收爆破设计接收模块传输的爆破设计中的允许使用位置信息，并判断实际位置信息与允许使用位置信息是否匹配；

当实际位置信息与允许使用位置信息不匹配时，微处理器10将起爆阻止信息发送至起爆模块110。

作为一种优选方案，智能起爆方法还可以包括：

时间日期模块40获取智能起爆器工作时的实际时间日期信息，并将实际时间日期信息传输到微处理器10中；

微处理器10接收爆破设计接收模块传输的爆破设计中的使用时间日期信息，并判断实际时间日期信息与设计使用时间日期信息是否匹配；

当实际时间日期信息与设计使用时间日期信息不匹配时，微处理器10将起爆阻止信息发送至起爆模块110。

作为一种优选方案，智能起爆方法还可以包括：

通信模块50接收微处理器10传输的实际装药信息和实际位置信息，并将实际装药信息和实际位置信息发送至远程监控中心；

通信模块50还接收由远程监控中心发送的控制指令。

作为一种优选方案，智能起爆方法还可以包括：

资质信息录入模块60录入爆破企业和爆破人员的资质信息并发送到通信模块50；通信模块50再将资质信息传输到远程监控中心；

密钥启动模块70通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动智能起爆器1。

作为一种优选方案，智能起爆方法还可以包括：

通信阻断模块80在智能起爆器对起爆器材进行起爆操作时，阻断除起爆器材与智能起爆器1的通信连接之外的所有通信连接；

环境探测器90采集智能起爆器的作业环境信息；

显示模块100用于显示微处理器10接收的信息。

采用本发明的智能起爆器和智能起爆方法，能够限定同时起爆的最大药量，从而从本质上避免对减少对围岩的破坏和降低扰民事件的发生几率。

上面对本发明的一些实施方式进行了详细的描述。如本领域的普通技术人员所能理解的，本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在了解本发明的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此不需在此具体说明。

此外，显而易见的是，在上面的说明中涉及到可能的外部操作的时候，无疑要使用与任何计算设备相连的任何显示设备和任何输入设备、相应的接口和控制程序。总而言之，计算机、计算机系统或者计算机网络中的相关硬件、软件和实现本发明的前述方法中的各种操作的硬件、固件、软件或者它们的组合，即构成本发明的设备及其各组成部件。

因此，基于上述理解，本发明的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储或者传输这样的程序产品的介质也构成本发明。显然，所述存储或者传输介质可以是本领域技术人员已知的，或者将来所开发出来的任何类型的存储或者传输介质，因此也没有必要在此对各种存储或者传输介质一一列举。

在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (12)

1.一种智能起爆器，包括起爆模块，其特征在于：还包括爆破设计接收模块和微处理器；

其中：

所述爆破设计接收模块用于接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到所述微处理器；

所述微处理器接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断所述爆破设计中的最大一段起爆药量信息与预存在所述微处理器中的最大同时起爆药量是否匹配，并在不匹配时，将起爆阻止信息发送至所述起爆模块。

2.根据权利要求1所述的智能起爆器，其特征在于：还包括定位模块；所述定位模块获取所述智能起爆器的实际位置信息，并将所述实际位置信息传输到所述微处理器中；

所述微处理器还接收爆破设计接收模块传输的爆破设计中的允许使用位置信息，并判断所述实际位置信息与所述允许使用位置信息是否匹配；

当所述实际位置信息与所述允许使用位置信息不匹配时，所述微处理器将起爆阻止信息发送至所述起爆模块。

3.根据权利要求1所述的智能起爆器，其特征在于：还包括时间日期模块；所述时间日期模块用于获取所述智能起爆器工作时的实际时间日期信息，并将所述实际时间日期信息传输到所述微处理器中；

所述微处理器还接收爆破设计接收模块传输的爆破设计中的使用时间日期信息，并判断所述实际时间日期信息与允许使用时间日期信息是否匹配；

当所述实际时间日期信息与所述允许使用时间日期信息不匹配时，所述微处理器将起爆阻止信息发送至所述起爆模块。

4.根据权利要求1所述的智能起爆器，其特征在于：还包括通信模块；所述通信模块接收所述微处理器传输的实际装药信息和实际位置信息，并将所述实际装药信息和所述实际位置信息发送至远程监控中心；

所述通信模块还接收由所述远程监控中心发送的控制指令。

5.根据权利要求4所述的智能起爆器，其特征在于：还包括资质信息录入模块和密钥启动模块；

所述资质信息录入模块录入爆破企业和爆破人员的资质信息并发送到所述通信模块；所述通信模块再将所述资质信息传输到远程监控中心；

所述密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动所述智能起爆器。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的智能起爆器，其特征在于：还包括通信阻断模块、环境探测器和显示模块；

其中：

所述通信阻断模块在智能起爆器对起爆器材进行起爆操作时，阻断除起爆器材与智能起爆器的通信连接之外的所有通信连接；

所述环境探测器采集所述智能起爆器的作业环境信息；

所述显示模块用于显示所述微处理器接收的信息。

7.一种智能起爆方法，其特征在于，包括：

爆破设计接收模块接收爆破设计，并将爆破设计中的最大一段起爆药量信息传输到微处理器；

微处理器接收爆破设计中的最大一段起爆药量信息，并判断所述爆破设计中的最大一段起爆药量信息与预存在所述微处理器中的最大同时起爆药量是否匹配；

当最大一段起爆药量与最大同时起爆药量不匹配时，微处理器将起爆阻止信息发送至起爆模块。

8.根据权利要求7所述的智能起爆方法，其特征在于，还包括：

定位模块获取智能起爆器的实际位置信息，并将所述实际位置信息传输到微处理器中；

微处理器接收爆破设计接收模块传输的爆破设计中的允许使用位置信息，并判断实际位置信息与允许使用位置信息是否匹配；

当实际位置信息与允许使用位置信息不匹配时，微处理器将起爆阻止信息发送至起爆模块。

9.根据权利要求7所述的智能起爆方法，其特征在于，还包括：

时间日期模块获取智能起爆器工作时的实际时间日期信息，并将实际时间日期信息传输到微处理器中；

微处理器接收爆破设计接收模块传输的爆破设计中的允许使用时间日期信息，并判断实际时间日期信息与使用时间日期信息是否匹配；

当实际时间日期信息与允许使用时间日期信息不匹配时，微处理器将起爆阻止信息发送至起爆模块。

10.根据权利要求7所述的智能起爆方法，其特征在于，还包括：

通信模块接收微处理器传输的实际装药信息和实际位置信息，并将实际装药信息和实际位置信息发送至远程监控中心；

通信模块还接收由远程监控中心发送的控制指令。

11.根据权利要求7所述的智能起爆方法，其特征在于，还包括：

资质信息录入模块录入爆破企业和爆破人员的资质信息并发送到通信模块；通信模块再将资质信息传输到远程监控中心；

密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动所述智能起爆器。

12.根据权利要求7-11任意一项所述的智能起爆方法，其特征在于，

还包括：

通信阻断模块在智能起爆器对起爆器材进行起爆操作时，阻断除起爆器材与智能起爆器的通信连接之外的所有通信连接；

环境探测器采集智能起爆器的作业环境信息；

显示模块用于显示所述微处理器接收的信息。