具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明提供了一种数码电子雷管的应用方法,包括以下步骤:
分组步骤,按照爆破区域中各炮孔在该爆破区域中的位置,将炮孔分组,并为每组炮孔设定组编号;
雷管注册步骤,为每一发数码电子雷管分配组编号和该雷管在该组内的组序号,使得每一发数码电子雷管的特征代码与某一组编号及组序号相对应;
延期时间计算步骤,按照延期间隔参数的设定值,执行雷管延期时间计算公式,计算出每一发数码电子雷管的延期时间值。
上述分组步骤、雷管注册步骤和延期时间计算步骤的执行顺序可以根据工程类型的不同和施工现场的需要灵活调整。这些不同的实施方式由于都引入了“组”的概念,因此都能很好地解决现有应用方法的低效问题,并有利于提高施工的准确性,大大减少了工程爆破的安全隐患。
在这三部分步骤的基础上上,还可以在雷管注册步骤完成后进行网路检测步骤;网路检测步骤可以按照预定程序进行,也可以在完成雷管注册后、雷管起爆前的任何时候重复进行,以便根据工程实际需要随时了解雷管的完好性和连接可靠性,保障爆破的可靠性。在完成延期时间计算步骤后也可进行延期时间设定步骤,将计算出的各雷管的延期时间分别写入各雷管中;对每一发雷管的延期时间的设定,也可以在每一发雷管的延期时间计算完成后即刻进行。
以下结合工程实际,详细说明分组步骤、雷管注册步骤、以及延期时间计算步骤的实施。
(1)分组步骤:在进行爆破设计时,可以按照爆破区域中各炮孔在该爆破区域中的位置将炮孔分组。各炮孔在爆破区域中的位置,决定了该炮孔在爆破中发挥的作用。例如,在隧道掘进工程中,往往先起爆位于开挖段面中部或中偏下位置的炮孔,以形成更多自由面,由中心向四周扩散爆破。因此,在类似图1所示的隧道掘进工程中,可以采用环状形式分组,例如图2所示。又例如,在类似图4所示的露天台阶爆破工程中,可以以排或者列的方式对炮孔分组,例如图5所示。在对炮孔进行分组后,为每一组炮孔设定组编号,以识别各炮孔所归属的组别。除此之外,也可以为每组内的每个炮孔设定该炮孔在该组内的孔编号,例如图5所示。若一个炮孔内要装填一发以上雷管,每发雷管对应一个起爆点,则也可以为每个炮孔内的每一个起爆点设定该起爆点在该炮孔内的孔序号,例如图9所示。
(2)雷管注册步骤:将每一发数码电子雷管的特征代码与炮孔的组编号对应起来,并为雷管分配该雷管在该组内的组序号,使得每一发数码电子雷管的特征代码唯一确定地与某一组编号和在该组内的组序号相对应。雷管的特征代码可以是雷管内置的身份代码,由具备身份代码读取功能的设备读取;雷管的特征代码也可以是雷管外置的条码等标识信息码,由具备这种标识信息码读取功能的设备读取。需要说明的是,不同雷管的特征代码可能对应相同的组编号,也可能进一步对应相同的组序号,根据工程类型的不同和爆破设计的不同而不同。
(3)延期时间计算步骤:按照延期间隔参数的设定值,执行雷管延期时间计算公式,计算出每一发数码电子雷管的延期时间值。上述延期间隔参数可以包括表示相邻组编号的两组间的延期间隔的参数——组间延期间隔tj,以及表示同组内相邻组序号的雷管间的延期间隔的参数——组内延期间隔ti。若一个炮孔内有多个起爆点,则延期间隔参数还可以包括表示同一炮孔内相邻孔序号的起爆点间的延期间隔的参数——孔内延期间隔tk。通过执行合适的雷管延期时间计算公式,就可计算出每一发数码电子雷管的延期时间值。延期间隔参数的选择和设定、以及雷管延期时间计算公式的设计,均可根据不同的工程类型以及不同的爆破需求而定。
上述分组步骤、雷管注册步骤、延期时间计算步骤的执行顺序无需严格要求,可以根据工程类型的不同、施工现场的不同情况、以及爆破效果的不同要求进行调整,都能很好地达到本发明的技术目的,即在保证爆破效果的基础上,提高现场施工效率和准确性,让数码电子雷管的工程应用变得简便、高效、准确。
例如,可以依次进行分组、雷管注册、延期时间计算步骤以提高施工效率。也可以在进行分组后,先计算出各雷管的延期时间值,再进行雷管注册步骤;如果采用这样的方式,在进行雷管注册时,除为雷管分配组编号和该雷管在该组内的组序号外,还可以直接进行雷管延期时间设定步骤,将计算出的延期时间值写入相应的雷管中。
在施工现场,也可以先为雷管分配组编号,将组编号的标记标示在每发雷管的显著位置,例如,贴在雷管脚线末端。则在进行雷管注册步骤时,按照脚线末端标注的组编号为雷管分配即可,组序号的分配也可依此类推。进行分组步骤时,按照爆破区域中各炮孔的位置将炮孔分组,并为每组炮孔设定组编号,为炮孔设定的组编号与为雷管分配的组编号相对应即可。在进行延期时间计算步骤时,同样可以利用组间延期间隔、组内延期间隔等延期间隔参数计算出每一发雷管的延期时间值。类似地,在这种情况下,分组步骤和延期时间计算步骤的执行顺序也同样不会影响技术目的的达成。
基于“组”的概念,在工程实践时也可以先根据爆破效果的要求计算确定每一发雷管的延期时间值,再对炮孔进行分组或者对雷管进行注册。
总之,本发明的技术方案引入了“组”的概念,采用对炮孔的分组和编号、对雷管的注册、以及对延期时间值的计算等几个步骤的组合,就能实现施工效率和施工准确性的大幅提高。
上述延期时间计算步骤中所说的雷管延期时间计算公式可以表示为以下形式:
Tdet(N,n(N))=Tdet(N-1,nmax(N-1))+tj(N-1,N)+ti(N)*(n(N)-1) (1)
其中,N为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管所对应的组编号,n(N)为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管在第N组内的组序号,Tdet(N,n(N))表示第N组内第n发数码电子雷管的延期时间值,Tdet(N-1,nmax(N-1))表示第(N-1)组内所有数码电子雷管的延期时间值中的最大值,tj(N-1,N)表示第N-1组与第N组之间的组间延期间隔tj,ti(N)表示第N组的组内延期间隔ti。
上述计算公式(1)尤其适用于一般的隧道掘进工程。某一发数码电子雷管的延期时间值由三部分数值相加得到,这三部分数值分别是:上一组最后起爆的雷管的延期时间值、上一组与本组的组间延期间隔tj的值、该雷管在本组内的延期时间增量值。其中,该雷管在本组内的延期时间增量值由该雷管在本组内的组序号和本组的组内延期间隔ti的值计算得到。
需要特别说明的是,计算组编号为1的雷管的延期时间时,认为上一组最后起爆的雷管的延期时间值、上一组与本组的组间延期间隔tj的值均为0,即:Tdet(N-1,nmax(N-1))=0,tj(N-1,N)=0,因此,当N=1时,Tdet(N,n(N))=ti(N)*(n(N)-1)。
雷管延期时间计算公式也可以表示为以下形式:
Tdet(N,n(N))=Tdet(N-1,nmin(N-1))+tj(N-1,N)+ti(N)*(n(N)-1) (2)
其中,N为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管所对应的组编号,n(N)为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管在第N组内的组序号,Tdet(N,n(N))表示第N组内第n发数码电子雷管的延期时间值,Tdet(N-1,nmin(N-1))表示第(N-1)组内所有数码电子雷管的延期时间值中的最小值,tj(N-1,N)表示第N-1组与第N组之间的组间延期间隔tj,ti(N)表示第N组的组内延期间隔ti。
上述计算公式(2)尤其适用于一般的露天台阶爆破工程。某一发数码电子雷管的延期时间值由三部分数值相加得到,这三部分数值分别是:上一组最先起爆的雷管的延期时间值、上一组与本组的组间延期间隔tj的值、该雷管在本组内的延期时间增量值。其中,该雷管在本组内的延期时间增量值由该雷管在本组内的组序号和本组的组内延期间隔ti的值计算得到。
需要特别说明的是,计算组编号为1的雷管的延期时间时,认为上一组最先起爆的雷管的延期时间值、上一组与本组的组间延期间隔tj的值均为0,即:Tdet(N-1,nmin(N-1))=0,tj(N-1,N)=0,因此,当N=1时,Tdet(N,n(N))=ti(N)*(n(N)-1)。
当将本发明的应用方法应用于隧道掘进爆破时,对同组内各炮孔的起爆顺序有时可以不做严格要求,即,同组内各炮孔的孔编号与该组内各雷管的组序号不需要一一对应。这种情况下,在向炮孔中装填雷管时,只需保证雷管与炮孔的组编号相对应即可,这也能提高雷管装填的效率,从而在整体上进一步提高数码电子雷管在应用时的施工效率。
当将本发明的应用方法应用于露天台阶爆破时,对同组内各炮孔的起爆顺序往往需要严格要求,即,要求同组内各炮孔的孔编号与该组内各雷管的组序号一一对应。若同一炮孔中只装填一发雷管,则在装填时需保证每一发雷管装填到与其组序号相对应的炮孔中。而若同一炮孔中需要装填多发雷管,则在进行分组步骤时,还需为每个炮孔内每一个雷管所在的起爆点设定孔序号;同时,在进行雷管注册步骤时,还需为每一发雷管分配孔序号,使得每一发雷管的特征代码与每一个孔序号一一对应。这种情况下,除保证雷管的组序号与炮孔的孔编号相对应之外,还需保证每一发雷管装填到与其孔序号相对应的起爆点处。
针对同一炮孔中有多个起爆点的情况,本发明的延期间隔参数除包括前面提到的各组的组间延期间隔tj和组内延期间隔ti外,还可包括表示同一炮孔内相邻起爆点之间的延期间隔的参数——孔内延期间隔tk。并且,针对这种情况,雷管延期时间计算公式可表示为以下形式:
Tdet(N,n(N),m(n(N)))=Tdet(N-1,nmin(N-1),mmin(n(N)))
+tj(N-1,N)+ti(N)*(n(N)-1)+tk(n(N))*(m(n(N))-1) (3)
其中,N为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管所对应的组编号,n(N)为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管在第N组内的组序号,m(n(N))为顺序递增的自然数,表示该数码电子雷管在第N组第n(N)个孔内的孔序号,Tdet(N,n(N),m(n(N)))表示第N组第n(N)个孔内孔序号为m(n(N))的数码电子雷管的延期时间值,Tdet(N-1,nmin(N-1),mmin(n(N)))表示第(N-1)组的第一个孔内所有数码电子雷管的延期时间值中的最小值,tj(N-1,N)表示第N-1组与第N组之间的组间延期间隔tj,ti(N)表示第N组的组内延期间隔ti,tk(n(N))表示第N组第n(N)个孔内的孔内延期间隔tk。
依据上述公式(3),某一发数码电子雷管的延期时间值由四部分数值相加得到,这四部分数值分别是:上一组第一个孔内最先起爆的雷管的延期时间值、上一组与本组的组间延期间隔tj的值、该孔在本组内的延期时间增量值、以及该雷管在本炮孔内的延期时间增量值。其中,该孔在本组内的延期时间增量值由该炮孔在本组内的孔编号和本组的组内延期间隔ti的值计算得到,该雷管在本炮孔内的延期时间增量值由该雷管在本炮孔内的孔序号和本炮孔的孔内延期间隔tk的值计算得到。
需要特别说明的是,计算组编号为1、且组序号为1的雷管的延期时间时,认为上一组第一个孔内最先起爆的雷管的延期时间值、上一组与本组的组间延期间隔tj的值均为0,即:Tdet(N-1,nmin(N-1),mmin(n(N)))=0,tj(N-1,N)=0。因此,当N=1,且n(N)=1时,Tdet(N,n(N),m(n(N)))=tk(n(N))*(m(n(N))-1)。
图1给出了某一隧道掘进工程的爆破炮孔示意图。图2给出了对该工程的部分炮孔进行分组的示意图,图中数字代表该孔对应的组编号。图3给出了相对应的延期时间设计图,图中数字代表该孔对应的延期时间值。该工程的延期时间设计方案如表1所示:第二组与第一组之间的组间延期间隔tj(1,2)的值取为50ms,第十组至第七组的各组之间的组间延期间隔tj(7,8)、tj(8,9)、tj(9,10)的值均取为25ms;并且,第一组的组内延期间隔ti(1)的值取为3ms,第二组、第八组、第九组的组内延期间隔ti(2)、ti(8)、ti(9)的值均取为7ms,第十组的组内延期间隔ti(10)的值取为2ms,由此得到图3给出的延期时间设计方案。在保证爆破效果的前提下,为了进一步简化现场施工的工序,提高施工效率,在本工程的实际施工过程中,只要保证组编号相同的雷管装填入组编号相同的炮孔中即可,而可以不要求组编号相同的炮孔的起爆顺序严格按照图3给出的延期时间设计图所示。
表1 某隧道掘进工程延期时间设计方案
组编号N |
组间延期间隔tj(N-1,N) |
组内延期间隔ti(N) |
1 |
0 |
3 |
2 |
50 |
7 |
… |
… |
… |
8 |
25 |
7 |
9 |
25 |
7 |
10 |
25 |
2 |
… |
… |
… |
图11给出了某一井巷掘进工程的爆破炮孔示意图。图12给出了对该工程的部分炮孔进行分组的示意图,图中数字代表该孔对应的组编号。图13给出了相应的延期时间设计示意图,图中数字代表该孔对应的延期时间值。该工程的延期时间设计方案如表2所示:组间延期间隔tj(1,2)、tj(2,3)的值取为5ms,tj(3,4)、tj(4,5)的值取为30ms,tj(5,6)的值取为36ms,tj(6,7)、tj(7,8)的值取为20ms;并且,组内延期间隔ti(1)、ti(2)、ti(6)、ti(7)的值取为0ms,ti(3)的值取为5ms,ti(4)、ti(5)的值取为3ms,ti(8)的值取为2ms,由此得到图13给出的延期时间设计方案。与图1所示工程类似地,本工程在实际施工时,同样只要保证同组雷管装填入同组炮孔中即可,可以达到近似的爆破效果。
表2 某井巷掘进工程延期时间设计方案
组编号N |
组间延期间隔tj(N-1,N) |
组内延期间隔ti(N) |
1 |
0 |
0 |
2 |
5 |
0 |
3 |
5 |
5 |
4 |
30 |
3 |
5 |
30 |
3 |
6 |
36 |
0 |
7 |
20 |
0 |
8 |
20 |
2 |
图4给出了某露天台阶工程的爆破炮孔示意图。图5给出了对该工程按排分组的示意图,图中给出了炮孔对应的组编号与孔编号,例如,数字(1,1)表示组编号为1、孔编号为1的炮孔,数字(2,4)表示组编号为2、孔编号为4的炮孔。图6给出了该工程的延期时间设计示意图,图中数字代表该孔对应的延期时间值。该工程中,将第一组与第二组之间的组间延期间隔tj(1,2)的值取为60ms,将第二组与第三组之间的组间延期间隔tj(2,3)的值取为112ms,将各组的组内延期间隔ti(1)、ti(2)和ti(3)的值均取为26ms。
图7给出了另一露天台阶工程的爆破炮孔示意图,该工程中的每个炮孔101内装填两发雷管,从而每个炮孔内有两个起爆点,图7中的每个点对应一个起爆点。两发雷管在炮孔中的位置可以参照图8所示示意图。图9给出了对该工程部分炮孔的分组示意图,图中不仅表示出了每个炮孔对应的组编号和孔编号,也表示出了每个起爆点对应的孔序号。例如,数字(1,1,1)表示组编号为1、孔编号为1的炮孔中孔序号为1的起爆点,数字(1,1,2)表示该炮孔中孔序号为2的起爆点;数字(2,5,1)表示组编号为2、孔编号为5的炮孔中孔序号为1的起爆点,数字(2,5,2)表示该炮孔中孔序号为2的起爆点。图10给出了该工程的延期时间设计示意图,图中数字代表该起爆点对应的延期时间值。该工程中,将第一组与第二组之间的组间延期间隔tj(1,2)的值取为60ms,将各组的组内延期间隔ti(1)和ti(2)的值均取为26ms,将各炮孔内的孔内延期间隔tk的值均取为5ms。