CN107401958A - 一种利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利一种利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法。在电子芯片雷管爆破应用过程中，发现电子芯片雷管实际延时起爆时间与现场记录的爆破振动波波动有着紧密的联系。通过观察振动波形的来识别是否有盲炮存在，该方法安全可靠，可以大大提高盲炮的识别率。该方法从设备源头入手，舍弃传统导爆管雷管，采用更加准确可靠的电子芯片雷管，从源头上保证了网络的可靠性；该方法与爆破工程结合紧密，时间判断误差小于2ms，在不增加工程工作量的情况下，提高了整个爆破工程的安全性，为爆后继续施工提供了保障。

Description

一种利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法

一、技术领域：

本发明专利涉及电子芯片雷管爆破领域，具体而言，涉及一种利用电子芯 片雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法。

二、背景技术：

在国内外爆破作业中，因盲炮(拒爆)引起的安全事故很多。拒爆的发生， 不仅会降低挖掘效率、影响生产组织，而且处理盲炮也有极大的危险性，所以 必须预防拒爆。从拒爆的现场调查来看，雷管质量、起爆电雷管与非电雷管连 接不牢和网路漏连是产生盲炮的主要诱因。由于非电爆破网路不能用仪器检测 其准确性，只能通过技术人员人工检查，当爆区规模大、检查时间少时，技术 人员的检错能力降低，网路中的隐患不易发现，发生拒爆的几率随之增大。

传统探查盲炮的主要方法是靠观察爆破过程和效果，同正常的爆破对比。 如果爆破声响不大、无填塞材料喷出和明显爆坑、飞石时，就说明可能有拒爆 发生；检查连接导爆管管内，如果药色没有变化，说明存在有盲炮。这些方法 必须在整个现场进行逐个逐孔检查，十分麻烦，比较费时费力。

近年来，电子芯片雷管开始兴起。与传统非电爆破不同的是，电子芯片雷 管可对爆破网路的完整性进行在线检查，可实现宽范围延期时间至几万毫秒、 小间隔(1ms)延时的孔内设定和在线校准，可对起爆进行有效管理，其具有起 爆精确性好、可靠性高、使用安全性好等特点。通过控制器(起爆器、编码器) 与电子芯片雷管之间的双向沟通，可以便捷地实现网路检测，任何漏连雷管、网 路缺陷可以很容易被发现，从而提高了起爆网路的可靠性。

为此，本发明专利结合具体的爆破实践，总结提炼出一种利用电子芯片雷 管爆破振动波分析识别盲炮的方法。该方法根据电子芯片雷管延时起爆时间与 现场记录的爆破振动波的对应关系，从而提供一种通过观察爆破振动波形来识 别盲炮的新思路。

三、发明内容：

(1)目的：本发明专利提供一种利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲 炮的方法。在电子芯片雷管爆破应用过程中，发现电子芯片雷管实际延时起爆 时间与现场记录的爆破振动波波动有着紧密的联系，即：炮孔爆破时，振动图 上的振动波形快速上升。通过观察振动波形来识别是否有盲炮存在，该方法安 全可靠，可以大大提高盲炮的识别率。

(2)技术方案：本发明专利利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲炮的 方法，主要是通过观察爆破振动波。爆破振动波测量是目前常见的爆破效果评 定手段，应用比较广泛。爆破振动波相对天然地震波有它自己的特点：

1)初始振动波形上升很快。炮孔内雷管引爆炸药，爆炸能级较高，产生的 是冲击波，在波形图上表现为波形快速向正方向上升。

2)衰减较快。冲击波在岩土介质中传播，随着距离的增加振动幅值不断衰 减，波形很快衰减为弹性波。

3)时间规则。爆破地震波有着很好的时间性，波形的上升与炮孔起爆有一 定的对应关系。

电子芯片雷管的起爆精度很高，雷管在设定延期时间、接到起爆指令后， 即使网路遭到冲击波等外界破坏，仍然可以按照设定的延时起爆，保证网路准 爆。

判断盲炮是否存在的关键是要确定所有的炮孔是否准时起爆。分析爆破振 动波的三个特征可以发现炮孔爆炸必然使振动波向正方向上升，时间与炮孔爆 炸有对应关系，同时在近距离测量条件下波形简洁便于分析观察。电子芯片雷 管延时精确，因此在实际的爆破工程中可以利用记录振动波来分析炮孔起爆的 确切时间，并与设计延时比较，判断所有的炮孔是否都按照设计延时准确起爆。 当从波形中识别出的各个炮孔的起爆时间与设计延时都相符时，就可以断定所 有炮孔都已准时起爆，无拒爆发生、排除盲炮的存在。按照此方案对振动波判 断起爆时间的准确性和盲炮识别的可行性，进行了试验研究。

方案试验验证：

电子芯片雷管在起爆延时精度方面，具有传统化学延时雷管无法比拟的优 势，因此在分析过程中，可以把雷管的设计延时与振动波记录的时间直接进行 比较。为了验证振动波分析起爆时间的准确性，在某矿山进行了相应的爆破试 验，共计21个孔。最后一个炮孔作为试验炮孔，设计起爆时间为550ms，测振仪 距离试验炮孔70m，测得振动波形如图1所示。

从图1可以看出群组起爆产生的振动波形在300ms后已经衰减几乎为零，这 时所记录的试验炮孔的振动波形已不受起爆炮孔产生振动的影响，最大程度保 证试验的准确性。从记录时间上看出，爆炸产生的第1个波峰出现在549ms，与 设计时间相差仅1ms。考虑到爆轰传播和振波在介质中传播速度的影响，表明这 时炮孔已经准时起爆。由试验可以看出，通过测量振动波分析炮孔起爆的实际 时间是可行的，也是准确的。

(3)该方案的优点：1)该方法从设备源头入手，舍弃传统导爆管雷管， 采用更加准确可靠的电子芯片雷管，从源头上保证了网路的可靠性。2)爆破振 动波测量是爆破效果评价的重要环节，通过测量爆破振动波识别盲炮具有成本 低、可行性强和易于实现的特点。3)该方法与爆破工程结合紧密，时间判断误 差小于2ms，在不增加工程工作量的情况下，提高了整个爆破工程的安全性， 为爆后继续施工提供了保障。4)通过控制每段起爆药量，防止单段的爆破声过 大，从而实现对噪声的控制。

需要说明的是，应用本方法应注意两点：首先是要选择安全性高的电子芯 片雷管，这是显著降低盲炮的关键因素。分析爆破振动波形识别盲炮，是建立 在爆破器材性能可靠的前提下；其次是在具体分析中还要考虑到环境的影响， 必要时采取滤波消除噪声等外界因素对测量结果的影响，避免波形振动峰值的 误判。

四、附图说明：

图1为本发明专利实施例中试验炮孔振动波形。

图2为本发明专利实施例中爆破断面分成三个区域的示意图；

图3为本发明专利实施示例中波峰实际出现时间和对应炮孔的设计延时以 及炮孔编号；

图4为本发明专利实施示例中三个区域对应时间段内测量的振动波形。

五、具体实例：

下面结合附图以及具体实施示例对本发明创造进行进一步说明，本示例仅 是说明性的，而不是对本发明的限制。

在某隧道开挖爆破施工过程中，采用电子芯片雷管，测振点距离爆破断面 8m。

如图2所示，断面分成三个区域分别对振动波形进行分析对比。图3记录 的是每个振动波峰实际出现的时间和对应炮孔的设计延时以及炮孔编号。图4 (a)、(b)、(c)是三个区域对应时间段内测量的振动波形。每个正向波峰上的 数字是波峰的编号。

比较炮孔延时与每个正向波峰出现的时间，可以发现每个正向波峰出现的 时间与炮孔延时基本对应一致，相差最大不足2ms。爆破振动波在传播过程中 会受到周围环境的影响，每个炮孔距离测振点的距离也不同，炮孔与炮孔间的 延时会不同程度地发生波动(在几个毫秒之间)，这一点与实测结果一致。因此， 在近距离测量得到的振动波形图中，每出现一个正向波峰就代表此时有炮孔起 爆，波峰出现的时间就是炮孔实际起爆的延期时间。在近距离测量条件下，从 振动波形图中找到与设计延时相一致的正向波峰就可以断定该延时的炮孔已经 起爆。当所有的炮孔都可以在振动波形图中找到与之对应的正向波峰时，就表 明所有的炮孔都已起爆，无拒爆发生、不存在盲炮。

传统化学延时雷管的精度随着段别的升高，延时精度会下降，在爆破振动 图上观察振动峰值的时候就无法断定出现的波峰与哪个时间点起爆的雷管相对 应，也就达不到识别对应炮孔被引爆的目的。因此，在爆破工程中推广使用电 子芯片雷管不仅可以改善爆破效果，而且有利于增强爆破安全。

应当指出，本实例仅列示性说明本发明的应用方法，而非用于限制本发明。 任何熟悉此种使用技术的人员，均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述 实施示例进行。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (2)

1.一种利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法，其特征在于，主要是通过观察爆破振动波。爆破振动波测量是目前常见的爆破效果评定手段，应用比较广泛。爆破振动波相对天然地震波有它自己的特点：

1)初始振动波形上升很快。炮孔内雷管引爆炸药，爆炸能级较高，产生的是冲击波，在波形图上表现为波形快速向正方向上升。

2)衰减较快。冲击波在岩土介质中传播，随着距离的增加振动幅值不断衰减，波形很快衰减为弹性波。

3)时间规则。爆破地震波有着很好的时间性，波形的上升与炮孔起爆有一定的对应关系。

电子芯片雷管的起爆精度很高，雷管在设定延期时间、接到起爆指令后，即使网路遭到冲击波等外界破坏，仍然可以按照设定的延时起爆，保证网路准爆。

2.根据权利要求1所述的一种利用电子芯片雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法，其特征在于，判断盲炮是否存在的关键是要确定所有的炮孔是否准时起爆。分析爆破振动波的三个特征可以发现炮孔爆炸必然使振动波向正方向上升，时间与炮孔爆炸有对应关系，同时在近距离测量条件下波形简洁便于分析观察。电子芯片雷管延时精确，因此在实际的爆破工程中可以利用记录振动波来分析炮孔起爆的确切时间，并与设计延时比较，判断所有的炮孔是否都按照设计延时准确起爆。当从波形中识别出的各个炮孔的起爆时间与设计延时都相符时，就可以断定所有炮孔都已准时起爆，无拒爆发生、排除盲炮的存在。