CN114046700B - 孔外延时智能起爆网络系统及其起爆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孔外延时智能起爆网络系统及其起爆方法，通过设置彼此连接的智能起爆器与多组延时网络系统，并由PLC控制单元设置延时时间及发出起爆指令，实现了延时网络线槽、智能起爆器与传统传爆器材的结合，提高了微差爆破孔外延时爆破网络实施的可靠性。此外，延时网络线槽由刻槽机在岩壁刻槽形成，用于传爆器材及连接件的走线连接，并通过使用阻燃充填物充填，能够防止前排爆破冲击波对后续其他爆破网络的破坏。通过上述方式，本发明可大大增加一次微差爆破的作业排面数量，扩大微差爆破在残矿回收、减震爆破或无空间限制爆破等领域的应用范围，同时，减少了爆破成本，降低了安全管理防控风险，提高了爆破实施的效果。

Description

孔外延时智能起爆网络系统及其起爆方法

技术领域

本发明涉及采矿爆破技术领域，特别是涉及一种孔外延时智能起爆网络系统及其起爆方法。

背景技术

在采矿领域中，对于矿山的爆破一直是及其重要的一环。爆破技术包括多种类型，其中，微差爆破是目前应用最为广泛的爆破技术之一。微差爆破具有提高爆破效果，有效控制爆破冲击波，减少爆破震动、噪音、飞石等危害的优点，其爆破延时技术根据布置形式，分为孔内延时与孔外延时两种类型。其中，孔内延时网络，具有爆破网络不宜受到周边炮孔爆炸影响的特点，使用较为普遍，但其延时时间易受到雷管段位数量或雷管延时时间的影响，排位布置不够灵活。而孔外延时网络，其延时时间设计灵活，但在使用时，孔外延时雷管组合的数量较多，爆炸网络易遭到爆炸破坏，因此应用较少。

现有技术提供了一种防止雷管拖动的延时爆破系统及其施工方法，包括若干炮孔内部装填的爆破结构以及固定在炮孔内部用于延时引爆各个炮孔内部爆破结构的孔内数码电子雷管。孔内数码电子雷管均通过孔内雷管脚线引出炮孔并汇集连接至同一起爆器，孔内雷管脚线通过孔口塞压紧固定在炮孔的孔口内壁上。孔内雷管脚线的汇集处均设置孔外延时药包，孔外延时药包与所有炮孔一同延时起爆，且孔外延时药包的延期时间小于所有孔内数码电子雷管的延期时间。这种技术虽然起爆效果得到了保障，并且起爆延时时间设计比较灵活。但是，这种延时雷管的造价过高，属于一次性消耗产品，延时时间≤2000ms，并且只在露天矿山进行推广，地下矿山因为使用条件限制较多，成功实例较少。

因此，设计一种结构简单、适用范围广、成本低、爆破效果好、起爆延时时间设置灵活的孔外延时智能起爆网络系统及其施工方法就很有必要。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种孔外延时智能起爆网络系统及其起爆方法，通过设置彼此连接的智能起爆器与多组延时网络系统，并由PLC控制单元设置延时时间及发出起爆指令，实现了延时网络线槽、智能起爆器与传统传爆器材的结合，提高了微差爆破孔外延时爆破网络实施的可靠性。此外，延时网络线槽由刻槽机在岩壁刻槽形成，用于传爆器材及连接件的走线连接，并通过使用阻燃充填物充填，能够防止前排爆破冲击波对其他爆破网络的破坏。此外，本发明大大增加一次微差爆破作业的总排面数量，扩大了微差爆破在残矿回收、减震爆破或无空间限制爆破等领域的应用范围，同时，减少了爆破成本，降低了安全管理防控风险，切实提高爆破实施的效果。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

一种孔外延时智能起爆网络系统，包括智能起爆器；所述智能起爆器包括PLC控制单元、以及若干延时起爆单元，所述若干延时起爆单元分别对应与设置于所述PLC控制单元内的若干定时单元连接，若干所述延时起爆单元分别对应与若干延时网络系统连接；

所述延时网络系统包括延时网络线槽和设置于所述延时网络线槽内并依次连接的起爆母线、传爆连接件、以及孔内微差起爆雷管绞线，所述起爆母线的一端与所述智能起爆器连接，所述传爆连接件的一端与所述起爆母线连接，另一端与设置于炮孔内的所述孔内微差起爆雷管绞线连接。

进一步的，所述智能起爆器还包括彼此独立设置的若干充能单元，所述若干充能单元分别对应与所述若干延时起爆单元电连接。

进一步的，所述延时网络线槽内设置有阻燃充填物，以对位于所述延时网络线槽内的所述起爆母线、传爆连接件、以及孔内微差起爆雷管绞线进行填充封闭。

进一步的，所述孔外延时智能起爆网络系统还包括与所述起爆母线的远离所述智能起爆器的一端连接的爆破网络检测状态指示器，所述爆破网络检测状态指示器设置于所述智能起爆器内，并与所述起爆母线构成检测回路，以检测所述起爆母线是否正常。

进一步的，位于同一所述延时网络系统的若干炮孔均通过所述起爆雷管绞线和传爆连接件与同一所述起爆母线连接。

进一步的，所述延时导爆管的长度大于与之对应的炮孔的孔深，以将所述延时导爆管的尾端裸露。

一种孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法，采用所述的孔外延时智能起爆网络系统，包括以下步骤：

S1、按照预设的延时网络系统，将同一延时网络系统的炮孔孔口通过连接线槽连接，并与岩壁上沿爆破方向开设的水平起爆线槽相连；

S2、对开凿的炮孔装药，并将起爆雷管绞线的一端伸出炮孔后沿连接线槽布置，在连接线槽内与传爆连接件连接；

S3、将智能起爆器与起爆母线连接，并沿水平起爆线槽布置起爆母线；

S4、检测起爆母线的连通情况，检测正常后，将起爆母线与传爆连接件连接，并在连接线槽与水平起爆线槽内填充阻燃充填物；

S5、现场人员撤离至安全地点，起爆人员通过PLC控制单元设置延时时间，并对智能起爆器进行充能；

S6、充能结束后，通过PLC控制单元启动爆破开关，并进入起爆时间倒计时，起爆人员撤离现场。

进一步的，在步骤S1中，位于同一所述延时网络系统的所述连接线槽与同一所述水平起爆线槽连通，并构成延时网络线槽。

进一步的，在步骤S4中，检测起爆母线的连通情况包括以下步骤：

S41、先检查起爆母线的表层是否破损；

S42、将起爆母线的远离智能起爆器的一端与爆破网络检测状态指示器连接，根据爆破网络检测状态指示器的读数判断起爆母线是否连通，若不正常，则及时检查修复或更换起爆母线，若正常，则执行下一步骤；

S43、关闭智能起爆器。

进一步的，在步骤S5中，通过PLC控制单元内置的定时单元设置初始起爆时间与各个延时网络系统的起爆延时时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的孔外延时智能起爆网络系统，通过设置彼此连接的智能起爆器与多组延时网络系统，并由PLC控制单元设置延时时间及发出起爆指令，实现了延时网络线槽、智能起爆器与传统传爆器材相结合，加强了微差爆破孔外延时爆破网络实施的可靠性。此外，延时网络线槽由刻槽机在岩壁刻槽形成，用于传爆器材及连接件的走线连接，并通过使用阻燃充填物充填，能够防止前排爆破冲击波对其他爆破网络的破坏，确保孔外延时网络起爆的稳定性。

2.本发明的孔外延时智能起爆网络系统，智能起爆器具有多组相互独立的起爆单元，各组起爆单元具有独立的充能单元，相互之间不受影响。起爆单元通过PLC控制单元设置各组延时网络系统的延时时间，并对各组起爆网络系统发出起爆指令此外，根据现场实际情况，可以自由增减智能起爆器内延时起爆单元的数量及孔外延时网络系统的数量。本发明相比目前市面上使用的单次瞬发起爆器，其控制的起爆系统数量明显增多，能够更好的贴合现场实际情况。

3.本发明的孔外延时智能起爆网络系统，以使用传统起爆器材为主，与孔内延时起爆网络搭配使用，可增加单次微差爆破作业的总排面数量，减少爆破总次数；同时因起爆雷管为常规雷管，价格较数码电子雷管低，线槽可重复利用巷道内地质刻槽取样形成的现成槽子，在成本控制和爆破方面具有一定优势。

附图说明

图1是本发明的孔外延时智能起爆网络系统的侧视示意图；

图2是本发明的孔外延时智能起爆网络系统的智能起爆器控制流程示意图；

图3是本发明的孔外延时智能起爆网络系统的正视示意图；

图4是图3中A区域的部分放大示意图；

图5是本发明的孔外延时智能起爆网络系统的俯视示意图；

图6是本发明的孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法的流程示意图；

图7是本发明的孔外延时智能起爆网络系统的智能起爆器中PLC控制单元的延时控制梯形图；

附图中各部件的标记如下：10、延时网络线槽；20、智能起爆器；21、延时起爆单元；30、延时网络系统；40、PLC控制单元；41、定时单元；50、测阻仪；60、升压电路开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

如图1至2所示，一种孔外延时智能起爆网络系统100，包括智能起爆器20。智能起爆器20内置PLC控制单元40，PLC控制单元40为10ms时基，用于设置智能起爆器20的延时时间，并对智能起爆器20发出控制起爆的指令。智能起爆器20还包括若干延时起爆单元21，若干延时起爆单元21分别对应与设置于PLC控制单元40内的若干定时单元41连接，以通过定时单元41设置与之对应的延时起爆单元21的延时起爆时间。若干延时起爆单元21分别对应与若干延时网络系统30连接，各个延时起爆单元21相互独立，以分别控制各自对应的延时网络系统30的起爆。

如图1至2所示，在一些实施例中，智能起爆器20还包括彼此独立设置的若干充能单元，若干充能单元采用可靠电源，并分别对应与若干延时起爆单元21电连接，以对延时起爆单元21供电。特别的，多组延时起爆单元21相互独立，并具有独立的充能单元，相互之间不受影响。如此设置，根据现场实际情况，可以自由增减智能起爆器20内延时起爆单元21的数量及孔外延时网络系统30的数量，相比目前市面上使用的单次瞬发起爆器，其控制的起爆系统数量明显增多，能够更好的贴合现场实际情况。

如图1至2所示，在一些实施例中，孔外延时智能起爆网络系统还包括与起爆母线的远离智能起爆器20的一端连接的爆破网络检测状态指示器。爆破网络检测状态指示器为测阻仪50，爆破网络检测状态指示器、起爆母线、以及智能起爆器20构成检测回路。当打开智能起爆器20提供电力后，根据测阻仪50显示的读数判断起爆母线是否正常。

如图3至5所示，在一些实施例中，延时网络系统30包括延时网络线槽10、设置于延时网络线槽10内并依次连接的起爆母线、传爆连接件、以及延时导爆管。起爆母线优选为击发针绞线，起爆响应快。传爆连接件优选为导爆管、导爆管四通等，能够避免对相邻传爆连接件产生的影响。位于同一延时网络系统30的若干炮孔均通过孔内微差起爆雷管导爆管绞线和传爆连接件与同一系统的起爆母线连接，以保证炮孔能够同时起爆。起爆母线(击发针)与传爆连接件的相邻一端连接，起爆母线远离传爆连接件的一端与智能起爆器20连接，孔内微差起爆雷管导爆管绞线在线槽内与传爆连接件相连，以形成整个爆破网络。孔内起爆雷管的导爆管绞线的长度大于与之对应的炮孔的孔深，以将延时导爆管的尾端裸露，便于导爆管与传爆连接件连接。值得注意的是，各组起爆母线之间互不干扰，各组传爆连接件之间也互不干扰，保证各个起爆网络的独立性。

延时网络线槽10是在巷道的沿爆破方向的岩石边壁、炮孔孔口端通过刻槽机刻槽，以形成后续布置起爆网络的线槽。线槽的深度为5～8cm，宽度为8～10cm。延时网络线槽10包括在岩壁上沿爆破方向开设的水平起爆线槽、以及与水平起爆线槽连通的连接线槽。水平起爆线槽用于布置起爆母线，连接线槽用于布置传爆连接件。值得注意的是，延时网络线槽10内设置有阻燃充填物，以对位于延时网络线槽10内的起爆母线、传爆连接件、以及延时导爆管进行填充封闭，能够防止前排爆破冲击波对后续其他爆破网络的破坏。

如图6所示，一种孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法，采用的孔外延时智能起爆网络系统，包括以下步骤：

S1、按照预设的延时网络系统30，对同一延时网络系统30的炮孔孔口通过连接线槽连接，并在岩壁上沿爆破方向开设水平起爆线槽。

在本步骤中，位于同一延时网络系统30的连接线槽与同一水平起爆线槽连通，并构成延时网络线槽10。延时网络线槽10供起爆母线、传爆连接件、以及起爆雷管绞线导爆管布置走线。

S2、对开凿的炮孔装药，并将延时导爆管的一端伸出炮孔后沿连接线槽布置，在连接线槽内将延时导爆管与传爆连接件连接。

S3、将智能起爆器20与起爆母线连接，并沿水平起爆线槽布置起爆母线。

在本步骤中，在将智能起爆器20与起爆母线连接前，先将智能起爆器20与可靠电源连接，检查智能起爆器20的运行状态，以对智能起爆器20的PLC控制单元40进行性能检测，保证后续起爆的安全性。

S4、检测起爆母线的连通情况，检测正常后，将起爆母线与传爆连接件连接，并在连接线槽与水平起爆线槽内填充阻燃充填物。

在本步骤中，请参阅图2，检测起爆母线的连通情况包括以下步骤：

S41、先检查起爆母线的表层是否破损；

S42、将起爆母线的远离智能起爆器20的一端与爆破网络检测状态指示器连接，根据爆破网络检测状态指示器的读数判断起爆母线是否连通，若不正常，则及时检查修复或更换起爆母线，若正常，则执行下一步骤；

S43、关闭智能起爆器20，以保证后续接线时处于断路状态。

S5、现场人员撤离至安全地点，起爆人员通过PLC控制单元40设置延时时间，并对智能起爆器20进行充能。

如图7所示，并参阅图2，在本步骤中，通过PLC控制单元40内置的定时单元41设置初始起爆时间与各个延时网络系统30的起爆延时时间，并由PLC控制单元40向各个延时起爆单元21发出起爆指令。具体操作如下：

当全部延时网络系统30接线完成后，起爆人员按照各个延时网络系统30的起爆先后顺序，依次连入1#、2#、3#起爆能量输出端，并通过智能起爆器20上设置的数显延时按键，输入需要延时的时间参数至PLC控制单元40内置的定时单元41，以设置对应延时起爆单元21的起爆延时时间。

S6、充能结束后，通过PLC控制单元40启动爆破开关，并进入起爆时间倒计时，起爆人员撤离现场。

在本步骤中，先打开各个延时起爆单元21对应的升压电路开关60，通过充能单元对与之连接的延时起爆单元21进行充能。充能完成后，启动PLC控制单元40的开关按钮，开始倒计时，PLC控制单元40按照设定的起爆时间逐一完成各延时网络的起爆。

如图7所示，下面以三级延时智能起爆器20的PLC控制单元40为例，进行相应的控制流程说明：

程序按照由上到下、以及由左到右的顺序执行，其主要内容为：1)首先对T200、T201、T202定时器进行重置；2)进行1#起爆网络延时计时T200，当计时T200与定时D1一致时，启动计时器T201，同时输出1#网络能量信号Y1、重置定时D1；3)当计时T201与定时D2一致时，启动计时器T202，同时输出2#网络能量信号Y2、重置定时D2；4)当计时T202与定时D3一致时，同时输出1#网络能量信号Y3、重置定时D3。

以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种孔外延时智能起爆网络系统，包括智能起爆器（20）；其特征在于，所述智能起爆器（20）包括PLC控制单元（40）、以及若干延时起爆单元（21），所述若干延时起爆单元（21）分别对应与设置于所述PLC控制单元（40）内的若干定时单元（41）连接，若干所述延时起爆单元（21）分别对应与若干延时网络系统（30）连接；

所述延时网络系统（30）包括延时网络线槽（10）和依次连接的起爆母线、传爆连接件、以及孔内微差起爆雷管绞线，起爆母线、传爆连接件、以及部分孔内微差起爆雷管绞线设置于所述延时网络线槽（10）内，所述起爆母线的一端与所述智能起爆器（20）连接，所述传爆连接件的一端与所述起爆母线连接，另一端与设置于炮孔内的所述孔内微差起爆雷管绞线连接；所述延时网络线槽（10）由刻槽机在岩壁刻槽形成，所述延时网络线槽（10）内设置有阻燃充填物，以对位于所述延时网络线槽（10）内的所述起爆母线、传爆连接件、以及孔内微差起爆雷管绞线进行填充封闭。

2.根据权利要求1所述的孔外延时智能起爆网络系统，其特征在于，所述智能起爆器（20）还包括彼此独立设置的若干充能单元，所述若干充能单元分别对应与所述若干延时起爆单元（21）电连接。

3.根据权利要求1所述的孔外延时智能起爆网络系统，其特征在于，所述孔外延时智能起爆网络系统还包括与所述起爆母线的远离所述智能起爆器（20）的一端连接的爆破网络检测状态指示器，所述爆破网络检测状态指示器、智能起爆器（20）与所述起爆母线构成检测回路，以检测所述起爆母线是否正常。

4.根据权利要求1所述的孔外延时智能起爆网络系统，其特征在于，位于同一所述延时网络系统（30）的若干炮孔均通过所述起爆雷管绞线和传爆连接件与同一所述起爆母线连接。

5.一种孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法，采用根据权利要求1至4任意一项所述的孔外延时智能起爆网络系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照预设的延时网络系统（30），将同一延时网络系统（30）的炮孔孔口通过连接线槽连接，并与岩壁上沿爆破方向开设的水平起爆线槽相连；

S2、对开凿的炮孔装药，并将起爆雷管绞线的一端伸出炮孔后沿连接线槽布置，在连接线槽内与传爆连接件连接；

S3、将智能起爆器（20）与起爆母线连接，并沿水平起爆线槽布置起爆母线；

S4、检测起爆母线的连通情况，检测正常后，将起爆母线与传爆连接件连接，并在连接线槽与水平起爆线槽内填充阻燃充填物；

S5、现场人员撤离至安全地点，起爆人员通过PLC控制单元（40）设置延时时间，并对智能起爆器（20）进行充能；

S6、充能结束后，通过PLC控制单元（40）启动爆破开关，并进入起爆时间倒计时，起爆人员撤离现场。

6.根据权利要求5所述的孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法，其特征在于，在步骤S1中，位于同一所述延时网络系统（30）的所述连接线槽与同一所述水平起爆线槽连通，并构成延时网络线槽（10）。

7.根据权利要求5所述的孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法，其特征在于，在步骤S4中，检测起爆母线的连通情况包括以下步骤：

S41、先检查起爆母线的表层是否破损；

S42、将起爆母线的远离智能起爆器（20）的一端与爆破网络检测状态指示器连接，根据爆破网络检测状态指示器的读数判断起爆母线是否连通，若不正常，则及时检查修复或更换起爆母线，若正常，则执行下一步骤；

S43、关闭智能起爆器（20）。

8.根据权利要求5所述的孔外延时智能起爆网络系统的起爆方法，其特征在于，在步骤S5中，通过PLC控制单元（40）内置的定时单元（41）设置初始起爆时间与各个延时网络系统（30）的起爆延时时间。

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