CN114342285A - 商业爆破系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于辅助爆破的系统。该系统包括至少一个无线爆破相关设备，该设备可部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或物理介质的一部分内。该爆破相关设备包括具有被配置用于透地(TTE)MI通信的磁力计的基于设备的磁感应(MI)信号接收器，并且该爆破相关设备包括基于设备的MI信号源，该基于设备的MI信号源具有被配置用于TTE MI通信的基于设备的天线。该基于设备的MI信号源被配置为与包括一组基于交通工具的磁力计的爆破支持交通工具中的基于交通工具的MI信号接收器通信。

Description

商业爆破系统

相关申请

本申请涉及并要求于2019年6月27日以Orica International Pte Ltd的名义提交的第10201905973Y号新加坡临时专利申请的优先权权益，该新加坡临时专利申请的原始提交的说明书在此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开的各方面涉及用于基于爆破相关设备来辅助商业爆破的系统和方法，该爆破相关设备可部署或部署在物理介质(例如，岩层)的一部分内，该物理介质旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破。这种爆破相关设备包括被定位于钻孔或爆破孔中的起爆设备(例如雷管)。

背景

通过磁感应(MI)信号进行通信的无线起爆系统，例如，包括由OricaInternational Pte Ltd生产的WebGen^TM无线起爆设备，最近已经被开发出来并被用于商业爆破操作，诸如地下采矿和露天采矿。这种无线起爆设备可以极大地提高爆破安全性，并且已经产生了新的爆破技术，这些技术以前在传统的基于有线的起爆设备中是不可行的。WebGen^TM无线起爆设备被配置用于在相当长或非常长的距离(例如大于100米，或几米到几百米(例如，100-900米)，或者接近或大约一千米的可能距离)上进行可靠的单向或1路(1-way)的MI通信。

然而，来自和关于这些MI通信系统的可用信息，例如用于提供关于系统中部件状态的反馈的信息，对于一些应用和一些用户来说可能是不够的。

期望解决或改善与现有技术相关联的一个或更多个缺点或限制，或者至少提供有用的替代方案。

概述

本文描述了一种用于辅助爆破的系统，该系统包括：

至少一个无线爆破相关设备，其可部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或内部，其中该爆破相关设备包括具有被配置用于透地(TTE)MI通信的磁力计的基于设备的磁感应(MI)信号接收器，并且该爆破相关设备包括基于设备的MI信号源，该基于设备的信号源具有被配置用于TTE MI通信的基于设备的天线，

其中，所述基于设备的MI信号源被配置为与爆破支持交通工具中的基于交通工具的MI信号接收器通信，该基于交通工具的MI信号接收器包括一组基于交通工具的磁力计。

该系统可以包括爆破支持交通工具。

基于设备的MI信号源被配置用于过渡区域或区信号MI通信，该过渡区域或区信号MI通信是TTE。

无线爆破相关设备可部署或被部署在物理介质中。

“透地”(TTE)包括或指信号在位于信号源和信号接收器或检测器之间的一组物理介质中、穿过该组物理介质和/或跨该组物理介质的通信，例如其中信号源和信号检测器中的至少一个至少部分地被该一组物理介质阻挡、叠加(overlaid)、覆盖、包围、掩埋、封闭或包封(encased)。该一组物理介质可以包括以下中的一种或更多种：岩石(rock)、破碎岩石(broken rock)、石头(stone)、瓦砾(rubble)、碎片(debris)、砾石(gravel)、水泥(cement)、混凝土(concrete)、炮泥材料(stemming material)、土壤(soil)、泥土(dirt)、沙子(sand)、粘土(clay)、泥浆(mud)、沉积物(sediment)、雪、冰、一个或更多个碳氢化合物燃料储层、现场基础设施、建筑/施工材料和/或其他介质或材料。物理介质可以称为“大地(the earth)”，其中“大地”包括地面、土壤、岩层、岩石、建筑材料/混凝土、石头、钻孔炮泥、冰、冻土等。

近场信号MI通信可以向无线爆破相关设备提供包括下行链路MI信号的下行链路MI通信。对于近场信号MI通信，基于设备的MI信号接收器位于由基于交通工具的或广播MI信号源生成的磁场的近场区域或区内，其中磁场强度根据远离基于交通工具的或广播MI信号源的距离按照距离立方的反比关系衰减，并且基于设备的MI信号源检测由基于交通工具的或广播MI信号源生成的近场磁通量的变化，而不是检测由基于交通工具的或广播MI信号源生成的远场或辐射传播的电磁波(例如，无线电波)。

过渡区域或区信号MI通信可以提供来自无线爆破相关设备的包括上行链路MI信号的上行链路MI通信。对于过渡区域或区信号MI通信，基于交通工具的MI信号接收器可以定位在由基于设备的MI信号源生成的磁场的近场区域或区之外，但是在距离基于设备的MI信号源的大约二分之一波长之内，并且更常见地或特别地位于距离基于设备的MI信号源大约10个集肤深度之内(例如，小于10个集肤深度)、大约6到8个集肤深度(例如，小于8个集肤深度)、大约3到5个集肤深度(例如，小于5个集肤深度)或者大约2到4个集肤深度(例如，小于4个集肤深度)。

基于设备的天线可以包括一组导电线圈或环形天线。基于设备的线圈或环形天线具有的平均直径可以在0.01m和0.3m之间，这可以对应于钻孔的直径。基于设备的天线可以以基本上或大约3瓦特(W)驱动。基于设备的线圈或环形天线可以包括一组线圈天线。

爆破相关设备被配置为生成、输出和传输上行链路MI信号。上行链路MI信号使用一个或更多个上行链路MI信号频率行进上行链路距离TTE。上行链路距离可以小于100米(“m”)；小于80m；小于60m；在0.10m至60m之间；在0.25m至50m之间；在0.50m至40m之间；或者在1m至30m之间。上行链路MI信号频率可以包括低频(LF)ITU频带中的至少一个频率，和/或在100Hz到100MHz之间、在1kHz到100MHz之间、在10kHz到300kHz之间、或在20kHz到200kHz之间、或在35kHz到130kHz之间、或在50kHz到100kHz之间的频率。

爆破相关设备被配置为接收、解码和处理下行链路MI信号。下行链路MI信号可以使用一个或更多个下行链路MI信号频率行进下行链路距离TTE，该一个或更多个下行链路MI信号频率可以包括广播MI信号频率。广播MI信号频率可以基本上包括2kHz，或者在100Hz和10kHz之间，或者在100Hz和100kHz之间。广播下行链路距离可以大于100米；大于几十米或几百米；在200到900米之间；大于一千米；或者大于几千米。广播下行链路MI信号频率可以包括由国际电信联盟(ITU)定义的超低频(ULF)频带内或甚低频(VLF)频带内的至少一个频率。

爆破相关设备可以被配置用于向交通工具发送磁感应(MI)信号和从交通工具接收磁感应(MI)信号，从而提供与交通工具的双向或2路的基于MI的通信。

爆破相关设备包括基于设备的基于MI的通信单元。基于设备的基于MI的通信单元被配置用于基于TTE MI的通信。基于设备的基于MI的通信单元包括基于设备的MI信号接收器，该基于设备的MI信号接收器包括一组基于设备的磁力计(用于双向和单向通信)。基于设备的基于MI的通信单元可以包括基于设备的MI信号源，该基于设备的MI信号源包括用于双向通信的一组线圈或环形天线。基于设备的磁力计可以是3轴磁力计，其被配置用于检测3个相互正交的轴上的磁通量。可选地，基于设备的磁力计可以是单轴(1轴)磁力计，其被配置用于检测1个正交轴上的磁通量。单轴(1轴)磁力计可以在爆破相关设备中对准，用于检测平行于爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量。可选地，单轴(1轴)磁力计可以在爆破相关设备中对准，用于检测垂直于爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量。基于设备的磁力计可以包括平均直径在0.01m和0.3m之间的线圈或环形天线(称为“接收环”)，该平均直径可以对应于钻孔的直径。

爆破相关设备可以被配置用于部署在物理介质附近或物理介质的一部分中的受限空间中。爆破相关设备具有的几何形状(包括形状和尺寸)被配置用于在受限空间中部署。受限空间可以是钻孔，并且几何形状可以包括：小于钻孔直径(钻孔的开口直径)的垂直宽度(例如，对于圆形横截面的直径)；以及(纵向)长度，该长度可以受到(i)装载方式和可选的(ii)其他钻孔内容物的限制。基于设备的MI信号源基于爆破相关设备的尺寸进行配置。基于设备的MI信号接收器基于爆破相关设备的尺寸进行配置。爆破相关设备具有与尺寸相关联的电荷存储容量：例如，爆破相关设备可以被设计尺寸以适合常规钻孔，例如具有基本上4至6cm(对于较小的实施例)或基本上10至20cm(对于较大的实施例)的平均直径，并且电力存储可以基本上等同于两个或四个市售的“AA”尺寸电池(每个电池可以具有基本上1000至4000毫安时的容量，例如对于锂AA电池基本上3500mAh)。

爆破相关设备可包括：

一个或更多个起爆设备(即，无线起爆设备)；

一个或更多个勘测设备(即，无线MI信号勘测设备)；和/或

一个或更多个信标器(即，无线爆破监测和跟踪设备)。

基于交通工具的磁力计可以是3轴磁力计，其被配置用于检测3个相互正交的轴上的磁通量。可选地，基于交通工具的磁力计可以是单轴磁力计，其被配置用于检测1个正交轴上的磁通量。基于交通工具的单轴磁力计可以在交通工具中对准，用于在爆破相关设备被部署时检测平行于该爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量。可选地，基于交通工具的单轴磁力计可以在爆破相关设备中对准，用于在爆破相关设备被部署时检测垂直于该爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量。基于交通工具的磁力计可以包括线圈或环形天线(称为“接收环”)，其平均直径在0.01m和2m之间；并且较小的环可以是关于铁氧体磁心的线圈。

基于设备的MI信号源可以在爆破相关设备中对准，用于在爆破相关设备部署在钻孔中时生成平行于爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量最大值。可选地，基于设备的MI信号源可以在爆破相关设备中对准，用于在爆破相关设备部署在钻孔中时生成垂直于爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量最大值。

本文描述了一种用于辅助爆破的系统，该系统包括：

至少一个爆破支持交通工具，其被配置用于向一个或更多个无线爆破相关设备发送下行链路磁感应(MI)信号和/或从一个或更多个无线爆破相关设备接收上行链路MI信号，该一个或更多个无线爆破相关设备可部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或物理介质的一部分内。

交通工具可以被配置用于基于空中和/或路基行进。交通工具可以包括或可以是空中自动和/或自主交通工具(例如，遥控飞机(RPA)和/或自主机载无人机)。交通工具可以包括或可以是陆基自动和/或自主交通工具(例如，遥控地面探测车(remotely pilotedterrestrial rover)(RPTR)和/或自主陆基无人机)。

交通工具可以包括用于人类乘客的手动控件。交通工具可以包括用于交通工具的远程控制的远程控制单元。交通工具可以包括用于交通工具的自主控制的自主控制单元。

交通工具包括承载电源或能量源的框架或主体以及移动元件(locomotionelements)。交通工具包括原动机、马达或引擎。交通工具被配置用于移动(即，从一个地方移动到另一个地方的能力)，使得其可以选择性地/可选择地被部署、定位、定向、引导、操纵、导航和/或驱动到多个物理位置，作为支持或促进商业爆破操作的一部分。

交通工具包括基于MI的通信单元，该基于MI的通信单元被配置用于地下(sub-surface)的基于TTE MI的通信。基于MI的通信单元(对于下行链路MI通信)可以包括用于向爆破相关设备发送下行链路磁感应(MI)信号(包括生成、输出和传输下行链路MI信号)的基于交通工具的MI信号源。

基于MI的通信单元(对于上行链路MI通信)可以包括基于交通工具的MI接收器，以用于从爆破相关设备接收(上行链路)MI信号(包括接收、解码和处理上行链路MI信号)(从而提供双向的基于MI的通信)。

MI信号源包括基于交通工具的天线。基于交通工具的天线可以是线圈或环形天线。线圈或环形天线可以具有大于一米或几米或者大于几十米的平均直径。基于交通工具的天线可以以大约或基本上50瓦特(W)驱动。线圈或环形天线可以包括一组线圈天线。基于交通工具的MI源可以被配置成当一个或更多个爆破相关设备被部署在它们的钻孔中时，生成具有平行或垂直于该一个或更多个爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴对准的最大磁场强度的磁场分布。基于交通工具的MI信号源可以在一个或更多个基于交通工具的下行链路MI信号频率下驱动基于交通工具的天线，该一个或更多个基于交通工具的下行链路MI信号频率可以包括低频(LF)ITU频带中的至少一个频率，和/或在100Hz到100MHz之间、在1kHz到100MHz之间、在10kHz到300kHz之间、或在20kHz到200kHz之间、或在35kHz到130kHz之间、或在50kHz到100kHz之间的频率。

起爆设备是用于引起爆炸(explosion)或爆轰(detonation)的设备。起爆设备可以被定位于钻孔或爆破孔中。交通工具可以使用MI信号与起爆设备通信，并且下行链路磁感应(MI)信号可以表示启用/禁用、编码、查询、(重新)编程、(重新)同步和/或控制起爆设备中所选择的起爆设备的操作和/或点火(作为与商业爆破作业相关联的启用/禁用、编码、查询、(重新)编程、(重新)同步和/或控制起爆设备中所选择的起爆设备的操作和/或点火的一部分)。

每个启爆设备可以包括存储在起爆设备的存储器中的唯一标识符(ID)。一组起爆设备可以包括存储在存储器中的唯一组ID(GID)。

爆破相关设备可以包括一个或更多个传感器，该一个或更多个传感器检测、监测、估计或测量与它们被部署在其中的物理介质相关联的物理参数。传感器可以包括一组传感器，该一组传感器被配置用于感测所选择的环境条件或参数，包括温度、湿度、压力和/或冲击。

爆破相关设备可以包括机械地容纳、承载、保护和/或支撑爆破相关设备的至少压敏和水敏元件的外壳(housing)、壳体(shell)、机箱(case)、框架和/或支撑结构。

压敏和水敏元件包括在爆破相关设备中的基于设备的电子元件。基于设备的电子元件包括：设备电源、设备控制单元和基于设备的基于MI的通信单元。

对于起爆设备，基于设备的电子元件包括起爆元件(例如雷管)。对于起爆设备，压敏和水敏元件包括基于设备的爆炸元件。基于设备的爆炸元件包括主炸药包(mainexplosive charge)。

该系统可以包括至少一个MI噪声监测单元(或“背景噪声测量单元”)，该至少一个MI噪声监测单元(或“背景噪声测量单元”)包括噪声监测磁力计，该噪声监测磁力计被配置用于在商业爆破环境中检测、测量或监测一个或更多个频带中的背景磁场噪声。噪声监测单元还可以被配置用于将代表检测的、测量的或监测的噪声和/或与其对应或相关的一组参数的噪声信号传送到其他设备、装置或系统，诸如爆破支持交通工具。一个或更多个频带包括针对上行链路MI信号和/或下行链路MI信号选择的MI频率。

至少一个MI噪声监测单元可以与爆破支持交通工具分离。MI噪声监测单元可以由背景噪声测量交通工具承载。MI噪声监测单元可以由框架或外壳支撑或被安装在框架或外壳上，该框架或外壳旨在被爆破的物理介质的一部分附近或物理介质的一部分内的预定定位处(例如，在台阶2上)保持静止。MI噪声监测单元包括电源、控制单元、一组噪声检测磁力计和通信单元。通信单元可以包括空中(TTA)无线通信单元和/或基于MI的通信单元。

MI噪声监测单元可以被配置用于将测量的背景磁场噪声信号或与其对应的信号参数传送到爆破支持交通工具，爆破支持交通工具的控制单元可以被配置用于从由爆破支持交通工具的一组磁力计检测的MI通信信号中补偿(例如，减去)测量的或估计的背景磁场噪声信号。

每个勘测设备包括勘测磁力计，该勘测磁力计被配置用于在一个或更多个MI信号频率(例如，在10Hz和10MHz之间)下测量或监测物理介质的一部分附近或其一部分内的MI信号强度。相关的MI信号强度可以是下行链路基于MI的通信的信号强度和/或上行链路基于MI的通信的信号强度。勘测磁力计可以包括：接收回路，例如，该接收回路具有从0.01m到1m的平均直径；或磁通门磁力仪、SQUID磁力仪、AMR磁力计或霍尔效应磁力计。

该系统可以包括(交通工具中的)MI通信信号勘测单元，该MI通信信号勘测单元被配置为当与爆破支持交通工具进行基于MI的通信时，测量下行链路MI通信信号强度。MI通信信号勘测单元可以记录与不同钻孔的(例如，通过在全局坐标系中的坐标表示的)位置相关联的多个测量的MI信号强度或与其对应的参数，并将多个测量的MI信号强度或与其对应的参数传送到爆破支持交通工具和/或数据库。

MI信号勘测设备可以被配置为在沿着至少一个钻孔的长度或沿着多个钻孔的长度的一个或更多个深度处测量关于一个或更多个MI信号频率的基于MI的通信信号强度。测量的基于MI的通信信号强度可以包括测量(来自其他孔内设备的)上行链路MI通信信号强度和/或(来自交通工具的)下行链路MI通信信号强度。测量的信号强度可以包括关于多个孔深度的测量值和关于每个深度处的多个频率的测量值。

该系统可以包括可延伸装置(例如，轴或绞盘)，该可延伸装置可延伸到钻孔中，并选择性地/可选择地沿着钻孔的深度或长度可定位。可延伸装置可以在沿着可延伸装置的预定定位处承载勘测设备(基于MI的通信单元)。预定定位可以靠近或位于可延伸装置的远端。勘测设备包括至少一组磁信号源(例如，一个或更多个线圈天线)，并且通常还包括一组磁力计。该系统可以包括耦合到勘测设备的MI信号勘测控制器。MI信号勘测控制器包括电源、一个或更多个处理单元、存储器、基于MI的通信控制电路以及可选的TTA通信电路。MI信号勘测控制器被配置成与监测、估计或确定勘测设备在钻孔中的当前定位或深度相关联地控制勘测设备。当勘测设备被设置在沿着钻孔的一个或更多个定位或深度时，MI信号勘测控制器被配置成控制勘测设备在一个或更多个时间以一个或更多个MI信号频率生成或输出上行链路MI通信信号。

爆破支持交通工具可以是被定位于可延伸装置上方的空中爆破支持交通工具。MI信号勘测控制器可以被配置用于与爆破支持交通工具进行TTA无线通信，使得爆破支持交通工具对来自钻孔中的勘测设备的上行链路MI信号的检测或尝试检测可以与勘测设备在MI信号勘测控制器的指导或控制下生成基于MI的通信信号的操作相协调。爆破支持交通工具可以被配置为在一个或更多个时间以一个或更多个MI信号频率和/或一个或更多个功率电平生成下行链路MI通信信号，同时孔内勘测设备协同地检测或尝试检测由可延伸装置提供的沿着钻孔的一个或更多个定位或深度处的下行链路MI通信信号。MI信号勘测控制器被配置为以与爆破支持交通工具生成下行链路MI通信信号相协调的方式操作，并被配置为存储或记录检测到的下行链路MI通信信号的强度。爆破支持交通工具可以存储或记录检测到的上行链路MI通信信号的强度。爆破支持交通工具可以被配置用于与爆破建模/规划系统和/或远程数据库进行TTA无线通信，并且可以向其传送MI信号强度测量值，例如，用于随后的检索和与执行所考虑的商业爆破操作相关联的使用。

爆破支持交通工具可以是包括勘测设备的钻孔钻机的形式。钻孔钻机可以包括通过轴可部署在钻孔中的勘测设备的第一基于MI的通信单元，以及被部署或可部署在轴上方的第二基于MI的通信单元。第二基于MI的通信单元包括至少一组MI信号源以及可选的一组磁力计。第一基于MI的通信单元和第二基于MI的通信单元中的每一个在MI信号勘测控制器的指导或控制下操作，以进行勘测。

爆破支持交通工具可以承载一个或更多个MI通信取向调节单元，通过该一个或更多个MI通信取向调节单元，基于交通工具的MI信号源(包括天线)和/或一组基于交通工具的磁力计的空间取向能够在1个、2个或3个相互正交的角方向上进行调整，以增强或最大化在爆破支持交通工具和设置或部署在每个钻孔中的无线爆破相关设备之间的MI通信信号强度。MI通信取向调节单元可以包括或可以是万向节或多个单独可致动臂，其被配置用于改变或修改MI信号源和磁力计的空间取向。可选地，MI通信取向调节单元可以包括第一万向节或第一多个单独可致动臂和不同的第二万向节或第二多个单独可致动臂，该第一万向节或第一多个单独可致动臂被配置用于修改爆破支持交通工具的MI信号源的空间取向，该不同的第二万向节或第二多个单独可致动臂被配置用于改变爆破支持交通工具的磁力计的空间取向。

爆破支持交通工具可以被配置为将对应于单个爆破相关设备(例如，通过ID)、多组爆破相关设备(例如，通过GID)、各个钻孔(例如，通过坐标)和/或所选择钻孔组(例如，通过坐标组)的信号取向角度进行存储。爆破支持交通工具可以被配置为将取向角和相对应的设备/钻孔标识符传送到数据库进行存储。

基于MI的通信单元能够包括基于交通工具的频率调谐器，用于基于交通工具的MI信号接收器和/或基于交通工具的MI信号源的频带或频率调谐。基于交通工具的频率调谐器可以包括电流感测电路，该电流感测电路被配置用于监测MI信号源(MI信号输出或传输电路)的电功率(电流)消耗，并且利用反馈回路调节MI频率以最大化功率消耗(假设在峰值谐振时，汲取的电流是或预期是最高的)。附加地或替代地，基于设备的基于MI的通信单元可以测量下行链路MI通信信号的信号强度或信噪比(SNR)，并且经由上行链路将该测量值发送到基于交通工具的频率调谐器，并且基于交通工具的频率调谐器可以调节MI频率以最大化或改善测量的TTE信号强度或SNR，即在反馈回路中调节MI频率。

爆破相关设备可以被配置用于在彼此之中或之间建立一个或更多个自组织的基于MI的通信网络。

爆破支持交通工具可以被配置用于与远程定位的或远处的爆破控制系统进行TTA无线通信，可选地经由与远程定位的爆破控制装置/系统相关联的通信集线器、节点或热点(hotspot)进行TTA无线通信。

爆破支持交通工具被配置为与爆破控制装置/系统通信，以根据来自爆破控制装置/系统的数据来验证无线起爆设备是否位于正确的或预期的钻孔中或者是否无响应/功能障碍或缺失。

无线起爆设备可以被配置为通过爆破支持交通工具和在爆破或爆破序列中涉及的无线起爆设备之间的基于MI的通信，与对应于爆破支持交通工具或由爆破支持交通工具承载的主时钟单元同步。爆破支持交通工具可以保持主时钟，该主时钟用作对于系统中多个其他爆破支持交通工具的绝对时间基准。

爆破支持交通工具可以被配置为阻止或防止无线起爆设备解除保险(arming)和点火的直接触发。

该系统可以包括广播MI信号源，该广播MI信号源包括提供MI信号调制电路的电流驱动器以及可以由电流驱动器驱动的广播环形天线，该广播环形天线被配置为生成或输出广播MI通信信号，该广播MI通信信号具有足够的强度以被无线爆破相关设备(例如，将在爆破或爆破序列期间起爆的无线起爆设备)接收。广播环形天线具有的平均环形直径可以在1m到100m之间，或者在1km到10km之间。广播距离可以大于100米；大于几十米或几百米；在200到900米之间；大于一千米；或者大于几千米。

广播MI信号源可以输出、发布或广播同步信号，该同步信号可以由将被包括在爆破或爆破序列中的每个无线起爆设备接收和处理，可选地该同步信号包括设备ID和/或GID。

该系统可以包括一组辅助爆破支持交通工具，该一组辅助爆破支持交通工具形式为设置在爆破支持交通工具和爆破控制设备/系统之间的无线通信路由/中继器交通工具。这种无线通信路由/中继器交通工具可以被配置为TTA无线通信信号路由器/中继器。

每个信标器(marker)(“爆破监测/跟踪设备”)被配置用于生成或促进定位或位置信号的生成，该定位或位置信号对应于、指示或识别商业爆破操作之前和/或之后的信标器的物理定位或位置。

多个信标器被配置成位于起爆设备所在的钻孔中，和/或位于靠近并与起爆设备所在的钻孔50分开的辅助钻孔中。信标器可以耦合或附接到起爆设备上。信标器可以集成到起爆设备中，使得信标器和起爆设备都在外壳内。信标器和起爆设备可以被配置为分别利用不同的MI信号频带或频率进行基于MI的位置定位和基于MI的通信。用于基于MI的位置定位的频率可以包括在10Hz和10MHz之间的频率。信标器可以包括：接收回路，该接收回路具有从0.01m到1m的平均直径；或磁通门磁力计、SQUID磁力计、AMR磁力计或霍尔效应磁力计。

每个信标器都可以被分配有其自己唯一的ID或以其自己唯一的ID进行编程。所选择的一组信标器可以被分配有用于该组唯一的GID或以用于该组的唯一GID进行编程。

信标器和爆破支持交通工具可以被配置成以第一MI信号频率执行定位；并且以不同于第一MI信号频率的第二MI信号频率执行MI通信。用于定位的第一MI信号频率可以低于用于通信的第二MI信号频率。

交通工具(特别是空中交通工具)可以承载成像装置或设备，该成像装置或设备被配置用于捕获爆破前、爆破中和/或爆破后的图像和/或视频，以用于帮助对爆破前、爆破中和/或爆破后的条件进行自动分析。成像装置或设备可以包括：可配置或被配置用于在爆破之前、期间和之后捕获可见/可视波段或红外波段图像和/或视频的高速相机；和/或被配置用于在爆破之前、期间和之后捕获图像和/或视频的高光谱成像设备。

本文描述了一种用于辅助爆破的方法，该方法包括：

将至少一个无线爆破相关设备部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或物理介质的一部分内；

使用透地(TTE)的下行链路MI通信与所述爆破相关设备通信；和

使用作为TTE的上行链路MI通信从所述爆破相关设备接收到基于交通工具的MI信号接收器的通信。

上行链路MI通信是过渡区域或区信号MI通信。下行链路通信是近场信号MI通信。

该方法可以包括交通工具停放或着陆，使得交通工具的基于交通工具的MI信号接收器直接位于在钻孔中包含部署的无线爆破相关设备的钻孔的开口上方或在多个钻孔之间。

该方法可以包括交通工具转换到静止状态，在该静止状态中，交通工具的移动元件处于功率待机状态，以便最小化感应的磁场噪声。

该方法可以包括交通工具测量和补偿对应于或落在一个或更多个频带内的磁场噪声。测量和补偿可以包括测量在一个或更多个选择的噪声频带中的磁场噪声信号，该一个或更多个选择的噪声频带被选择为对应于背景磁场噪声和/或由爆破支持交通工具的移动元件和电子元件生成的感应的磁场噪声或与之关联。测量和补偿可以使用用于基于MI的通信的磁力计或用于噪声测量的不同磁力计。

该方法可以包括交通工具使用不同的MI信号取向角，以便确定增强或最大化MI信号强度以及在爆破支持交通工具和无线起爆设备之间基于MI的通信可靠性的MI信号取向角。

该方法可以包括MI通信信号频带或频率调谐，可选地包括通过电流感测电路进行自调谐，该电流感测电路被配置用于监测MI信号输出或传输电路的电流消耗。

该方法可以包括记录与不同钻孔的(例如，通过全局坐标系中的坐标表示的)位置相关联的多个测量的MI信号强度或与其对应的参数，并将其传送到爆破支持交通工具和/或数据库。

该方法可以包括在沿着至少一个钻孔的长度或沿着多个钻孔的长度的一个或更多个深度处测量关于一个或更多个MI信号频率的基于MI的通信信号强度。该方法可以包括沿着钻孔的深度或长度选择性地/可选择地定位MI勘测设备。

该方法可以包括在多个爆破相关设备之间建立一个或更多个自组织的基于MI的通信网络。

该方法可以包括与远程定位的或远处的爆破控制系统进行TTA无线通信，可选地经由与远程定位的爆破控制装置/系统相关联的通信集线器、节点或热点进行TTA无线通信。

该方法可以包括与爆破控制装置/系统通信，以根据来自爆破控制装置/系统的数据来验证无线起爆设备是否位于正确的或预期的钻孔中，或者是否无响应/功能障碍或缺失。

该方法可以包括通过在爆破支持交通工具和在爆破或爆破序列中涉及的无线起爆设备之间的基于MI的通信，与对应于爆破支持交通工具或由爆破支持交通工具承载的主时钟单元同步。

该方法可以包括生成或输出广播MI通信信号，该MI通信信号具有足够的强度以被无线爆破相关设备(例如将在爆破或爆破序列期间被起爆的无线起爆设备)接收。

该方法可以包括广播可以由多个无线起爆设备接收和处理的MI同步信号，该MI同步信号可选地包括设备ID和/或GID。

该方法可以包括使用中继器对TTA进行无线通信路由。

该方法可以包括在商业爆破操作之前和/或之后生成对应于、指示或识别信标器的物理定位或位置的定位或位置信号。

该方法可以包括以第一MI信号频率执行定位，以及以不同于第一MI信号频率的第二MI信号频率执行MI通信。

该方法可以包括捕获爆破前、爆破中和/或爆破后的图像和/或视频，用于辅助对爆破前、爆破中和/或爆破后条件的自动分析。

附图简述

下文仅通过非限制性示例的方式，参考附图来描述一些实施例，其中图1A到图2B是用于辅助本文描述的商业爆破的系统的示意图。

详细描述

本公开的各方面涉及用于辅助商业爆破的系统，该系统包括一种或更多种类型的爆破支持交通工具，该一种或更多种类型的爆破支持交通工具被配置用于向无线爆破相关设备发送磁感应(MI)信号和/或从无线爆破相关设备接收MI信号，该无线爆破相关设备可部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的至少一种物理介质(例如，岩层)的部分内。这种无线爆破相关设备包括定位在钻孔或爆破孔中的无线起爆设备，其中作为启用/禁用、编码、查询、(重新)编程、(重新)同步和/或控制与商业爆破操作相关联的特定无线起爆设备的操作和/或点火的一部分，爆破支持交通工具与无线起爆设备进行通信。

关于在信号源和信号接收器或检测器之间的信号通信，术语“透地”、“TTE”和“地下”包括或指代信号在位于信号源和信号接收器或检测器之间的一组物理介质中、穿过该一组物理介质和/或跨该一组物理介质的通信，例如其中信号源和信号检测器中的至少一个至少部分地被该一组物理介质阻挡、叠加、覆盖、包围、掩埋、封闭或包封。该一组物理介质可以包括岩石、破碎岩石、石头、瓦砾、碎片、砾石、水泥、混凝土、炮泥材料、土壤、泥土、沙子、粘土、泥浆、沉积物、雪、冰、一个或更多个碳氢化合物燃料储层、现场基础设施、建筑/施工材料和/或其他介质或材料中的一种或更多种。在各种实施例中，TTE或地下通信包括基于磁感应(MI)的通信或是基于磁感应(MI)的通信。

关于本文中使用的MI相关的通信术语，术语“基于磁感应的通信”、“基于MI的通信”和“MI通信”指的是根据调制方案或协议生成磁场，该磁场在各种实施例中包括准静态磁场，以在生成或输出调制磁场的MI信号源和例如通过检测和解码调制的磁场来接收或检测这些信号的MI信号接收器之间无线传送信号。在多个实施例中，MI信号源包括导电线圈或环形天线，并且MI信号接收器包括磁力计。基于MI的通信可以包括或可以是：(a)近场信号通信，其中MI信号接收器位于由MI信号源生成的磁场的近场区域或区内，其中磁场强度根据远离MI信号源的距离按照距离的立方的反比关系衰减，并且MI信号源检测由MI信号源生成的近场磁通量的变化，而不是检测由MI信号源生成的远场或辐射传播的电磁波(例如无线电波)；和/或(b)过渡区域或区信号通信，其中MI信号接收器位于由MI信号源生成的磁场的近场区域或区之外，但是位于距离MI信号源大约二分之一波长的范围内，并且更常见或特别地位于距离MI信号源大约10个集肤深度(例如，小于10个集肤深度)、大约6-8个集肤深度(例如，小于8个集肤深度)、大约3-5个集肤深度(例如，少于5个集肤深度)或者大约2-4个集肤深度(例如，少于4个集肤深度)之内，其中近场距离的立方的反比磁场强度衰减关系被修改(例如，作为在近场和远场磁通量之间的相互作用的结果，和/或通过在其中发生信号通信或通过其发生信号通信的物理介质感应的次级场)。相关领域的普通技术人员(例如与TTE通信相关的人员)将理解集肤深度的含义或定义。可以注意到，对于交流(AC)信号，集肤深度是电气工程领域普通技术人员理解的关于例如在电线中的电流拥塞的相同物理性质。相关领域的普通技术人员将进一步理解，在导电介质中，MI信号波长约为2*π*δ，其中δ是集肤深度，且因此二分之一波长约为3.1集肤深度。典型的接地介质或材料(例如，在地面中或地面下的介质或材料)在这个意义上可以被分类为导电的。

鉴于上述情况，过渡区因此存在于由MI信号源生成的磁场的近场区和远场区之间；因此，本领域普通技术人员将认识到，在过渡区通信中，即使MI信号接收器位于由MI信号源生成的磁场的近场区域之外或外部，MI信号接收器也不位于由MI信号源生成的磁场的远场区域或区内。此外，鉴于前述内容，关于由MI信号源生成信号和由MI信号接收器检测这种信号，根据本公开的各种实施例的基于MI的通信可以涉及、包括或可以是(i)近场信号通信和/或(ii)过渡区信号通信，这取决于实施例细节、所考虑的商业爆破操作和/或所考虑的商业爆破环境。

MI信号源也可以称为MI信号发射器；然而，相关领域的普通技术人员将理解，根据本公开的各种实施例，通过例如在如上所述的近场区或过渡区中的磁场变化的生成和检测，发生或主要发生在MI发射器和MI信号接收器之间的通信。术语“磁感应通信信号”、“MI通信信号”和“MI信号”指的是通过调制方案或协议基于磁场(例如由磁信号源生成的准静态磁场)编码的信号。

术语“爆炸成分”指的是能够伴随其自身内部化学能的释放而起爆并产生爆炸的化学成分。适当类型和/或在适当物理条件下的爆炸成分可以进一步发生爆轰。术语“爆炸材料”和“爆炸物质”指的是承载或包括爆炸成分的材料或物质。

术语“起爆”指的是在承载爆炸成分的材料或物质中燃烧的触发或起爆、爆燃、爆燃至爆轰过渡(DDT)或爆轰，并伴随形成不同的化学物质，或导致燃烧的化学反应的起爆并伴随在材料或物质中形成不同的化学物质。术语“爆炸起爆”指的是引发爆炸或爆轰的起爆，其发生对应于或根据快速能量释放、体积增加、温度升高和气体产生或释放中的至少一些以及至少亚音速冲击波的生成来定义。术语“爆轰”指的是以相关领域普通技术人员理解的方式在爆炸材料或物质中生成超音速爆轰波或激阵阵面。

术语“商业爆破操作”包括作为采矿、采石(quarrying)、土木建筑/拆除、地震探查(seismic exploration)和/或其他非军事爆破操作的一部分，通过起爆设备对设置在物理介质(例如地质构造)中的爆炸材料或物质的起爆和/或爆轰。这种起爆和/或爆轰爆炸性地爆破例如裂缝和/或隆起，或在其中发生商业爆破操作的物理介质。以相关领域普通技术人员容易理解的方式，这种起爆和/或爆轰可以被称为爆破。其中发生商业爆破操作的物理介质位于商业爆破环境中，诸如位于采矿环境，例如露天开采或地下采矿。

术语“起爆设备”和“爆炸起爆设备”是指作为商业爆破操作的一部分，被配置用于起爆和/或爆轰爆炸材料、物质或成分的设备。在各种实施例中，起爆设备被配置为位于在进行商业爆破操作的物理介质中形成或钻出的钻孔或爆破孔内，其中钻孔可以被分类或定义为不包含或不旨在包含爆炸材料的典型长形孔，或者其不包含或不旨在包含爆炸材料和被配置用于其起爆和/或爆轰的一组起爆设备；并且爆破孔可以被分类或定义为确实包含或旨在包含爆炸材料的典型长形孔，或者其包含或旨在包含爆炸材料和被配置用于其起爆和/或爆轰的一组起爆设备。爆炸起爆设备可以包括或可以是引物(primer)，例如，以相关领域普通技术人员容易理解的方式的引爆助推器(primed booster)。

术语“无线爆破相关设备”指的是被配置用于部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或其中的设备，该物理介质的一部分例如是受限空间，诸如形成在物理介质中的钻孔或爆破孔。无线爆破相关设备不需要或不利用将该设备链接到非本地或远程控制系统或装置的线缆来进行信号、命令和数据在无线爆破相关设备和非本地或远程控制系统或装置之间的输送。根据本公开的各种实施例的无线爆破相关设备可以被配置用于双向或2路的基于MI的通信。无线爆破相关设备包括以下中的至少一些：无线起爆设备、无线MI信号勘测设备和无线爆破监测/跟踪设备。

术语“无线起爆设备”或“无线爆炸起爆设备”指的是被配置用于部署在旨在作为商业爆破操作的一部分被爆破的物理介质的一部分附近或其中的设备，物理介质的一部分例如是物理介质内的受限空间，诸如爆破孔，该设备被配置用于作为商业爆破操作的一部分来起爆和/或爆轰爆炸材料、物质或成分，并且其不需要或不利用将无线起爆设备链接到远离无线起爆设备放置的外部控制装置或控制器的线缆来进行信号、数据和命令在外部控制装置或控制器和无线起爆设备之间的输送，而是利用基于MI的通信来进行这种信号、数据和命令输送。在一些实施例中，无线起爆设备可以包括一种或更多种类型的传感器，该一种或更多种类型的传感器检测、监测、估计或测量与它们部署在其中的物理介质相关联的特定物理参数。

术语“MI信号勘测设备”指的是被配置用于部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的部分附近或其内的设备，物理的部分例如是物理介质内的诸如钻孔或爆破孔的受限空间，并且该设备包括磁力计(本文中称为“勘测磁力计”)，该磁力计被配置用于在一个或更多个MI信号频率下测量或监测该物理介质的部分附近或其内的下行链路和/或上行链路的基于MI的通信信号强度。

术语“无线爆破监测设备”、“无线爆破跟踪设备”和“无线爆破监测/跟踪设备”指的是被配置用于部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或其中的设备，物理介质的一部分例如是物理介质内的诸如钻孔或爆破孔的受限空间，并且该设备被配置用于生成或促进定位或位置信号的生成，该定位或位置信号对应于、指示或识别商业爆破操作之前和/或之后的设备的物理定位或位置。在一些实施例中，无线爆破监测/跟踪设备可以包括一种或更多种类型的传感器，该一种或更多种类型的传感器检测、监测、估计或测量与它们部署在其中的物理介质相关联的特定物理参数。

如在下文中进一步详细描述的，在实施例中，(爆炸)起爆设备、无线爆破相关设备、无线(爆炸)起爆设备、MI信号勘测设备和无线爆炸监测/跟踪设备各自包括外壳、壳体、机箱、框架和/或支撑结构，其机械地容纳、承载、保护和/或支撑设备的至少压敏和水敏元件，包括设备中基于设备的电子元件。

术语“爆破支持交通工具”包括或作为具有原动机、马达、引擎和/或动力源的机械化或机器人平台或结构，其被配置用于移动，使得其可以作为支持或促进商业爆破操作的一部分被选择性地/可选择地部署、定位、定向、引导、操纵、导航或驱动到多个物理位置，并且其被配置为与无线爆破相关设备进行基于MI的通信，该无线爆破相关设备可部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的介质的部分内。爆破支持交通工具通常包括控制单元，并且在多种实施例中是自动化的(例如，由交通工具外部人员远程控制、驾驶或导航)或自主的(例如，完全自主的，在没有人工监督的情况下做出决定或执行编程的动作)，但是在一些实施例中，爆破支持交通工具可以是人工操作的(例如，由交通工具上的人员驾驶)。特定的爆破支持交通工具可以被配置用于与无线起爆设备、MI信号勘测设备和/或爆破监测/跟踪设备进行基于MI的通信。

术语“辅助爆破支持设备”指的是辅助由爆破支持交通工具可执行或执行的与商业爆破操作相关联的功能的装备、装置或设备。辅助爆破支持装备可以由爆破支持交通工具或单独的辅助爆破支持交通工具承载，或者可以以独立方式被部署。术语“辅助爆破支持交通工具”指的是具有原动机、马达、引擎和/或动力源的机械化或机器人平台或结构，其被配置用于移动，使得其可以选择性地/可选择地部署、定位、定向、引导、操纵、导航或驱动到与商业爆破操作相关联的多个物理位置，并且其承载一种或更多种类型的辅助爆破支持设备，但是其可以不被配置用于与部署在旨在进行爆破的物理介质中的无线爆破相关设备直接通信。辅助爆破支持交通工具通常包括控制单元，并且在多种实施例中是自动化的(例如，由交通工具外部人员远程控制、驾驶或导航，其中控制单元是远程控制单元)或自主的(例如，完全自主的，在没有人员监督的情况下做出决定或执行编程的动作，其中控制单元是自主控制单元)，但是在一些实施例中爆破支持交通工具可以是人工操作的(例如，由交通工具内部人员驾驶)。

术语“MI噪声监测单元”或“背景MI噪声监测单元”指的是具有磁力计(也称为“背景噪声磁力计”或“噪声监测磁力计”)的辅助爆破支持设备，该磁力计被配置用于检测、测量或监测与商业爆破环境中的一个或更多个频带相对应的磁场背景噪声，并且其还可以被配置用于将测量的磁场背景噪声信号和/或与其相对应或相关的一组参数传送到其他设备、装置或系统，诸如爆破支持交通工具。

综述

根据本公开的实施例针对商业爆破系统、子系统、装置、设备、技术、过程和/或程序，其提供配备有基于MI的通信单元的爆破支持交通工具，并且爆破支持交通工具被配置用于通过与无线爆破相关设备的基于MI的通信来选择性地支持/促进/控制/启用/禁用/监测商业爆破操作，该无线爆破相关设备也承载基于MI的通信单元，并且沿着物理介质(例如岩层)的部分或在物理介质的部分内可部署或被部署，该物理介质可以是、将要是或旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破。

根据实施例细节、考虑中的商业爆破操作的类型和/或考虑中的商业爆破环境的类型，根据本公开的实施例的爆破支持交通工具可以被配置用于一种或更多种类型的行进，包括空中和/或陆基行进。在多个实施例中，爆破支持交通工具缺少人类乘员或乘客；然而，在一些实施例中，一种或更多种类型的爆破支持交通工具可以承载人类乘员或乘客。根据实施例细节，爆破支持交通工具可以是人工操作的(例如，由交通工具上的人员驾驶)、自动的(例如，由交通工具外部人员远程控制、驾驶或导航)或自主的(例如，完全自主的，在没有人员监督的情况下做出决定或执行编程的动作)。

无线爆破相关设备包括例如可定位或被定位在钻孔和/或爆破孔中的无线起爆设备，其中作为与商业爆破操作相关联的特定无线起爆设备的操作和/或点火进行启用/禁用、编码、查询、(重新)编程、(重新)同步和/或控制的一部分，爆破支持交通工具可以与无线起爆设备进行通信。无线爆破相关设备可以另外包括MI信号勘测设备、无线爆破监测/跟踪设备和/或其他设备。

根据本公开的多个实施例被配置用于在爆破支持交通工具和无线爆破相关设备之间的双向的基于MI的通信，包括在爆破支持交通工具和无线起爆设备之间的双向的基于MI的通信。在这样的实施例中，在爆破支持交通工具和无线爆破相关设备(例如，其至少部分地被将要或旨在被爆破的物理介质或外部环境包围或部署或嵌入其中)之间的MI信号通信可以被称为下行链路MI通信；以及，在无线爆破相关设备(例如，其至少部分地被将要或旨在被爆破的物理介质或外部环境包围或部署或嵌入其中)和爆破支持交通工具之间的MI信号通信可以被称为上行链路MI通信。因此，在多个实施例中，爆破支持交通工具被配置用于生成、输出或传输下行链路MI通信信号，一个或更多个无线爆破相关设备可以接收、解码和处理下行链路MI通信信号；并且无线爆破相关设备被配置用于生成、输出或传输上行链路MI通信信号，一个或更多个爆破支持交通工具可以接收、解码和处理上行链路MI通信信号。尽管有上述内容，但是在某些实施例中，至少一些无线爆破相关设备(诸如特定的无线起爆设备)可以仅被配置用于单向或1路的基于MI的通信，其中这种无线起爆设备可以接收、解码和处理下行链路MI通信信号，但是不能被启用、可配置或被配置用于或能够生成、输出或传输上行链路MI通信信号。

在一些基于无线MI通信的商业爆破操作中，诸如在某些地下/深层地下采矿操作中，可能需要在显著、非常显著或长的TTE距离(例如：大于大约100米的距离；几米或几百米的距离，例如大约200-900米；或者一千米或更远的距离)上进行可靠的地下(例如，相对于地球表面，或地球内部的室的参考表面)和/或透地(TTE)MI信号检测。本领域普通技术人员将认识到，借助于适当的MI信号频率，诸如落入国际电信联盟(ITU)定义的超低频(ULF)频带或甚低频(VLF)频带内的频率，可以促进这种距离上的可靠的基于TTE MI的通信。另外，因为磁场的强度或大小根据远离MI信号源的距离按照近场区中的距离的立方的反比关系而衰减，所以相关领域的普通技术人员将认识到，在显著、非常显著或长距离上的可靠的基于TTE MI的通信可以涉及大的或非常大的MI信号源，诸如空间范围或平均直径大于一米或几米/若干米到几十米或更多的线圈或环形天线；和/或以相对高、高或非常高的功率电平驱动的MI信号源。

可以注意到，无线爆破相关设备通常具有形状/几何形状和尺寸约束，这些约束限制了其电源的形状/几何形状、尺寸和电荷存储容量，以及其基于设备的MI信号源和基于设备的MI信号接收器中的至少一个的形状/几何形状和尺寸。这种形状/几何形状、尺寸约束和电荷存储容量约束通常由无线爆破相关设备可部署或通常被部署在一种或更多种类型的物理介质中的方式来施加或规定。例如，被配置用于在钻孔或爆破孔中部署的无线爆破相关设备具有受钻孔直径限制的垂直横截面积或最大直径；以及无线爆破相关设备具有可以由以下方式限制的长度：(a)在其中无线爆破设备被装载到钻孔中以可靠地实现预期爆破结果的方式(例如，岩石破碎和/或隆起的目标程度)以及可能的(b)其他钻孔内容物的存在，诸如为了可靠地实现预期爆破结果而应该存在于钻孔中的爆炸介质的数量或体积。

综述概要

本文公开的是，对于多种类型的商业爆破操作，相对于上述的显著的、非常显著的或长的距离，在更短或明显更短的距离上通常可以需要可靠的地下和/或TTE信号MI信号检测。例如，在一些地下采矿爆破操作中，以及多种露天采矿或土木建筑/拆除爆破操作中，可靠的MI信号检测可能需要在小于大约100米的距离上进行；或者小于大约80米的距离；或者小于60米的距离，例如大约0.10-60、0.25-50、0.50-40或1-30米之间的距离。关于这种较短距离的基于MI的通信，本文中公开了：(i)鉴于对无线爆破相关设备施加的上述形状/几何形状和尺寸约束，在爆破支持交通工具和无线爆破相关设备之间的可靠或总体可靠的2路的基于MI的通信是可行的；和(ii)与上述显著、非常显著或长距离上的可靠或总体可靠的基于MI的通信相比，通信频率约束或要求至少可以稍微放宽。更具体地说，本文公开了在如此短的距离上的可靠或总体可靠的2路的基于MI的通信可以通过MI通信频率来实现，该MI通信频率可以至少扩展到低频(LF)ITU频带，例如包括在大约10kHz-300kHz之间、或者在大约20-200kHz之间、或者在大约35kHz-130kHz之间、或者在大约50-100kHz之间的频率。如上所述，这种短距离的基于MI的通信可以涉及、包括和/或作为关于由所考虑的MI信号源生成的磁场的近场和/或中间区信号通信。

鉴于上述形状/几何形状和尺寸约束，被配置用于接收由爆破支持交通工具生成的下行链路MI通信信号并生成由爆破支持交通工具可检测的上行链路MI通信信号的无线爆破相关设备通常承载比爆破支持交通工具承载的电源、MI信号源以及可能的MI信号接收器更小或显著更小的电源、MI信号源和MI信号接收器。此外，与前述相关联，由无线爆破相关设备生成的上行链路MI通信信号的峰值、平均值或均方根幅度可以小于由爆破支持交通工具生成的下行链路MI通信信号的峰值、平均值或均方根幅度。在根据本公开的多个实施例中，对应于给定商业爆破操作的特定基于MI的通信参数(诸如但不限于一个或更多个通信频率)可以与商业爆破操作的规划、准备和/或配置相关联地(包括在执行商业爆破操作之前不久或之前立即)被管理、确定、选择、调整、定制、调谐、验证和/或优化，如下面进一步详细描述的。另外，在多个实施例中，爆破支持交通工具对由无线爆破相关设备生成的上行链路MI通信信号的可靠检测和解码可以通过MI噪声管理、降低和/或补偿技术来辅助，这也将在下面详细描述。

特定非限制性代表性商业爆破系统的各方面

图1A-1L以及相关联的图2A-2B示出了根据本公开的多个非限制性代表性实施例的商业爆破系统10的特定方面。如图1A-1L所示，系统10提供了一种或更多种类型的爆破支持交通工具100，该爆破支持交通工具被配置用于与无线起爆设备1000进行基于MI的通信，该无线起爆设备1000与一组商业爆破操作相关联地可部署或被部署。一般而言，爆破支持交通工具100通常包括承载电源或能量源的框架或主体、移动元件、控制单元、基于交通工具的基于MI的通信单元以及不针对基于MI的通信或对基于MI的通信不必要的附加电子元件，如下面进一步详细描述；并且无线起爆设备1000通常包括承载电源、控制单元、基于设备的基于MI的通信单元、起爆元件(例如雷管)和主炸药包的外壳或壳体，这也将在下面详细描述。根据实施例的细节，爆破支持交通工具100可以包括或可以是：空中自动和/或自主交通工具100a，诸如遥控飞机(RPA)和/或自主空中无人机，诸如图1A-1F和图1I-1K所示；和/或陆基自动和/或自主交通工具100b，诸如遥控陆地漫游车(RPTR)和/或自主陆基无人机，诸如图1G-1H和图1L所示。

这种系统10可以被配置/部署用于执行商业爆破操作，包括地下开采、露天开采或采石操作，例如，这可以发生在矿台阶2处。结合各种类型的商业爆破操作，钻孔和/或爆破孔50被钻入并穿过地质构造的部分，例如，对应于台阶2或在台阶2内。例如，钻孔和/或爆破孔50的一个或更多个阵列被钻成延伸到台阶2的部分中或穿过台阶2的部分，包含待开采的矿体的部分的岩层位于台阶2中。这种钻孔和/或爆破孔50通常具有大约10-80米之间(例如，大约20-60米之间)的长度或深度。

如上所述，钻孔50可以被分类或定义为在地质构造的一部分中形成或钻出的孔，其不包含或不旨在包含爆炸材料，或者其不包含或不旨在包含爆炸材料以及被配置用于其起爆和/或爆轰的一组起爆设备；并且爆破孔50可以被分类或定义为在地质构造的一部分中形成或钻出的孔，该孔包含或旨在包含爆炸材料，或者其包含或旨在包含爆炸材料和被配置用于其起爆和/或爆轰的一组起爆设备。因此，一旦钻孔50已经装载有爆炸材料，或者装载有爆炸材料和被配置用于其起爆和/或爆轰的一组起爆设备，钻孔50可以被分类或定义为爆破孔50。尽管如此，为了简明起见，在下面的描述中，爆破孔50、一组爆破孔50或爆破孔50的阵列可以分别称为钻孔50、一组钻孔50或钻孔50的阵列。

无线起爆设备1000可以被配置用于部署在钻孔50内。例如，每个无线起爆设备1000可以被配置用于钻孔内部署，使得无线起爆设备1000的纵向轴、纵轴或中心轴1001旨在至少与它部署在其中的钻孔50的纵向轴、纵轴或中心轴51几乎重合或平行地对准。根据实施例的细节和/或所考虑的一组商业爆破操作的性质，单个或多个无线起爆设备1000可以被定位于给定钻孔50中。作为非限制性代表性示例，关于特定的钻孔阵列，沿着钻孔阵列中的给定钻孔50的长度或深度的多个无线起爆设备1000中的每一个可以定位在钻孔50的特定爆破层面52a-b内，其中每个爆破层面52a-b包含爆炸材料或物质54(例如，硝酸铵(AN)基炸药，诸如AN基乳胶炸药)，并且通常由炮泥材料56分开。为了简单起见，图1B-1J显示了两个爆破层面52a、52b；然而，相关领域的普通技术人员将认识到，钻孔阵列可以包含两个以上的爆破层面52a、52b。

不同的爆破层面52a-b可以在不同时间爆炸起爆。例如，在当前暴露的、最外面的或上部爆破层面52a内和横跨当前暴露的、最外面的或上部爆破层面52a的无线起爆设备1000可以被配置用于起爆，或者可以被起爆，以爆破当前暴露的、最外面的或上部爆破层面52a，而在一个或更多个未暴露的、内部的、更深的或下部爆破层面52b内和横跨一个或更多个未暴露的、内部的、更深的或下部爆破层面52b的无线起爆设备1000可以被休眠。在最近的爆破层面52a爆破后，破碎的岩石被清除后，随后暴露的、最外面的或上部爆破层面52b可以以具有相关领域普通技术的人员容易理解的方式被爆破，等等。每个无线起爆设备1000可以例如与其制造相关联地或在制造之后具有、被分配或被编程有存储在起爆设备的存储器中的唯一标识符(ID)。附加地或替代地，特定组的无线起爆设备1000可以例如在部署在一组钻孔50中之前、与之相关联地或之后具有、被分配或被编程有存储在存储器中的唯一组ID(GID)，。例如，对于其中具有多个爆破层面52a、52b的钻孔阵列，给定爆破层面52a中的无线起爆设备1000可以相对于其他爆破层面52b中的无线起爆设备1000用唯一GID编程，以便于给定爆破层面52a中的无线起爆设备1000相对于其他爆破层面52b中的无线起爆设备1000的选择性/可选择的或顺序的激活和点火。

如下面进一步详细描述的，每个爆破支持交通工具100包括被配置用于地下和/或基于TTE MI的通信的MI通信单元，其也可以被称为基于MI的TTE通信单元，具有包括一组线圈天线320的基于交通工具的MI信号源和包括一组基于交通工具的磁力计的基于交通工具的MI信号接收器；并且类似地，每个无线起爆设备1000包括被配置用于地下和/或基于TTEMI的通信的MI通信单元，该MI通信单元可以相应地被称为基于MI的TTE通信单元，具有包括一组线圈天线的基于设备的MI信号源，以及包括一组基于设备的磁力计的基于设备的MI信号接收器，使得爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间可以发生基于MI的通信。在多个实施例中，爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间基于MI的通信是双向的。因此，爆破支持交通工具100的MI通信单元也可以被称为基于MI的通信收发器；并且无线起爆设备1000的MI通信单元可以相应地被称为基于MI的通信收发器。爆破支持交通工具100的MI通信单元和无线起爆设备1000的MI通信单元相对于彼此被配置用于支持或实现爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间的可靠或总体可靠的基于MI的通信(诸如双向基于MI的通信)的特定方式可以取决于实施例细节、爆破支持交通工具的MI通信单元相对于无线起爆设备的MI通信单元的取向、所考虑的商业爆破操作的类型和/或商业爆破操作发生的环境。

如图1B-1J所示，爆破支持交通工具100可以被定位成使得其MI源320位于一组无线起爆设备1000所在的一个或更多个钻孔50的轴环或上部/顶部/先前或当前暴露的开口之上或附近，使得在爆破支持交通工具100和在爆破支持交通工具的MI信号源320的MI通信范围内的该一组无线起爆设备1000内的特定无线起爆设备1000之间可以发生双向基于MI的通信。特定的一组无线起爆设备1000落入爆破支持交通工具100的可靠双向MI通信范围内的可能性可以取决于多个因素，包括爆破支持交通工具的MI信号源的配置和取向以及由此生成的相对于每个无线起爆设备的磁力计的磁场分布；每个无线起爆设备的MI信号源的配置和取向以及由此生成的相对于爆破支持交通工具的磁力计的磁场分布；感应和/或环境磁场噪声的大小，例如磁场噪声具有与用于在爆破支持交通工具100和该一组无线起爆设备1000之间基于MI的通信的MI信号频率相对应或重叠的MI信号频率或其谐波；和/或驻留在钻孔中的无线起爆设备1000所驻留的物理介质的磁性性质。

爆破支持交通工具100是可重复使用的，因为随着时间的推移，它们可以用于多个或许多商业爆破操作。相反，在它们爆炸起爆之后，无线起爆设备1000在商业爆破操作期间被破坏，并且因此它们是一次性或单次使用的设备。因为它们是单次使用的设备，并且还因为前述的形状/几何形状和尺寸约束，无线起爆设备1000的基于MI的通信单元通常承载比爆破支持交通工具100的基于MI的通信单元更小、更简单和成本更低的部件。另外，鉴于电荷存储容量约束，由无线起爆设备1000承载的MI信号源通常输出比由爆破支持交通工具100承载的MI信号源320输出的MI通信信号更弱或明显更弱的MI通信信号。在多个实施例中，爆破支持交通工具100的基于MI的通信单元利用相比于无线起爆设备的基于MI的通信单元中的部件附加的、更高供电的、更复杂、更有能力/可调节/可适应、更大和/或更昂贵的部件来辅助可靠的基于MI的通信，包括对由无线起爆设备1000生成的较弱MI通信信号的可靠检测和解码。

例如，在一些实施例中，爆破支持交通工具100包括3轴磁力计，该3轴磁力计被配置用于检测在3个相互正交的轴上的磁通量，而每个无线起爆设备1000承载单轴磁力计，例如，该单轴磁力计被对准用于检测平行于无线起爆设备1000的纵向轴、纵轴或中心轴1001或者垂直于无线起爆设备1000的纵向轴、纵轴或中心轴1001的磁通量，这取决于爆破支持交通工具MI源320是被配置用于生成具有大致平行还是垂直于其所在的钻孔50的纵向轴、纵轴或中心轴51对准的最大磁场强度的磁场分布。然而，在其他实施例中，爆破支持交通工具100承载单轴磁力计，当爆破支持交通工具100在无线起爆设备1000所驻留的钻孔50的轴环或开口上方、附近或周围时，该单轴磁力计旨在或预期相对于由给定钻孔50中的无线起爆设备1000的MI信号源生成的磁通量协同对准或大体协同对准，例如相对于对应于由每个无线起爆设备的MI信号源产生的磁场分布的预期磁通量最大值协同对准，从而增强或最大化MI信号源-磁力计磁通量耦合。这种协同对准可以例如通过具有中心轴的MI信号源来促进或发生，该中心轴近似平行于或重合于钻孔50的纵向轴、纵轴或中心轴；或者具有近似垂直于钻孔50的纵向轴、纵轴或中心轴的中心轴的MI信号源。

在某些实施例中，爆破支持交通工具100可以停放成使得其基于交通工具的MI信号接收器和MI信号源320直接位于特定钻孔50的轴环或开口上方/之上(例如，其上部/顶部/先前或当前暴露的开口)，或者位于一组钻孔50的轴环或开口之间(例如，大约在2个钻孔50的轴环或开口中间；或者在4个钻孔50的轴环之间大致等距；或者在9个钻孔的矩形或正方形阵列内的中心钻孔50上方)。爆破支持交通工具100可以暂时转换到静止状态，在静止状态下，其移动元件以及关于与钻孔50中的无线起爆设备1000的基于MI的通信非必须的电子电路断电(off)或处于低/极低功率待机状态，以便最小化感应的磁场噪声，从而也有助于在爆破支持交通工具100和停放的爆破支持交通工具的MI信号源320的通信范围内的钻孔内无线起爆设备1000之间的可靠的基于MI的通信。对于空中爆破支持交通工具100a，这包括使空中爆破支持交通工具100a着陆，使得其MI信号源320相对于所考虑的钻孔环或开口被适当定位；以及，对于陆基爆破支持交通工具100b，这包括停放陆基爆破支持交通工具100b，使得其MI信号源320相应地被定位。

在多个实施例中，爆破支持交通工具100可以测量和补偿对应于或落在一个或更多个频带内的磁场噪声，从而进一步增强与无线起爆设备1000的MI通信可靠性。更具体地，爆破支持交通工具的一组磁力计可以被配置用于测量一个或更多个频带中的磁场噪声，该磁场噪声可以对应于背景磁场噪声加上由爆破支持交通工具的移动元件和电子元件本身生成的感应的磁场噪声的组合或者与之相关。根据实施例细节，用于测量磁场噪声的磁力计可以与用于与无线起爆设备1000进行基于MI的通信的磁力计相同或不同。例如，用于与无线起爆设备1000进行基于MI的通信的同一组磁力计可以在爆破支持交通工具100不参与与无线起爆设备1000的基于MI的通信时测量磁场噪声。当参与与无线起爆设备1000的基于MI的通信时，爆破支持交通工具的控制单元可以从由一组磁力计检测的MI信号中补偿(例如，减去)先前或最近测量的磁场噪声信号。可选地，第一组磁力计可以用于与无线起爆设备100的基于MI的通信；并且不同的第二组磁力计可以用于测量磁场噪声。爆破支持交通工具的控制单元可以以类似于上述的方式，从第一组磁力计检测到的MI通信信号中补偿(例如，减去)由第二组磁力计检测到的测量的磁场噪声信号。

如图1B所示，系统10可以另外包括一个或更多个背景噪声测量单元400，该背景噪声测量单元400与爆破支持交通工具100分离，并且被配置用于测量或监测商业爆破环境中的背景磁场噪声。给定的背景噪声测量单元400包括电源、控制单元、一组噪声检测磁力计和通信单元，根据实施例细节，通信单元可以包括或可以是空中(TTA)无线通信单元和/或基于MI的通信单元。背景噪声测量单元400可以由背景噪声测量交通工具500承载，背景噪声测量交通工具500可以被定义为辅助爆破支持交通工具的类型；或者它可以由框架或外壳支撑或安装在框架或外壳上，该框架或外壳在预定位置保持静止，该预定位置靠近或位于待爆破的物理介质的一部分内，例如在台阶2上，不需要人工干预来将其放置在其他地方。背景噪声测量单元400可以被配置用于将测量的背景磁场噪声信号或与其对应的信号参数传送到爆破支持交通工具100，爆破支持交通工具100的控制单元可以被配置用于从由爆破支持交通工具的一组磁力计检测的MI通信信号中补偿(例如，减去)测量的或估计的背景磁场噪声信号，以用于帮助在爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间进行可靠的基于MI的通信的目的。

可以注意到，当与爆破支持交通工具100进行基于MI的通信时，通过测量下行链路MI通信信号强度，背景噪声测量单元400可以另外被配置为MI信号勘测设备。因此，背景噪声测量交通工具的背景噪声测量单元400可以被配置为当与爆破支持交通工具100通信时测量下行链路MI通信信号强度，使得背景噪声测量交通工具500也可以用作相对于各种位置或定位(例如，台阶2上或横跨台阶2的多个位置)的(在交通工具中)一种类型的MI信号勘测单元。基于交通工具的MI通信信号勘测单元可以将与不同钻孔50(通过全局坐标系中的坐标表示，例如全球导航卫星系统(GNSS)坐标)的位置相关联的多个测量的MI信号强度或与其对应的参数传送到一个或更多个爆破支持交通工具100和/或数据库，例如与爆破建模/规划系统2500相关联或耦合的远程数据库3000，用于随后的访问、检索以及在爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间的双向基于MI的通信期间与所考虑的商业爆破操作相关联的可能使用。

本领域普通技术人员将理解，一个或更多个钻孔50可能不是完全垂直的。相反，如图1C所示，形成或钻出给定钻孔，使得钻孔50的纵向轴、纵轴或中心轴51相对于对应于钻孔50所在的台阶2的外表面的平面形成小的或总体小的非垂直角度(例如，高达大约5-7度)。此外，也如图1C所示，这些个体将理解，特定的无线起爆设备1000当被部署或装载到特定的钻孔50中时，可以定位成使得无线起爆设备1000的纵向轴、纵轴或中心轴1001相对于钻孔50的纵向轴、纵轴或中心轴51形成非垂直角度(例如，高达大约15-30度)。钻孔50相对于台阶2的外表面的这种角度或轴向(未)对准和/或设置在钻孔50内的无线起爆设备1000的角度或轴向(未)对准会不利地影响爆破支持交通工具100和部署在钻孔50内的无线起爆设备1000之间基于MI的通信的可靠性或一致性。

在一些实施例中，例如以图1C所示或类似的方式，爆破支持交通工具100可以承载一个或更多个MI通信取向调节单元，通过该MI通信取向调节单元，爆破支持交通工具的MI信号源320和/或一组磁力计的空间取向可以在1、2或3个相互正交的角度方向上调节，以增强或最大化在爆破支持交通工具100和设置在每个钻孔50中的无线爆破相关设备(例如，起爆设备1000)之间的MI通信信号强度。这种MI通信取向调节单元可以包括或可以是：例如万向节或多个单独可致动臂(例如，3个单独可延伸/可缩回臂)，其被配置用于改变或修改爆破支持交通工具的MI信号源320和/或磁力计的空间取向；或者被配置用于修改爆破支持交通工具的MI信号源320的空间取向的第一万向节或第一多个单独可致动臂，以及被配置用于改变爆破支持交通工具的磁力计的空间取向的不同的第二万向节或第二多个单独可致动臂。虽然图1C示出了用于空中爆破支持交通工具100a的MI通信信号角度的调节，但是相似或类似的考虑适用于陆基爆破支持交通工具100b，其方式是相关领域的普通技术人员容易理解的。

在无线起爆设备1000已经被部署在钻孔50的阵列中之后，一个或更多个爆破支持交通工具100可以被定位或停放在每个钻孔50上方和/或可以行进经过每个钻孔50，并且可以在不同的MI信号取向角度处建立或尝试建立与无线起爆设备1000的双向基于MI的通信，以便针对每个无线起爆设备1000和/或针对给定钻孔50中的无线起爆设备1000和/或针对在一组钻孔50中的多个无线起爆设备1000，确定增强或最大化爆破支持交通工具100和所考虑的无线起爆设备1000之间的MI信号强度和基于MI的通信可靠性的MI信号取向角。对应于单独的无线起爆设备1000、多组无线起爆设备1000、单独的钻孔50和/或特定多组钻孔50的MI信号取向角可以被传送并存储在数据库中，例如存储在与爆破建模/规划系统2500相关联或耦合的远程数据库3000中，用于随后的访问、检索以及在与所考虑的商业爆破操作相关联的爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间的双向基于MI的通信期间的可能使用。

爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间的可靠的MI信号通信也可以通过适当的MI通信信号频带或频率调谐(例如，至少由爆破支持交通工具100进行的并且还可能由无线起爆设备1000进行的MI信号频带或频率调谐)来辅助。鉴于磁场噪声和/或因为其中部署了无线起爆设备1000的一个或更多个介质的物理成分可能不利地影响一个或更多个MI信号频率处的MI信号强度，MI通信信号频带或频率调谐可能是有益的或必需的。在多个实施例中，假设在峰值谐振时汲取的电流是或预期是最高的，则自调谐可以通过电流感测电路来发生，该电流感测电路被配置用于监测MI信号输出或传输电路的电流消耗。

在许多实施例中，基于MI的通信可靠性或一致性可以通过无线起爆设备1000来进一步增强，无线起爆设备1000被配置用于在彼此之间或当中建立一个或更多个自组织基于MI的通信网络。例如，如图1D所示，部署在钻孔50的阵列中的多个无线起爆设备1000中的至少一些或每个可以包括基于MI的通信单元和相关联的控制单元，通过这些通信单元和相关联的控制单元，给定的无线起爆设备1000可以与部署在钻孔50的阵列内和/或经过钻孔50的阵列的一个或更多个附近的、最近邻的和/或相邻的无线起爆设备一起建立基于MI的通信(例如，基于MI的交互通信)，从而形成包括多个无线起爆设备1000的自组织基于MI的通信网络，并且该网络还可以包括爆破支持交通工具100，其与该多个无线起爆设备1000内的至少一个无线起爆设备1000交换MI通信信号。由爆破支持交通工具100生成的MI通信信号可以由自组织基于MI的通信网络中的一个或更多个无线起爆设备1000检测和解码，并且在这些无线起爆设备1000当中或之间输送或中继；并且由对应于自组织基于MI的通信网络的给定无线起爆设备1000生成的MI通信信号可以在钻孔50中的至少一些其他无线起爆设备1000当中或之间输送或中继，并且被传送到爆破支持交通工具100。在某些实施例中，自组织基于MI的通信网络的形成可以通过编码在由爆破支持交通工具100输出的MI通信信号中的适当命令来自动触发，该命令由多个无线起爆设备1000内的一个或更多个无线起爆设备1000接收和处理，以建立自组织基于MI的通信网络。

鉴于上述情况，在如图1B-1D和图1I-1J所示的多个实施例中，当特定空中爆破支持交通工具100a已经降落、悬停或飞越/经过一组无线起爆设备1000所在的给定钻孔50时，该一组无线起爆设备1000将处于所考虑的空中爆破支持交通工具100a的可靠的MI通信范围内。另外，在如图1E-1F所示的至少一些实施例中，当特定空中爆破支持交通工具100a已经降落、悬停或飞越、经过多个钻孔50(例如一对钻孔50)或在多个钻孔50之间飞行时，设置在多个钻孔50中的多个或一组无线起爆设备1000位于该空中爆破支持交通工具100a的可靠的MI通信范围内。类似地，如图1G所示，当特定陆基爆破支持交通工具100b停在给定钻孔50上方或在给定钻孔50上方行进/行进经过给定钻孔50时，其中该给定钻孔50中有一组无线起爆设备100，例如多个或一组无线起爆设备1000，该一组无线起爆设备1000将在所考虑的陆基爆破支持交通工具100b的可靠的MI通信范围内。另外，在如图1H所示的至少一些实施例中，当特定的陆基爆破支持交通工具100b停在或行进在多个钻孔50(例如一对钻孔50)上方、经过该多个钻孔或之间时，设置在多个钻孔50中的多个或一组无线起爆设备1000驻留在该陆基爆破支持交通工具100b的可靠的MI通信范围内。

如图1B-1D和图1G-1J所示，爆破支持交通工具100还被配置用于与远程定位的或远处的爆破控制装置/系统2000进行无线通信；和/或如图1E-1F所示，与远程定位的爆破控制装置/系统2000相关联的通信集线器、节点或热点2002的无线通信。关于控制给定爆破或爆破序列的执行，爆破控制装置/系统2000可以以相关领域普通技术人员容易理解的方式与适当授权的爆破工通信或由其操作。

在多个实施例中，在爆破支持交通工具100和爆破控制装置/系统2000之间的通信可以通过传统的通信模式、网络、基础设施和/或设备进行。在多个实施例中，这种通信包括或进行通过空中(TTA)无线通信，其涉及或基于传播电磁波的调制生成和无线接收或检测，而不是准静态磁场的调制生成和近场检测。根据实施例的细节，在爆破支持交通工具100和爆破控制装置/系统2000或相关联的通信集线器、节点或热点2002之间的TTA无线通信可以通过一个或更多个通信网络20(诸如一组WiFi网络、蜂窝通信网络和/或卫星通信网络)进行。鉴于上述情况，至少一些爆破支持交通工具100包括TTA通信单元，该TTA通信单元提供一组天线，通过该一组天线，在爆破支持交通工具100和爆破控制装置/系统2000之间可以进行TTA无线通信。在某些实施例中，爆破控制装置/系统2000通过互联网耦合到相关联的热点2002，在这种情况下，爆破控制装置/系统2000可以在所考虑的当前商业爆破操作期间位于远离或非常远离(例如，几公里、几十里、几百公里或可能几千公里)与支持交通工具100通信的无线起爆设备1000。

在一些实施例中，响应于在爆破支持交通工具100和无线起爆设备1000之间的基于MI的通信，触发或执行无线起爆设备的功能或操作，包括无线起爆设备唤醒、MI通信信号强度测试、ID验证、GID验证、(重新)编程、解除保险、同步以及起爆或点火。与无线起爆设备ID验证相关联或作为无线起爆设备ID验证的一部分，爆破支持交通工具100可以与爆破控制装置/系统2000、爆破建模/规划系统2500和/或与其相关联的远程数据库3000通信，以根据来自爆破控制装置/系统的数据来验证正确的无线起爆设备1000是否位于正确的或预期的钻孔50中或者应该位于特定钻孔50中的一个或更多个无线起爆设备1000是否无响应/功能障碍或可能缺失。

因为特定或特定多组的无线起爆设备1000的点火可能需要以相对于彼此精确协调的时间或时间间隔来执行，以便实现或最大化实现预期爆破或爆破序列结果的可能性，在一些实施例中，将作为爆破或爆破序列的一部分进行点火的无线起爆设备1000可以通过在爆破支持交通工具100和爆破或爆破序列中涉及的无线起爆设备1000之间的基于MI的通信与对应于爆破支持交通工具100或由爆破支持交通工具100承载的主时钟单元同步。关于通过一组爆破支持交通工具100在自组织网络中同步无线起爆设备1000，一个爆破支持交通工具100保持主时钟，该主时钟用作对于系统中多个其他爆破支持交通工具的绝对时间基准。该爆破支持交通工具100可以被称为主爆破支持交通工具100。在爆破支持交通工具100对无线起爆设备解除保险之前或与之相关联，当前绝对时间可以从主爆破支持交通工具100传送到自组织网络中的一个或更多个无线起爆设备1000。参考向给定无线起爆设备1000传送和解码当前绝对时间所需的时间，无线起爆设备1000可以将其本地时钟更新为更新的当前绝对时间，例如最近接收的绝对时间加上时间偏移或时间延迟。

在其他实施例中，爆破支持交通工具100不被配置用于或被排除或被阻止直接触发或执行某些无线起爆设备的功能或操作，包括无线起爆设备解除保险和点火。相反，这种无线起爆设备的功能或操作可以通过将适当的解除保险或点火信号或命令从爆破控制装置/系统2000传送到在爆破或爆破序列中将包括的无线起爆设备1000来触发或执行，而无需通过爆破支持交通工具100将点火信号或命令输送或路由到无线起爆设备1000。更具体地，如图1F和图1H所示，在一些实施例中，爆破控制装置/系统2000被配置用于控制大/高功率的MI信号源2200(也称为“广播MI信号源”或“广播信号源”)，其包括提供MI信号调制电路的电流驱动器2210以及可以由电流驱动器2210驱动的大环形天线2220。大/高功率的MI信号源2200被定位成与在爆破或爆破序列中将包括的无线起爆设备1000距离较远或远离该无线起爆设备1000，例如，距离这种无线起爆设备1000至少大约100米或大约100-500米或更远，并且被配置用于生成或输出具有足够强度以被将在爆破或爆破序列期间起爆的无线起爆设备1000接收的MI通信信号。此外，在点火信号或命令发出之前，爆破控制装置/系统2000可以输出、发出或广播同步信号，可选地包括设备ID和/或GID，该同步信号可以由将被包含在爆破或爆破序列中的无线起爆设备1000中的每一个接收和处理。这种成组的或集体的无线起爆设备同步可以通过大环形天线2220发生，即使在爆破支持交通工具100被配置或启用来触发无线起爆设备的点火的实施例中，从而帮助或增强同步精度。无线起爆设备1000的自组织网络的精确同步也可以通过从大环形天线2220到自组织网络中的无线起爆设备1000的同步信号的通信来进行辅助。

如图1I所示，系统10还可以包括一组辅助爆破支持交通工具，其形式为设置在爆破支持交通工具100和爆破控制装置/系统2000或相关联的通信集线器、节点或热点2002之间的无线通信中介或无线通信路由/中继器交通工具600。这种无线通信路由/中继器交通工具600通常被配置为TTA无线通信信号路由器/中继器，并且可以增强或最大化在爆破控制系统2000和现场爆破支持交通工具100(例如，与当前正在考虑的商业爆破操作相关联，爆破支持交通工具100被部署用于与位于矿区处(诸如在露天矿山的台阶上)的无线起爆设备1000通信)之间的可靠无线通信的可能性。TTA无线通信信号路由器/中继器600可以被定义为一种类型的辅助爆破支持交通工具。

如图1J所示，系统10还可以包括多个爆破监测/跟踪设备1600，其被配置为驻留在无线起爆设备1000驻留的特定钻孔50中，和/或位于无线起爆设备1000驻留的钻孔50附近的辅助钻孔60中。此外，也如图1J所示，在某些实施例中，爆破监测/跟踪设备1600可以耦合或附接到部署在钻孔50中的无线起爆设备1000。在其他实施例中，爆破监测/跟踪设备1600可以集成到无线起爆设备1000设备中，使得信标器和起爆设备都在外壳内。在一些实施例中，集成的爆破监测/跟踪和无线起爆设备可以利用不同的MI信号频带或频率分别来用于基于MI的位置定位和基于MI的通信，并且可以包括不同的可选择的MI信号调谐电路元件(例如，包括不同的电容器，其可以被中继切换)，其可以被选择性地激活以建立特定的操作频带或频率。

辅助钻孔60可以被钻成位于特定钻孔50之间，和/或沿着矿石-废石边界，例如在台阶2上。例如，如图1K中另外指示的，待开采的地质构造的部分(例如对应于台阶2的部分)可以在其中钻出可以被称为主钻孔50的钻孔50的阵列以及多个矿石-废石边界钻孔60。辅助钻孔60不需要与主钻孔50具有相同的长度或深度，例如，辅助钻孔60可以比主钻孔50短，但是一些辅助钻孔60可以与主钻孔50具有相同的长度或更长。主钻孔50可以例如以上述方式装载爆炸材料54和无线起爆设备1000加上炮泥材料56；并且矿石-废石边界钻孔60可以装载由炮泥材料56包围的爆破监测/跟踪设备1600。也就是说，辅助钻孔60不包括无线起爆设备1000，并且没有装载爆炸材料54。

爆破监测/跟踪设备1600通常包括被配置用于经受爆破或爆破序列的坚固或高度坚固的外壳。外壳可以承载或包含一组结构、元件或设备，这些结构、元件或设备具有可由爆破支持交通工具100检测到的已知磁性性质；和/或外壳可以承载或包含至少一些电源；控制单元；基于MI的通信单元，通过该基于MI的通信单元可以与爆破支持交通工具100进行基于MI的通信；以及可能的一组传感器，该一组传感器被配置用于例如包括当爆破监测/跟踪设备1600被部署在孔中时感测特定选择的环境条件或参数，包括温度、湿度、压力和/或冲击。每个爆破监测/跟踪设备1600可以被分配或编程有其自己的唯一ID，并且在一些实施例中，特定选择的多组爆破监测/跟踪设备1600可以被分配或编程有该组的唯一GID，例如，其中不同的GID可以指示不同的区域、区或地带，诸如特定多个组的爆破监测/跟踪设备1600所在的不同矿石-废石边界区域、区或地带。

一个或更多个爆破支持交通工具100(例如，一组空中爆破支持交通工具100a)可以扫描台阶2，并且可以诸如通过磁场定位技术来估计或确定每个爆破监测/跟踪设备1600的当前定位或位置，例如与专利合作条约(PCT)公开号WO2015143500中描述的相似、类似或基本相同的技术，该WO2015143500通过引用以其整体并入本文。因此，在执行爆破或爆破序列之前，爆破支持交通工具100可以确认主钻孔50和/或辅助钻孔60中的爆破监测/跟踪设备1600的物理位置；并且在执行爆破或爆破序列之后，爆破支持交通工具100可以扫描爆破后的破碎岩石，这些爆破后的破碎岩石已经断裂并隆起。根据实施爆破监测/跟踪设备1600的方式，一个或更多个爆破监测/跟踪设备1600可以充当具有已知磁性性质的磁信标，爆破支持交通工具100可以检测和定位该磁信标，而不需要预先建立与这种爆破监测/跟踪设备1600的基于MI的通信；和/或爆破支持交通工具100可以与至少一些爆破监测/跟踪设备1600建立基于MI的通信，并确定这种爆破监测/跟踪设备1600的爆破后物理位置。爆破监测/跟踪设备1600的爆破后位置可以指示已经实现预期爆破结果的可能性和/或爆破后矿石-废石边界(即，相对于原始或爆破前矿石-废石边界的移动/平移/移位的矿石-废石边界)或与之相关联，例如其可以用于(a)确认预期爆破或爆破序列结果是否已经发生；以及(b)帮助采掘或挖掘设备优先地或有针对性地移除相对于废石的含矿石的岩石，使得含矿石的岩石可以被有效地移除并送去处理。

可以注意到，在一些实施例中，爆破支持交通工具100对爆破监测/跟踪设备1600的定位可以在第一MI信号频率下执行，例如在VLF频带内的频率下执行；并且在爆破监测/跟踪设备1600和爆破支持交通工具100之间的通信(例如，数据通信)可以发生在第二MI信号频率，例如，在LF频带内的频率。因此，用于定位的第一MI信号频率通常低于用于通信(例如数据通信)的第二MI信号频率。作为代表性示例，在特定实施例中，爆破监测/跟踪设备定位可以发生在大约5Hz-5kHz之间的第一MI信号频率；并且爆破监测/跟踪设备数据通信可以发生在大约35Hz-35kHz之间的较高的第二MI信号频率。相关领域的普通技术人员将理解，由于介质成分/岩层或地面特征的变化，较低的MI信号频率通常经历较少的失真；并且更高的MI信号频率可以导致提高的接收到的MI信号强度以及更高的数据速率。

除了前述内容之外，在一些实施例中，一个或更多个空中爆破支持交通工具100a承载特定类型的成像装置或设备，成像装置或设备被配置用于捕获爆破前、爆破中和/或爆破后的图像和/或视频，用于帮助爆破前、爆破中和/或爆破后条件的自动分析，例如使得可以估计或确定爆破后破碎/断裂岩石的一个或更多个性质、特征和/或边界。这种成像装置或设备可以包括：可配置或被配置用于在爆破之前、期间和之后捕获可见/可视波段或红外波段图像和/或视频的高速相机；和/或被配置用于在爆破之前、期间和之后捕获图像和/或视频的高光谱成像设备。这种成像装置或设备促进或实现动态爆破事件监测/记录，以及随后的爆破事件分析，例如基于人工智能的爆破事件分析。

设置在无线起爆设备1000和爆破支持交通工具100之间的一种或更多种物理介质(例如，对应于或形成其中已经部署了无线起爆设备1000的地质构造的一部分的一组物理介质)的成分和/或成分变化，可以影响MI信号强度、基于MI的通信可靠性和/或基于MI的通信能够在一个或更多个MI信号频率下成功发生的可能性。无线起爆设备1000所在的一个或更多个物理介质中的成分变化可以沿着多个方向发生，例如，进入地质构造的部分的深度和/或穿过地质构造的部分的横向范围。例如，地质构造中的成分变化可以沿着一个或更多个钻孔50的深度或长度发生，和/或从第一组钻孔50到不同的第二组钻孔50或在第一组钻孔50与不同的第二组钻孔50之间发生。

MI信号勘测设备或承载这种设备的MI信号勘测交通工具可以被配置成测量沿着至少一些钻孔50(例如，无线起爆设备1000驻留在其中的钻孔50的阵列)的长度的一个或更多个深度(例如，多个或许多深度)处的一个或更多个MI信号频率的基于MI的通信信号强度。基于MI的通信信号强度的这种测量通常至少包括在针对沿着一个或更多个钻孔50的一个或更多个定位或深度的一个或更多个频率处的上行链路MI通信信号强度的测量，并且还可以包括在针对沿着一个或更多个钻孔50的一个或更多个定位或深度的一个或更多个频率处的下行链路MI通信信号强度。测量的信号强度可以包括对于多个孔深度和对于每个深度处的多个频率的测量。

爆破支持交通工具可以是包括勘测设备的钻孔钻机的形式。除上述内容之外，图2A示出了根据本公开的实施例的可配置或被配置为MI信号勘测交通工具的钻孔钻机700。钻孔钻机700提供了轴710形式的可延伸装置，该可延伸装置可延伸到钻孔50的深度或长度中，并且选择性地/可选择地沿着钻孔50的深度或长度可定位，例如作为钻孔凿岩的一部分或者在钻孔凿岩之后，该可延伸装置在沿着钻孔50的预定定位处，例如在其远端附近或在其远端处，承载基于MI的通信单元800形式的勘测设备。基于MI的通信单元800包括至少一组磁信号源(例如，一个或更多个线圈天线)，并且通常还包括一组磁力计。钻孔钻机700还包括耦合到基于MI的通信单元800的MI信号勘测控制器810，该基于MI的通信单元800包括电源、一个或更多个处理单元、存储器、基于MI的通信控制电路以及可能的TTA通信电路。在MI信号勘测期间，MI信号勘测控制器810控制基于MI的通信单元800的与监测、估计或确定基于MI的通信单元800在钻孔50中的当前定位置或深度相关联的操作。更具体地，在MI信号勘测期间，在基于MI的通信单元800设置在沿着钻孔50的一个或更多个定位或深度处时，MI信号勘测控制器810控制器810可以控制基于MI的通信单元800在一个或更多个时间处以一个或更多个MI信号频率生成或输出上行链路MI通信信号。与上行链路MI通信信号的这种生成相关联地，爆破支持交通工具100(诸如空中爆破支持交通工具100a)可以被定位于钻机700上方。MI信号勘测控制器810还可以被配置用于与爆破支持交通工具100进行TTA无线通信，使得爆破支持交通工具对上行链路MI信号的检测或尝试检测可以与基于MI的通信单元在MI信号勘测控制器810的指导或控制下生成基于MI的通信信号的操作相协调。爆破支持交通工具100可以存储或记录检测到的上行链路MI通信信号的强度。爆破支持交通工具100还可以被配置用于与爆破建模/规划系统2500和/或远程数据库3000进行TTA无线通信，并且可以向其传送MI信号强度测量结果，例如，用于随后的检索和与执行所考虑的商业爆破操作相关联的使用。

以类似的方式，在孔内基于MI的通信单元800协同地检测或尝试检测沿着钻孔50的一个或更多个定位或深度处的下行链路MI通信信号时，爆破支持交通工具100可以在一个或更多个时间处以一个或更多个MI信号频率和/或一个或更多个功率电平生成下行链路MI通信信号。MI信号勘测控制器810可以以与爆破支持交通工具生成下行链路MI通信信号相协调的方式操作，并且可以存储或记录检测到的下行链路MI通信信号的强度。MI信号勘测控制器810还可以被配置用于与爆破建模/规划系统2500和/或远程数据库3000进行TTA无线通信，并且可以向其传送MI信号强度测量结果，例如，用于随后的检索和与执行所考虑的商业爆破操作相关联的使用。

图2B示出了根据本公开的另一个实施例的可配置或被配置为MI信号勘测交通工具的钻孔钻机700，其中钻孔钻机700承载可部署在钻孔50中的第一基于MI的通信单元800，以及被部署或可部署在钻机700的桅杆或塔架结构的顶部附近或顶部处的第二基于MI的通信单元900。第二基于MI的通信单元900包括至少一组MI信号源(例如，一组线圈天线)，并且通常还包括一组磁力计。第一基于MI的通信单元800和第二基于MI的通信单元900中的每一个在MI信号勘测控制器810的指导或控制下操作。因此，在图2B所示的实施例中，第二基于MI的通信单元900有效地减少、替换或消除了对诸如图2A所示的爆破支持交通工具100来执行MI信号勘测的需求。

通过可能在沿着所考虑的钻孔50的多个或许多深度处、在多个钻孔50(例如，钻孔50的阵列)中的一些或每一个上以一个或多个MI信号频带或频率进行的MI信号勘测，以及将MI信号强度测量结果传送到与之通信的爆破建模/规划系统2500或远程数据库3000的通信，爆破建模/规划系统2500可以生成钻孔的阵列500上相对于一个或更多个MI信号频带或频率的实际MI信号强度和/或MI信号强度变化的通常精确的、预期精确的或精确的图。这种MI信号强度或MI信号强度变化可以与一种或更多种物理介质的部分中的实际成分特性或成分特性的变化相关或对应，该物理介质的部分诸如是将通过部署在其中被钻的钻孔50中的无线起爆设备1000爆破的地质构造的部分。爆破建模/规划系统2500还可以选择最合适或期望的最佳MI信号频带或频率，在该频带中和/或频率下，爆破支持交通工具100将与执行所考虑的商业爆破操作相关联地与一个或更多个无线起爆设备1000进行通信。例如，相对于在MI信号勘测期间考虑的其他MI信号频带或频率，这种MI信号频带或频率可以提供最高或最佳的MI信号强度和/或信噪比(SNR)。鉴于前述内容，根据本公开的实施例的系统10可以自动适应或调节或补偿一个或更多个物理介质的不同部分、区域、体积或区之中和/或内部的MI信号强度的差异，在该一个或更多个物理介质中部署了无线爆破相关设备，例如无线起爆设备1000和/或爆破监测/跟踪设备1600，其中MI信号强度的这种差异源于一个或更多个这种介质的物理性质。以对应或等效的方式陈述，根据本公开的实施例的系统10可以自动适应或调节或补偿一个或更多个物理介质的部分之内和/或之中的成分变化可能对与部署在这种介质中的无线爆破相关设备的可靠的基于MI的通信产生的影响。

可以注意到，爆破支持交通工具100(例如，空中爆破支持交通工具100a和/或陆基爆破支持交通工具100b)可以附加地或替代地适于以一种或更多种方式操作或被配置用于进行MI信号勘测。例如，爆破支持交通工具100可以被配置用于(a)例如通过包括由爆破支持交通工具100承载的可延伸装置(例如绞盘和缆绳或可延伸/可折叠轴装置)的系统，将由可延伸装置(在预定或选择的定位处，例如远端)承载的勘测设备降低到钻孔50中，并将勘测设备从钻孔50中升起，其中勘测设备设置或连接在可延伸装置的末端；以及(b)例如以类似于上述的方式，当勘测设备通过空中MI信号勘测控制器(其可以简单地基于、对应于或利用爆破支持交通工具的标准基于MI的通信单元)设置在钻孔50中时，进行MI信号勘测。

附加地或可替换地，可以通过第一爆破支持交通工具100(例如，其可以是空中或陆基爆破支持交通工具100a、100b)激活MI信号源，以及单独的第二爆破支持交通工具100(例如，另一空中或陆基爆破支持交通工具100a、100b)检测或接收由第一爆破支持交通工具100输出的MI信号来进行MI信号勘测。这种类型的MI信号勘测可以以类似于地面地球物理勘探技术(诸如频域电磁学(FDEM)或时域电磁学(TDEM)地球物理技术)的方式进行，其中一对线圈天线彼此分开给定距离，并且被定位于地球表面处、正上方、附近或上方。

虽然以上描述的部分和与其对应的附图涉及露天采矿环境，但是根据本公开的系统10的各种实施例可部署在地下采矿环境中或适于部署在地下采矿环境中，例如，采用地下采矿实践或技术的地下矿山，诸如但不限于凿井(shaft sinking)、分段崩落(sublevelcaving)、悬挂爆破(hangup blasting)、分块崩开法(block caving)、仰斜采矿(risemining)、房柱式开采(room and pillar mining)和/或其他地下开采实践或技术。例如，图1L示出了根据本公开的代表性非限制性实施例的系统10的各方面，其部署在地下采矿环境中。以类似于或基本等同于上述的方式，其中具有基于MI的通信单元的无线起爆设备1000(和/或其他类型的无线爆破相关设备)可以部署在地下矿井的钻孔50中。一个或更多个爆破支持交通工具100(例如，具有基于MI的通信单元的空中爆破支持交通工具100a和/或陆基爆破支持交通工具100b)可以部署在地下矿井中，并且可以被配置用于例如在个体或组的基础上与无线起爆设备1000进行双向基于MI的通信。

还可以注意到，尽管例如为了简单和清楚的目的伴随本说明书的附图示出了单个爆破支持交通工具100或一对爆破支持交通工具100，但是根据本公开的系统10的各种实施例可以被配置用于与更多或多得多的爆破支持交通工具100一起操作，或者可以包括更多或多得多的爆破支持交通工具100。更具体地，根据本公开的多个实施例的系统10可以被配置用于与一个或更多个群的爆破支持交通工具100一起操作，或者可以包括一个或更多个群的爆破支持交通工具100，其中对于每个群的爆破支持交通工具100，多个爆破支持交通工具100相对于指向一种或更多种类型的无线爆破相关设备(例如，无线起爆设备1000和/或爆破监测/跟踪设备1600)的MI信号的生成和输出和/或由该一种或更多种类型的无线爆破相关设备生成或输出的MI信号的检测或接收并行地或者同时/并发地操作。在这样的系统10中，(例如，在给定群的爆破支持交通工具群100内的)特定的爆破支持交通工具100可以被配置用于与特定数量的无线爆破相关设备进行基于MI的通信，该无线爆破相关设备诸如是对应于特定ID的无线起爆设备1000或者对应于特定GID或一组GID的无线起爆设备1000，或者部署在对应于特定钻孔地理位置(例如，如钻孔GNSS坐标所指示)的钻孔50中的无线起爆设备1000。给定群的爆破支持交通工具100内的各个爆破支持交通工具100可以例如通过爆破建模/规划系统2500和/或其他类型的计算机化系统来编程，使得它们与进行与特定无线起爆设备1000的基于MI的通信和/或进行与爆破监测/跟踪设备1600的基于MI的定位和/或基于MI的通信相关联地作为执行所考虑的商业爆破操作的一部分沿着特定路径或路线行进，例如自动选择/确定/优化的路线。

鉴于本文的描述和与之对应的附图：

(A)在实施例中，爆破支持交通工具100包括框架或主体，其承载或耦合到一组电源、供应或贮存器；一组移动单元，其可配置或被配置用于空中和/或陆基移动，爆破支持交通工具100可以通过该移动单元行进，并且该移动单元可以包括一个或更多个原动机或马达，该原动机或马达耦合到一组可移位的推进结构或元件，诸如转子、车轮、踏板等，该推进结构或元件被配置用于实现爆破支持交通工具100通过物理环境的移位；控制单元，其提供一组处理单元(例如，其可以包括一个或更多个微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)和/或可配置或被配置用于执行程序指令和/或实现有限状态机(FSM)的其他类型的基于晶体管的电路)和一组计算机可读/电子可读介质(例如，一个或更多个存储器)；TTA通信单元；基于MI的通信单元，其提供耦合到一组MI信号源(例如，线圈天线)320的调制/编码电路，以及耦合到一组磁力计(例如，其可以包括基于霍尔效应的磁力计、基于磁阻的磁力计、基于导电线圈的磁力计和/或诸如磁通门磁力计的另一类型磁力计中的一个或更多个)的解调/解码电路，该磁力计对应于一个或更多个正交空间方向或轴；可能的MI通信取向调节单元，其被配置用于调节该一组MI信号源320和/或该一组磁力计的空间取向；以及可能或典型的成像或图像捕获单元，例如，其可以包括一种或更多种类型的图像捕获设备或照相机，诸如传统摄像机、一种或更多种类型的高速摄像机(例如，被配置用于在可见/视觉和/或红外波段中的高速图像/视频捕获)和/或高光谱成像相机。

(B)辅助爆破支持交通工具和/或(例如，由辅助爆破支持交通工具承载的)辅助爆破支持装备可以包括至少一些元件、装置或设备，这些元件、装置或设备大体类似于、类似于、基本相同或等同于上文关于爆破支持交通工具100所描述的那些，例如，这取决于所考虑的辅助爆破支持交通工具或辅助爆破支持装备的类型，其方式是本领域普通技术人员根据本文的描述容易理解的。

(C)在实施例中，无线起爆设备1000包括：承载电源(例如，电池和/或一组电容器)的外壳或壳体；电源管理电路；至少一个控制/处理单元，其提供被配置用于处理指令/命令的基于晶体管的电路，以及用于存储指令/命令和数据的至少一个存储器；可能的感测单元，其提供一组传感器，该一组传感器被配置用于感测或生成对应于环境条件或参数的信号，该环境条件或参数诸如温度、压力、振动、冲击、某些化学物质的存在、光和/或其他条件或参数(例如，孔内环境条件或参数)；基于MI的通信单元，其提供耦合到一组MI信号源(例如，一个或更多个线圈天线)的调制/编码电路，以及耦合到一组磁力计(其可以包括一个或更多个磁力计，诸如上面指示的对应于一个或更多个正交空间轴的一种或更多种类型的磁力计)的解调/解码电路；以及起爆设备(例如，雷管或DDT设备)，其可配置或被配置用于选择性地起爆和/或爆轰相关联的、补充的或主要的炸药包(例如，助推炸药包)，该炸药包可以与外壳或壳体相关联、可耦合/耦合或包含在外壳或壳体中。

(D)在实施例中，爆破监测/跟踪设备1600包括加固或高度加固的外壳，该外壳包含(i)一组磁性结构、元件或设备，这些磁性结构、元件或设备具有由爆破支持交通工具100可检测的已知磁性性质；和/或(ii)以下中的至少一些，电源；控制单元，其提供被配置用于处理指令/命令的基于晶体管的电路，以及用于存储指令/命令和数据的至少一个存储器；基于MI的通信单元，其提供耦合到一组MI信号源(例如，一个或更多个线圈天线)的调制/编码电路，以及耦合到一组磁力计(其可以包括一个或更多个磁力计，诸如上面指示的对应于一个或更多个正交空间轴的一种或更多种类型的磁力计)的解调/解码电路；以及感测单元，其提供一组传感器，该一组传感器被配置用于感测或生成对应于环境条件或参数的信号，该环境条件或参数诸如温度、压力、振动、冲击、某些化学物质的存在、光和/或其他条件或参数，例如孔内环境条件或参数。

在多个实施例中，爆破支持交通工具100被配置用于与无线起爆设备1000的双向基于MI的通信，并且可能被配置用于与爆破监测/跟踪设备1600的双向基于MI的通信。辅助爆破支持交通工具和/或装备也可以类似地被配置用于与无线起爆设备1000的双向基于MI的通信，并且可能与爆破监测/跟踪设备1600的双向基于MI的通信，这取决于实施例细节和/或所考虑的商业爆破操作。

代表性实现方式

广播环形天线具有的平均环形直径可以在1m到100m之间，或者在1km到10km之间(例如，在矿井周围)。

在一个或更多个代表性实现方式中，广播MI信号频率可以包括基本上2kHz。广播距离(从广播MI信号源到部署的爆破相关设备)可以小于1集肤深度，并且在典型地面上，广播MI信号频率可以小于1.77kHz，并且假设广播MI信号源距离飞石大约100m是安全的，并且广播MI信号频率的合适频率范围可以是100Hz到10kHz。可选地或附加地，为了允许广播处于过渡区(广播距离大于一个集肤深度)，广播MI信号频率可以从100Hz到100kHz。

基于设备的磁力计可以包括平均直径在0.01m和0.3m之间的线圈或环形天线(称为“接收环”)，其可以对应于钻孔的直径。基于设备的线圈或环形天线具有的平均直径可以在0.01m和0.3m之间，这可以对应于钻孔的直径。

基于交通工具的磁力计可以包括线圈或环形天线(称为“接收环”)，其平均直径在0.01m和2m之间；并且较小的环可以是铁氧体磁心上的线圈。

上行链路MI信号频率可以包括在1000Hz和100MHz之间的至少一个频率，其可以对应于多达10个集肤深度(但是一些应用可能需要大约4个集肤深度)，或者在100Hz到100MHz之间，以包括一些近场/准静态传输。

对于基于MI的位置定位的频率可以包括在10Hz和10MHz之间的频率。信标器可以包括接收回路，具有从0.01m到1m的平均直径；或磁通门磁力计、SQUID磁力计、AMR磁力计或霍尔效应磁力计。

基于设备的天线可以以0.1瓦(W)到100W之间的功率电平驱动，例如以基本上或大约3W的功率电平驱动。基于交通工具的天线可以以1W到1000W之间的功率电平驱动，例如以基本上或大约50(W)的功率电平驱动。

释义

以上描述详述了根据本公开的特定非限制性代表性实施例的商业爆破系统、装置、设备、技术和过程的某些方面。相关领域的普通技术人员将容易理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对这些和相关实施例的一个或更多个方面进行修改。

本文中，对一个或更多个实施例的引用，例如各种实施例、许多实施例、几个实施例、多个实施例、一些实施例、某些实施例、特定实施例、特殊实施例或众多实施例，不一定或并非意味着或暗示所有实施例。

如本文所使用的，术语“集合(set)”对应于或者被定义为非空有限元素组，该非空有限元素组根据已知的数学定义(例如，以对应于Peter J.Eccles在1998年在CambridgeUniversity Press发表的“An Introduction to Mathematical Reasoning：Numbers,Sets,and Functions”的第十一章：Properties of Finite Sets(例如，如在第140页中所示)中所述的方式)在数学上表示为至少1的基数(即，如本文中定义的集合可以对应于单元、单峰或单元素集或多元素集)。因此，集合包括至少一个元素。一般来说，集合的元素可以包括或可以是系统、装置、设备、结构、对象、过程、程序、物理参数或值的一个或更多个部分，这取决于所考虑的集合的类型。

包括的相关附图显示了根据本公开的非限制性代表性实施例的各方面，并且附图中所示的特定结构元素可能没有相对于彼此按比例或精确地按比例显示。在特定附图中对给定元素的描述或对特定元素编号的考虑或使用或在相对应的描述材料中对其的引用可以包括在另一附图或与其相关的描述材料中标识的相同、等效、类似、明确类似或类似的元素或元素编号。除非另有说明，否则本文中的附图或文本中“/”的存在应理解为表示“和/或”。本文中特定数值或数值范围的叙述应理解为包括或作为近似数值或数值范围的叙述，例如在+/-20％、+/-15％、+/-10％、+/-5％、+/-2.5％、+/-2％、+/-1％、+/-0.5％或+/-0％的范围内。术语“基本上”和“根本上全部”可以表示大于或等于90％的百分比，例如92.5％、95％、97.5％、99％或100％。

本说明书中提到的任何现有的出版物(或从其推出的信息)或提到的任何已知的内容不应被视为并且应当不被视为对现有的出版物(或从其推出的信息)或已知的内容形成本说明书涉及的努力领域中的公知常识的一部分的承认或认可或任何形式的暗示。

在整个本说明书和跟随的权利要求中，除非上下文另有要求，否则措辞“包括(comprise)”以及变型例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”，将被理解为暗示包括陈述的整数或步骤或整数的组或步骤但不排除任何其他的整数或步骤或整数的组合或步骤。

Claims (32)

1.一种用于辅助爆破的系统，所述系统包括：

至少一个无线爆破相关设备，其能够部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分的附近或物理介质的一部分内，其中所述爆破相关设备包括具有磁力计的基于设备的磁感应(MI)信号接收器，所述磁力计被配置用于透地(TTE)MI通信，并且所述爆破相关设备包括基于设备的MI信号源，所述基于设备的MI信号源具有被配置用于TTE MI通信的基于设备的天线，

其中，所述基于设备的MI信号源被配置为与包括一组基于交通工具的磁力计的爆破支持交通工具中的基于交通工具的MI信号接收器通信。

2.根据权利要求1所述的系统，包括所述爆破支持交通工具。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述无线爆破相关设备能够部署或被部署在所述物理介质中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于设备的MI信号源被配置为使用过渡区域或过渡区信号MI通信与所述基于交通工具的MI信号接收器进行通信，使得所述基于交通工具的MI信号接收器能够被定位在由所述基于设备的MI信号源生成的磁场的近场区域或近场区之外，可选地包括在远离所述基于设备的MI信号源的小于10个集肤深度、小于8个集肤深度、小于5个集肤深度或小于4个集肤深度之内。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于设备的MI信号源被配置为生成上行链路MI信号频率，所述上行链路MI信号频率包括低频(LF)ITU频带中的至少一个频率，和/或在100Hz至100MHz之间、在1kHz至100MHz之间、在10kHz至300kHz之间、或在20kHz至200kHz之间、或在35kHz至130kHz之间或在50kHz至100kHz之间的频率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于设备的MI信号源包括一组导电线圈或环形天线，所述一组导电线圈或环形天线可选地具有在0.01米(m)至0.3m之间的平均直径。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于设备的磁感应(MI)信号接收器被配置为使用一个或更多个广播MI信号频率来接收、解码和处理下行链路MI信号，所述一个或更多个广播MI信号频率可选地包括在由国际电信联盟(ITU)定义的超低频(ULF)频带内、或在甚低频(VLF)频带内、或在100Hz和100kHz之间、或在100Hz和10kHz之间、或基本上2kHz的一个或更多个频率。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破相关设备包括3轴磁力计或单轴磁力计形式的一个或更多个基于设备的磁力计，可选地其中所述基于设备的磁力计包括平均直径在0.01m和0.3m之间的线圈或环形天线。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破相关设备能够包括：

一个或更多个无线起爆设备；

一个或更多个无线MI信号勘测设备；和/或

一个或更多个无线爆破监测和跟踪信标器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于交通工具的MI信号接收器包括3轴磁力计或单轴磁力计形式的一个或更多个基于交通工具的磁力计，可选地其中所述基于交通工具的磁力计包括平均直径在0.01m和2m之间的线圈或环形天线。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于设备的MI信号源在所述爆破相关设备中对准，用于当所述爆破相关设备被部署在钻孔中时生成平行于所述爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量最大值；或者其中所述基于设备的MI信号源在所述爆破相关设备中对准，用于当所述爆破相关设备被部署在钻孔中时生成垂直于所述爆破相关设备的纵向轴、纵轴或中心轴的磁通量最大值。

12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述交通工具被配置用于空中或陆基行进，可选地包括用于远程控制所述交通工具的远程控制单元，所述远程控制单元可选地包括用于自主控制所述交通工具的自主控制单元。

13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述交通工具包括用于向所述爆破相关设备发送下行链路磁感应(MI)信号的基于交通工具的MI信号源，其中，所述基于交通工具的MI信号源包括线圈或环形天线，所述线圈或环形天线可选地具有大于一米或几米或大于几十米的平均直径；可选地其中，所述基于交通工具的MI信号源在一个或更多个基于交通工具的下行链路MI信号频率下驱动所述基于交通工具的天线，所述一个或更多个基于交通工具的下行链路MI信号频率能够包括低频(LF)ITU频带中的至少一个频率和/或在100Hz到100MHz之间、在1kHz到100MHz之间、在10kHz到300kHz之间、或在20kHz到200kHz之间、或在35kHz到130kHz之间、或在50kHz到100kHz之间的频率，可选地其中，所述起爆设备是用于引起爆炸或爆轰的设备，并且所述下行链路磁感应(MI)信号表示启用/禁用、编码、查询、(重新)编程、(重新)同步和/或控制所述起爆设备中所选择的起爆设备的操作和/或点火，可选地其中，每个起爆设备能够包括存储在所述起爆设备的存储器中的唯一标识符(ID)和/或一组所述起爆设备包括存储在所述存储器中的唯一组ID(GID)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破相关设备包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器检测、监测、估计或测量与所述一个或更多个传感器被部署在其中的所述物理介质相关联的物理参数。

15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破相关设备包括外壳、壳体、机箱、框架和/或支撑结构，所述外壳、所述壳体、所述机箱、所述框架和/或所述支撑结构机械地容纳、承载、保护和/或支撑所述爆破相关设备的至少压敏和水敏元件。

16.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括至少一个MI噪声监测单元，所述至少一个MI噪声监测单元包括一组噪声检测磁力计，所述一组噪声检测磁力计被配置用于检测、测量或监测在商业爆破环境中的一个或更多个频带中的背景磁场噪声，可选地所述至少一个MI噪声监测单元包括空中(TTA)无线通信单元和/或基于MI的通信单元，可选地其中，所述MI噪声监测单元与所述爆破支持交通工具分离，并且由背景噪声测量交通工具承载，或者由框架或外壳支撑或被安装在所述框架或所述外壳上，所述框架或所述外壳在旨在被爆破的所述物理介质的所述一部分附近或所述物理介质的所述一部分内的预定定位处保持静止。

17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括勘测设备，所述勘测设备被配置用于在例如10Hz和10MHz之间的一个或更多个MI信号频率下测量或监测在所述物理介质的所述一部分附近或所述物理介质的所述一部分内的MI信号强度，可选地其中，所述系统包括可延伸装置，所述可延伸装置能够延伸到所述钻孔的深度或长度中，并且选择性地/能够选择地沿着所述钻孔的深度或长度定位，其中，所述可延伸装置在沿着所述可延伸装置的预定定位处承载所述勘测设备，可选地其中，所述爆破支持交通工具是包括所述勘测设备的钻孔钻机的形式，并且所述钻孔钻机包括通过所述轴在钻孔中能够部署的所述勘测设备的第一基于MI的通信单元和在所述轴上方被部署或能够部署的第二基于MI的通信单元。

18.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破支持交通工具承载一个或更多个MI通信取向调节单元，通过所述一个或更多个MI通信取向调节单元，所述基于交通工具的MI信号源(包括所述天线)和/或所述一组基于交通工具的磁力计的空间取向能够在1个、2个或3个相互正交的角方向上进行调节，以增强或最大化在所述爆破支持交通工具和设置或部署在每个钻孔中的所述无线爆破相关设备之间的MI通信信号强度。

19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基于MI的通信单元能够包括基于交通工具的频率调谐器，以用于对所述基于交通工具的MI信号接收器和/或所述基于交通工具的MI信号源的频带或频率调谐。

20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破相关设备被配置用于在彼此当中或之间建立一个或更多个自组织的基于MI的通信网络。

21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述爆破支持交通工具被配置用于与远程定位的或远处的爆破控制系统进行空中(TTA)无线通信，可选地经由与远程定位的爆破控制装置/系统相关联的通信集线器、节点或热点进行TTA无线通信，可选地其中，所述爆破支持交通工具被配置成与所述爆破控制装置/系统进行通信，以根据来自所述爆破控制装置/系统的数据来验证所述无线起爆设备是否位于正确的或预期的钻孔中，或者是否无响应/功能障碍或缺失。

22.根据前述权利要求中任一项在依赖于权利要求9时所述的系统，其中，所述无线起爆设备被配置为通过在所述爆破支持交通工具和在爆破或爆破序列中涉及的所述无线起爆设备之间的基于MI的通信，与对应于所述爆破支持交通工具或由所述爆破支持交通工具承载的主时钟单元同步。

23.根据前述权利要求中任一项在依赖于权利要求9时所述的系统，其中，所述爆破支持交通工具被配置为阻止或防止对无线起爆设备的解除保险和点火的直接触发。

24.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括广播MI信号源，所述广播MI信号源包括提供MI信号调制电路的电流驱动器以及由所述电流驱动器驱动的广播环形天线，所述广播MI信号源被配置用于生成或输出广播MI通信信号，所述广播MI通信信号具有足够的强度以被所述无线爆破相关设备接收。

25.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括以无线通信路由/中继器交通工具的形式设置在所述爆破支持交通工具和爆破控制装置/系统之间的一组辅助爆破支持交通工具，可选地其中，所述无线通信路由/中继器交通工具被配置为空中(TTA)无线通信信号路由器/中继器。

26.根据前述权利要求中任一项在依赖于权利要求9时所述的系统，其中，所述信标器被配置用于在所述商业爆破操作之前和/或之后生成或促进定位或位置信号的生成，所述定位或位置信号对应于、指示或识别所述信标器的物理定位或位置，可选地其中，所述信标器被配置为驻留在所述起爆设备驻留的钻孔中和/或在辅助钻孔中，所述辅助钻孔位于所述起爆设备所驻留的钻孔附近并与所述起爆设备所驻留的钻孔分离，可选地其中，每个信标器被分配有所述每个信标器自己的唯一ID或以所述每个信标器自己的唯一ID进行编程，或者一组选择的信标器被分配有用于所述一组选择的信标器的唯一GID或以用于所述一组选择的信标器的唯一GID进行编程。

27.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述交通工具承载成像装置或设备，所述成像装置或设备被配置用于捕获爆破前、爆破中和/或爆破后的图像和/或视频，用于帮助对爆破前、爆破中和/或爆破后的条件进行自动分析。

28.一种用于辅助爆破的方法，所述方法包括：

将至少一个无线爆破相关设备部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或物理介质的一部分内；

使用透地(TTE)的下行链路MI通信与所述爆破相关设备通信；和

使用TTE的上行链路MI通信从所述爆破相关设备接收到基于交通工具的MI信号接收器的通信。

29.根据权利要求28所述的方法，包括所述基于交通工具的MI信号接收器使用过渡区域或过渡区信号MI通信，使得所述基于交通工具的MI信号接收器能够被定位在由基于设备的MI信号源生成的磁场的近场区域或近场区之外，可选地包括在远离所述基于设备的MI信号源的小于10个集肤深度、小于8个集肤深度、小于5个集肤深度或小于4个集肤深度之内。

30.根据权利要求28或29所述的方法，包括生成上行链路MI信号频率，所述上行链路MI信号频率包括在低频(LF)ITU频带中的至少一个频率和/或在100Hz至100MHz之间、在1kHz至100MHz之间、在10kHz至300kHz之间、或在20kHz至200kHz之间、或在35kHz至130kHz之间或在50kHz至100kHz之间的频率。

31.根据权利要求28至30中任一项所述的方法，其中，下行链路MI通信包括在由国际电信联盟(ITU)定义的超低频(ULF)频带之内或甚低频(VLF)频带内、或在100Hz和100kHz之间或在100Hz和10kHz之间或基本上2kHz的一个或更多个频率。

32.一种用于辅助爆破的系统，所述系统包括：

至少一个爆破支持交通工具，其被配置用于向一个或更多个无线爆破相关设备发送下行链路磁感应(MI)信号和从所述一个或更多个无线爆破相关设备接收上行链路MI信号，所述一个或更多个无线爆破相关设备能够部署或被部署在旨在作为商业爆破操作的一部分进行爆破的物理介质的一部分附近或物理介质的一部分内。

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