电子雷管延时爆破研究现状与发展前景

电子雷管延时爆破研究现状与发展前景

张佳妮

（辽宁科技大学，辽宁 鞍山114051）

摘要：周边复杂环境条件下的深孔爆破，对爆破振动控制有严格的要求。随着电子雷管的发展，为实现精准爆破创造了条件。然而，实际工程中大多数采用经验或半经验半理论方法计算延时时间，计算方法不统一，计算误差较大，难以发挥电子雷管的优势。延时时间对爆破振动速度有较大的影响，延时时间优化对控制爆破振动速度和实现精准爆破有重大的工程意义。

关键词：电子雷管；延时爆破；爆破振动

1延时爆破的延期时间发展现状

延时爆破是一种利于不同段别的毫秒延时导爆管雷管将所需爆破的各个药包连接在一起，依照爆破方案设计的先后次序顺序起爆的技术。早在20世纪20年代，国外就已经有学者给出了延时爆破的概念。1930年，毫秒延时爆破技术首次被应用在定向抛掷爆破中。之后，毫秒延时爆破技术在许多国家已经得到了广泛的应用、研究和发展，该技术作为一种有效的降低爆破振动的方法被广泛使用。在1950年代中后期，中国引进了毫秒延时爆破技术，并通过在金属矿山、煤炭矿山、铁路施工、水利水电工程等工程项目中进行了一系列的延时爆破研究试验，从中得到相当丰富的研究成果[1]。

虽然毫秒延时爆破技术广泛应用在各类大型工程之中，但是对于延时爆破技术的关键—选择延时爆破的延期时间仍然处于半经验半理论的选折，选取合理的微差爆破时差对爆破最终取得的效果有着至关重要的作用，因此世界各国的爆破学者和爆破工程技术人员对选择合理爆破时差进行大量的试验探索和模拟分析工作，然而，由于影响延时爆破的延迟时间的因素众多，只有根据其现有的试验条件和当地的环境因素得出适应当地的半理论半经验的公式，导致目前暂无得出公认的延时爆破延期时间计算公式。

2电子雷管精确延时爆破技术

纵观工程爆破技术的提高和升级，本质上是通过各种技术手段不断努力创造自由面的过程，从硐室大爆破到大区多排孔延期爆破技术，再到如今的电子雷管精确延时爆破技术，自由面对爆破的效果起着至关重要的作用[2]。电子雷管毫秒延时逐孔起爆技术是指在爆破过程中相邻炮孔间以毫秒量级的时间间隔按顺序依次起爆的一种爆破技术，其基本思路是先爆孔为后爆孔创造了丰富的自由面，每个炮孔都具备有自由破碎的条件，使爆炸应力波充分反射，岩体充分破碎，提高了炸药能量利用率，降低了爆破振动。电子雷管延时爆破将最大单响药量控制在一个炮孔的药量范围内，能在保证一定的爆破规模下控制爆破振动效应、空气冲击波强度和岩块飞散距离，同时通过布段技巧可以控制爆堆方向、集中度和松散性，并使爆后岩块比较均匀，有利于降低大块率和提高铲装效率，在露天矿深孔爆破工程中得到推广应用。电子雷管毫秒延时起爆技术能改善爆破效果、降低爆破振动。电子雷管延时爆破技术的核心是选择合理的延期时间，由于相邻药包的联动作用，即相邻药包同时起爆有助于药包之间的岩石拉通和抛掷，改善破碎效果，故延期时间不宜太长；如果延期时间过短，则不易形成新的自由面，近乎齐发爆破，达不到降振的目的。所以，合理延期时间的确定需要综合考虑破碎效果和降振效果，应既使岩块破碎均匀，减小大块率，又使爆破振动的危害得到有效控制。实践证明，延时时间的合理选择能有效提高炸药利用率、增大孔网参数、改善爆破效果、提高经济效益，具有十分重要的工程实际意义[3]。

3控制振动速度精准爆破的微差时间优化

国内学者从实际工程对控制振动速度精准爆破的微差时间优化做了大量研究：李浩彬以同一隧道，不同病害情况下控制振动速度为依据，采用有限元数值模拟方法，模拟不同的方案，对微差时间提出了合理化建议。张志呈研究得出，微差时间对降低爆破振动是主要的影响因素，在研究了国内外许多矿山使用的微差时间，结合经验公式、理论公式得出微差时间对于爆破振动的重要性。李迎在现场试验基础上，以数码雷管为载体，探讨了排间合理微差时间与孔间合理微差时间对爆破效果的影响[4]。沈晓松研究电子雷管控制微差时间，可以有效的控制爆破振动，减少爆破振动对周边环境影响。薛振举通过工程实例，，研究了微差时间与爆破振动的关系。叶海旺通过小波分析技术，从能量的角度分析可以通过合理控制微差时间降低爆破振动。钟冬望研究发现，微差逐孔起爆技术，能够实现各炮孔爆炸振动波错峰相消，达到降振目的。郑俊杰发现合理的微差时间能够改善爆破效果，降低振动速度；李洪涛研究建筑物爆破振动与等效峰值能量之间的关系，得出最佳微差时间的判断指标可以用最大振动速度判断[5]。

4结论

以上研究都是微差时间大多采用经验、半经验半理论算法。在电子雷管高效发展的今天，如何精确地计算爆破微差时间以及研究不同爆破方案微差时间仅差1ms，爆破振动对周边建筑物产生的影响，通过爆破振动监测验证微差时间理论计算方法和数值模拟结果验证，确定了最佳起爆微差时间。达到在复杂环境下起爆微差时间的优化，减少爆破振动对周边环境的影响。应用该微差时间进行电子雷管起爆是否可以有效减少爆破振动，降低对周边建筑物的影响是很有必要的。

参考文献

[1]张阳光，林飞，赵彭，等. 延时时间对露天深孔爆破破碎效果的影响研究[J]. 工程爆破, 2021, 27(04): 69-75.

[2]曹昂. 精确毫秒延时爆破对级配料开采的影响机制研究[D]. 长江科学院, 2021.

[3]相志斌. 基于电子雷管控制深孔爆破振动速度的微差时间优化[D]. 南华大学, 2019.

[4]何桃. 数码电子雷管精准延期对露天矿爆破效果影响的研究[D]. 武汉科技大学, 2021.

[5]董英健，郭连军，贾建军，等. 爆破振动的计权振级预测试验研究[J]. 矿业研究与开发, 2020, 40(06): 32-35.