28辽宁科技学院学报第23卷文章编号：1008-3723(2021)03-028-03doi：10.3969/j.issn.1008-3723.2021.03.010
何运华，吕长帅，李秋石
(本钢歪头山铁矿，辽宁本溪117006)
摘要：电子起爆网络是新型现代起爆网路，文章根据在辽宁某露天铁矿台阶深孔爆破中使用电子的实际情况，分析总结了电子起爆网路的优缺点和实践经验，为在露天矿台阶深孔爆破推广使用该网路提供一些实践的探索。 关键词：露天矿台阶深孔爆破；电子起爆网路；应用
中图分类号:TD854.2文献标识码:A
电子，又称数码电子、工业数码电子，是一种采用电子控制模块对起爆过程进行控制的电。电子的延期精度可精确到1ms，不仅延期时间可在爆破现场由爆破作业人员对电子实施编辑设定，而且起爆之前可对电子起爆网路进行检测，以确保电子起爆网路的安全性。
电子技术的研究开发源于20世纪90年代国外少数高科技厂商，代表当时最高端的新型产品。随着电子技术不断发展与完善，其技术优越性在全世界爆破行业得到了越来越广泛的认识，特别是新型电子生产成本的不断下降，其生产应用已从早期的拆除控制爆破、稀有和贵重矿物开采领域扩大到普通矿山和采石场。在我国，从2009年2月“隆芯一号”电子及其起爆网路通过工信部和公安部组织的科技成果鉴定，到2015年4月工信部发布《工业数码电子》(WJ 9085-2015)[1]行业标准，即说明电子已开始国产化、大规模批量生产，并在民用爆破领域显现出相比非电导爆管的较多优势。
1电子在辽宁某露天铁矿台阶深孔爆破中应用
1.1电子起爆网路与高精度非电导爆管起爆网路的成本对比
根据辽宁某露天铁矿2020年6月实际采购电子情况：2m脚线长度的电子市场价15元，在此基础上脚线每增加1m增加成本0.5 ~0.7元。由此以“12m台阶高度、15m孔深、孔网参数7x7m、250mm孔径”露天台阶的60孔爆区为例，对比电子起爆网路与高精度非电导爆管起爆网路的成本(见表1)，发现其使用成本基本相近。
收稿日期:2020-12-11
作者简介：何运华(1986-)，男，山东蓬莱人，本钢歪头山铁矿生产技术室采矿工程师.
表1电子起爆网路与高精度非电导爆管
起爆网路的成本对比
高精
度非
1发14m孔内管18元
电子
1发14m孔内管22.8元1发16m孔内管20元1发16m孔内管24元
1发9m地表管15元
500m电子
起爆母线平摊
至60孔爆区的
单孔成本
300/60
二5元4£'J
爆管
200m非电导爆
管起爆平
摊至60孔爆区
的单孔成本
50/60
0.8元
合计53.8元合计51.8元1.2电子的延期时间准确性
根据《工业数码电子》(WJ9085-2015)⑴，电子延期时间的行业标准是“在-20 T、70T以及常温试验条件下，延期时间不大于150 ms时，误差不大于±1.5ms；延期时间大于150ms 时，相对误差不大于±1%”。虽然国产电子低于国际上电子的延期精度1ms，但它仍远高于非电导爆管的延期精度(普通非电导爆管误差大于10ms)，高精度非电导爆管的精度约为士2%。又因为非电导爆管起爆网路孔内、孔外两组的网路连接特点，为保证其地表网路的安全传爆，孔内必须采用高延期时间，以孔内400ms延期的非电导爆管为例，可推算其孔内延时精度误差至少为8ms。
电子的延期时间准确性这一优点主要体现在爆破降震方面。根据《爆破安全规程》(GB6722-2014)⑵中爆破振动的安全允许距离公式R=(K/ V)l/a-Q1/3，可知在爆破距离、地形及地质等爆区条件相同时，某一爆区的爆破震动主要取决于爆区中最大同段药量的大小。下面根据辽宁某露天铁矿开沟40孔爆区(见图1)，对比使用不同起爆网路时同段炮孔的数量。
通常高精度非电导爆管在起爆网路中将8 ms延时时间内视为同段，见表2。
第23卷 第3期 辽宁科技学院学报 Vol. 23 No. 32021 年 6 月 JOURNAL OF LIAONING INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Jun. 2021
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12#
25#
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1 24#
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147m s
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143fms
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开沟爆区起爆网路图
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ms
231ms
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124 ms
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17ms
-----^ms
图1使用高精度非电导爆管的40孔
表2 40孔开沟爆区高精度非电导爆管起爆
网路同段炮孔数量统计表
序号
延期时间（ms ）
对应孔号
同段孔数
15915#、21#2个282-8414#、25#、30#
3个3101 - 10716#、20#、29#
3个
4
124 - 126
9#、13#、26#、31#4个5143 - 14917#、19#、28#、37#4个6166-168
8#、12扎32#
3个
7185-19118#、10#、27#、36#4个8
208 -2147#、38#、33#
3个9231 -233
3#、11扎35#3个
10
250-2566#、39#、2#、42#4个11273 -2794#、41#、34#3个
管形母线12296-298
1#、43#2个13
315 -321
40# .5#
2个
从表2可看到，使用高精度非电导爆管的40孔 开沟爆区同段炮孔最高为4个。若使用电子按
同样的延期时间布置起爆网路，再根据电子延 期时间的行业标准推算“电子延期时间在150
ms 之内视1.5 ms 之内为同段、150 -200 ms 视2 ms 之内为同段、201 ~ 300 ms 视3 ms 之内为同段、
301 -400 ms 视4 ms 之内为同段”，进而测算出同段 炮孔数量，得出表3。
将表3与表2对比得知,40孔开沟爆区在采用
同样的延期时间布置起爆网路时，电子可将最 大同段起爆孔数4孔缩减至3孔。同时，若利用电 子起爆延期时间的可控性，再将表3中同段炮
孔的延期时间按照2 ~3 ms 的时间进行调整，则可
以做到将同段起爆炮孔缩减至仅为1孔。因此，在 实践中确认电子在爆破降震上显现出相比非电
导爆管起爆网路的绝对优势。
表3 40孔开沟爆区电子起爆网路同段炮孔数量统计表序号
延期时间（ms ）
对应孔号同段孔数
159,5915扎21#2个284.84.14#、25#2个3
101 J0116#.20#2个4124 J24
9扎31#2个5
126 J2613扎26#
2个6143、14317#、19#2个7
166J68J668#、
12#、32#3个8
191J91J8910#、27扎36#
3个
9208.2087#、33#2个10
231、233、2313扎11#、35#3个11256、256、254
39#、2#、42#
3个
12
273、2734#、34#2个13
296,298
43扎 1#
2个
1.3电子的延期时间可控性
电子具备起爆延期时间的可控性，如辽宁 某露天铁矿使用的国产电子为现场设置型电子 ，其延期时间可在0 ~ 16 000 ms 范围内任意设 置。我们知道，逐孔起爆技术原理即“爆区内处于
同一排的炮孔按照设计好的延期时间从起爆点依此 起爆，同时爆区排间炮孔按另一延期时间依次向后
排传爆，使爆区内相邻炮孔的起爆时间错开，从而增 强爆破破碎效果”，逐孔起爆技术的核心在于选择
合理的延期时间和使用延期时间精准的材。
显然，利用电子延期时间可控性的特点，即可为
爆破设计人员创造更合理、更完美的逐孔起爆爆破 设计方案的必要条件。
辽宁某露天铁矿通常使用的高精度非电导爆管
为固定段别一孔外延期时间：9 ms 、17 ms ,25 ms 、42 ms 、65 ms A 100 ms o 在使用电子后，爆破
设计人员不仅可以根据不同矿岩性质选择不同于高
精度非电导爆管相对固定的延期时间搭配方
式，而且各炮孔的起爆延期时间还能按实际穿凿的 孔网参数适当调整。下面举例说明：
原设计爆区布孔、起爆时间、岩石抛掷方向和等
时线如图2所示。但实际2号孔位因特殊原因无法 穿孔，分别向左侧偏移2 m 和向右侧偏移3 m 穿凿 形成A 孔和B 孔。为保证岩石抛掷方向与原设计
一致，根据国外地表起爆网路延期时间的选择经验:
孔间最佳延期时间=3 ~8 ms/m，排间最佳延期时 间=8 ~ 15 ms/m，计算得出A 、B 两孔的合理延期时 间为32 ms 和57 ms，这时若使用非电导爆管则 不能实现A 、B 两孔理想的延期时间，但在使用电子 后，爆破设计人员可以直接将其延期时间调整
为理想数值(见图3)，以保证起爆延期等时线均匀，进而获得更好的爆破破碎效果。
•••
Isoms'!ignis214ms256ms
•欢/•
65ms107ms149归4畏眈
1^念•改3・处、
起爆丘0砒42ms84ms126ms
心岩石抛掷方向
-------等时线
图2设计布孔位置和起爆延期时间
••••
130ms172ms214ms256ros
••••
65nis107ms149ms191ms
l z«・A•B»3・4
^zDms32ms57ms84ms126ms
LJ A孔位偏离设计向左2m
B孔位偏离设计向右3m
图3实际布孔位置和起爆延期时间的调整
1.4起爆安全性和可靠性
从辽宁某露天铁矿台阶深孔爆破中应用电子的情况看，电子起爆安全性、可靠性体现在：(1)在爆破作业时，电子的起爆必须通过专用检测该电子的起爆密码、UID码和壳体码三者全部相符方能实施爆破；(2)电子必须在民爆网络平台GPS定位的备案范围内实施爆破，不在备案范围爆破区域的电子无法使用;
(3)电子的入库、出库和爆破使用均在民爆网络平台留有记录，且电子要求在出库后72小时内必须爆破使用并将起爆信息上传至网络；(4)电子具备起爆网路可检测性。电子起爆网路连接完毕后，可用检测起爆网路连接是否正常，发现异常及时处理，能够完全规避非电起爆网路的漏连、网路破损中断造成爆区拒爆的发生。
1.5电子起爆网路存在的问题
以上分析电子起爆网路在露天矿台阶深孔爆破应用的优点，但它也存在一些问题。该网路不能用于爆区地表积水多和雨雪天气，在地表积水多和雨雪天气时，电子极易受水或潮湿空气侵入母线线卡造成起爆网路短路和漏电故障。电子起爆网路孔内短路在含水较多的爆区偶有发生。通常露天铁矿台阶深孔爆破每个炮孔采用上、下两发引爆。若炮孔内仅短路故障1发，可由另1发引爆此炮孔内；若炮孔内两发均出现短路故障，可直接判定此炮孔为盲炮。台阶深孔
爆破的盲炮处理工作技术难度大，且存在一定的安全隐患。
2电子在露天铁矿台阶深孔爆破中应用的实践
(1)采用“离线模式”的下载密码方式，相比“在线模式”减少了电子的逐个扫码下载密码的操作，大大提高了电子起爆网路的爆破施工作业效率；
(2)电子装入时多缠绕一圈(如图4、图5)，能够避免电子密封塞和脚线连接的抗拉受力薄弱处受力，使其改变为对电子脚线受力，从而提高电子的抗拉强度，保证其使用的安全可靠性。
图4电子装入的底部示意图
图5电子装入的上部示意图
3结语
从电子在辽宁某露天铁矿台阶深孔爆破的实践上看，采用电子起爆网路同传统的非电导爆管网路相比，爆破震动明显降低，爆破后岩体破碎块度更均匀，起爆网路的安全可靠性和采掘设备的铲装效率均有所提高，因此电子值得在露天矿山推广应用。
参考文献：
〔l〕WJ9085-2015，中华人民共和国兵器行业标准：工业数码电子〔S〕.
〔2〕GB6722-2014，中华人民共和国国家标准：爆破安全规程〔S〕.(下转第10页)
图7渣铁储存区行为图
3结语
在“炼铁学”教学过程中，教师仅通过单一的图
片展示高炉内部某一瞬间的变化行为，不具有连续
性，初学者只能通过图片或老师的讲授在脑海里想
象高炉内部的变化。将动画制作技术引入高炉，相 比实际拍摄，既可以方便的展示比较精细的内部结
构或者难以拆卸的设备，又可以更为清晰直观地看 到高炉作业时内部的变化状态，给人一种较为直观 感性的认识，提高了学习者的学习效率。
高炉内部行为二维动画采用的是逐帧动画，即
每个动作帧都为关键帧。由于高炉内部行为复杂, 所以对每张图片都进行编辑，采用逐帧动画。利用
Flash 专业软件将高炉内5个带、即块状带、软熔带、 滴落带、燃烧带、渣铁储存区行为制作成动画，让学
生对高炉内部行为直观了解。
需要说明的是，高炉内部行为二维动画是在所
选择图片的基础上的再创作，受图片真实度以及制 作过程的影响，只能作为示意动画帮助学生理解高
炉内部过程，而并非完全符合高炉实际。同时，高炉 各带的动画是分别制作然后合成，给人的感觉是不
连续的，而高炉生产是连续的过程。
参考文献：
〔1〕王筱留.钢铁冶金学(炼铁部分)〔M 〕.第3版.北京：冶金工业出版社,2013.
〔2〕魏三强.基于Flash 的H u ffman 编码过程的演示动画设计〔J 〕.西安文理学院学报(自然科学版),
2013,16( 1) ：75 -7&〔3〕张形.应用Flash 技术实现液压与气动元件的动画演示〔J 〕.大连大学学报,2003,24(6):60 -61,65.
〔4〕马丁 •戈德斯，瑞纳德•谢尼奥，伊万•库若诺夫等著.沙永志译.现代高炉炼铁〔M 〕.第3版 北京：冶金工业出版社,2016:83.
Two Dimensional Animation Production of Blast Furnace Internal Behavior
ZHANG Jia - hui , ZHANG Zuo - liang , XIE Wen - bo , JIAO Xiao -ju, LI Ya- jun , DU Chun - sheng
(Key Laboratory of Optimization and Utilization of Non - associated Low - grade Iron Ore , School of Metallurgy Engineering , Lia oning Institute of Science and Technology , Benxi Liaoning 117004, China )
Abstract : Because o£ the high - temperature physical - chemical multiphase reaction , the internal behavior of the blast furnace cannot
be observed directly. The blast furnace is therefore commonly known as a black box. This not only makes the actual operation difficult ,
but also causes difficulties for students to understand the continuous change o£ burden. With the help o£ flash technology , this paper
made the static pictures move to show the change process of burden in each area of the blast furnace. It is convenient for teachers to present the dissection and related knowledge of the blast furnace , and at the same time , students can grasp the internal behavior of the
blast furnace from both macro and micro aspects. The production of two - dimensional animation is helpful in " ironmaking" course
teaching and learning , as well as the related training.
Key words : Blast furnace ; Flash ； Two - dimensional animation ； " Ironmaking" course
(上接第30页)
Application of Electronic Detonator for Bench Deep - hole Blasting in Open - pit Iron Mine
HE Yun - hua, LV Chang - shuai , LI Qiu - shi
(Waitoushan Iron Mine of Bengang Group Corporation , Benxi Liaoning 117006, China)
Abstract : Electronic detonator detonating network is a new modem initiation network. Based on its application in an open - pit iron
mine in Liaoning , advantages and disadvantages of the electronic detonator detonating network are analyzed and practical experience is summarized. It can provide some guidance in practical use of the new initiation network and thus help for its extensive application. Key words : Open - pit bench and deep hole blasting ； Electronic detonator initiation network ；
Application
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