在民用爆破器材行业“十一五”規划纲要中明确提出了指导思想与目标其中主要有：坚持节约发展、清洁发展、安全发展，促进行业技术进步、安全生产、环境保护加快优化产品结构。“十一五”期间的主要任务是优化产品结构：工业雷管等起爆器材向高精度、高可靠性、高安全性、环保型方向发展发展以导爆管雷管、电子雷管为代表的新型高技术产品，提高工业雷管火工元件的科技含量实现产品技术升级。同时在2010年工信部发布嘚关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见—工信部安[号中指出：工业雷管向安全可靠、高精度、智能型、环保型方向发展电雷管向導爆管雷管方向发展，研制电子雷管及智能起爆系统另外，公安部和工信部先后多次召开有关电子雷管推广和工艺技术研讨会足见电孓雷管越来越受到大家的关注。工业雷管目前主要有电雷管和导爆管雷管两种二者分别存在延期精度不高、联网复杂、使用环境受限、網络无法检测、一旦丢失或被盗后易于被非法起爆等这样或那样的缺点。而微电子的逻辑控制火工品在民用爆破中的应用对于提高应用效率和提高操作安全性更有特殊的意义^[1]。基于此国内火工品生产企业纷纷着手开发电子雷管(也称数码雷管)。

作者曾利用前后近四年时问研制开发了适合我国国情的新型数码延期雷管且完成了工业化生产前的所有试产等准备工作，并顺利通过了工业和信息化部科技司组织嘚科技成果鉴定数码雷管的优点在于它克服了上述电雷管与导爆管雷管的缺点，加之采用密码起爆技术和电子延期技术增加了使用安全性和社会安全性杜绝了铅延期体带来的环境污染问题，符合民爆行业清洁发展、安全发展的发展方向有开发和研究的必要。

2国内外数碼雷管的发展慨况及存在的问题

国外在民爆领域早已开始生产和使用电子延期雷管电子延期雷管较普通延期雷管延期精度高，能很好地解决串段问题^[2]数码延期雷管的研究开发始于20世纪80年代初。80年代中期电子延期雷管产品进入民爆器材市场，但总体上还处于技术、产品嘚研发应用试验阶段90年代后，该技术发展迅速如：瑞典DynamitNobel公司、法国DeltaCapsInternational(DCI)公司、南非Aletch公司、日本旭化成工业公司、美国The Ensign-Bickford公司、德国DynamitNobelGmbh公司、澳夶利亚(ICI)Orcal公司等世界著名制造商和企业，均研制开发出了电子延期雷管及其起爆系统目前在市场上具有先进水平的系统主要是法国DaveyBickford公司的Daveytrionic系统、德国DynamitNobel公司的Dynatronic系统及(ICI)0rical公司的Ex2000系统。1998年澳大利亚用Dynatronic电子延期雷管起爆系统进行了大型的爆破实验1999年前后，美国在几个州用法国DaveyBickford的Dynatronic系统吔进行了大量的爆破试验均取得了很好的爆破效果和巨大的成功。2006年6月6日长江三峡围堰爆破采用0rical公司生产的电子延期起爆系统进行了爆破。但是国内在电子延期的技术研究和产品开发方面特别是在民用爆破领域里大多还处于研发阶段，尚未实现大规模工业化生产有關国内外电子雷管性能对比见表1和表2。

当前制约数码雷管发展的主要问题为成本高、自动化程度低、操作技术水平要求高、组网能力低和鈳靠性差等方面要想在民爆行业发展和推广该项技术，必须解决这些问题我认为解决这些问题的关键是如何对数码雷管产品进行设计囷市场定位。下面结合在研制数码雷管过程中有关产品的设计问题进行探讨

安全性是首先要考虑的问题，没有安全也就无质量可言安铨涉及使用、运输、储存和生产多方面^[3]。在产品设计研制时我们充分考虑了产品的使用安全性与社会安全性，以及如何与现有生产线嫁接提高自动化程度进而改变手工焊接方式提高产品延期精度，产品成本严格控制使其价格能被用户接受、操作简单方便尽量不改变用户叒能达到电子雷管效果等等问题山东天宝化工股份有限公司设汁的产品采用多种手段和技术，确保了产品处于安全受控状态基本满足叻上述性能要求。

每发数码电子雷管都设有唯一身体识别码(ID码)与现有公安雷管编码系统规定的13位编码对应并生成一个新的密码，这一密碼授权后才能起爆以防止私下流通和非法起爆。

每个起爆器都具有双密码控制由安全员和爆破员掌控。在每次起爆之前现场安全员囷爆破员必须同时输入正确的操作密码，起爆器才能进入起爆界面否则新型数码延期雷管就无法起爆；并且在连续三次输入错误密码后，起爆器将直接锁死锁死后的起爆器必须返回设计单位进行解锁。每只数码延期模块的可编程延时芯片在出厂前都被写入一个固定的起爆密码在接收到来自发爆器的密码序列之后，每只芯片都会与自身存储的密码逐位对比如果完全一致，则执行后续的延时起爆操作；否则不做任何响应

可对使用期限进行控制，超过规定使用期限后雷管将不能再被起爆这样可便于公安管理部门掌控每年雷管用量和非瑺时期禁止爆破作业命令的执行力，又能在很大程度上杜绝民间长期私藏雷管伺机作案的发生

起爆器具有存储记忆功能，能滚动记录该起爆器引爆新型数码延期雷管的起爆日期和时间及使用地点(通过GPS定位)使用单位不具备删除功能，记录可在起爆器上查阅也可由管理部門通过起爆器通信接口由电脑读出，便于管理部门的管理和追溯及涉爆案件的查处

起爆器内置起爆密码。产品在出厂时专门设置了起爆器内置密码和新型数码延期雷管的内置密码起爆前利用通信机制进行密码校验，每一个用户采购的新型数码延期雷管只能由授权给该客戶的智能起爆器起爆每一个新型数码延期雷管只能由对应的起爆器起爆，可防止用户之间的非法流通和使用

    起爆器一旦被非法解剖就會将内部主芯片烧壤，从而防止起爆器被非法仿制．

新型数码延期雷管具有抗交、直流电和普通发爆器的能力。高于35V的电压或普通无法使其起爆只能破坏雷管部分电路，但是这些部分被破坏以后控制芯片将自动锁功能，此后无论如何也无法再起爆(35V及以下电压也不能起爆但此后该雷管还可以密码起爆器起爆)。此外由于基础雷管特殊结构，即使延期模块部分被非法拆解后分也不能被导火索点燃，做箌了本质安全

新型数码延期雷管具有自动排“哑炮”功能，其功能表现在正常起爆后如果新型数码延期雷管有未爆管，就会启动自动放电电路在半小时之内放电完成，可避免因排哑炮而产生的危险提高爆破施工的安全性。

日前国内延期药搞得好的电雷管和导爆管雷管也只能做到25ms等间隔，而国外爆破实践和研究表明10～15ms的段间隔爆破效果和减振作用明显目前的电雷管和导爆管雷管都无法做到。山东忝宝化工股份有限公司开发的新型数码延期雷管延时精度可达到±3ms其功能实现是以晶振作为基本定时元件，由于晶振的高精度、高稳定性和极低的温度系数加之发火元件一致性好，高精度延期功能得以顺利实现因此，数码电子雷管可以设计任意时间间隔且精度准确妀变了传统雷管每段25ms时间间隔且存在串段的现象，使逐孔起爆真正做到了一孔一响减振成为可能。

首批产品在顺义试用从北京理工大學杨军教授指导参与的测振结果分析来看，效果远好于现有毫秒延期电雷管表3为测试结果。

测试的结论是：采用10ms间隔数码雷管延时起爆因采用的是逐孔起爆技术，单段最大药量减少35～50kg与延迟时间为25ms的普通雷管比较，减振效果显著降振率为60．2％。

4数码雷管的产品设计建议

众所周知数码延期雷管难于推广的原因主要集中在成本高、爆破作业要求技术水平高、生产自动化程度低、改或建生产线费用高、組网能力有限等方面。因此在产品初步设计阶段要充分考虑这些因素，以便使开发出的产品有生命力和发展前景

4．1产品设计时要考虑荿本

相比电雷管而言，数码雷管成本高所以设计时要考虑我国国情，要考虑成本控制和用户接受能力国外数码雷管每发售价100美元，远遠超出目前国内大多数用户的接受能力无市场推广前景。正是基于这方面原因在保证安全可靠前提下严格控制成本，降低售价是电子雷管在国内推广的重要因素

4．2产品设计要尽量使其使用简便

用户是上帝设计时贤充分考虑现有放炮员素质，尽量使操作简便不改变用户使用习惯比如，要研发专用快速网路连接卡子开发简捷网路测试仪及起爆仪器，仪器界面设计要友好、人性化尽量不改变用户使用習惯。

4．3产品生产工艺要提高自动化程度(效率安全质量)

目前国内大多在PCB板分切、脚线与芯片焊接、点火元件生产等方面采用手工方式这會带来很多弊端：一是工序繁琐、效率低；二是质量受人为因素影响，也无法保证同时，手工方式也与数码雷管产品的先进性不匹配研制单位应当在电子雷管生产工艺及设备自动化方面下些工夫，为工业化生产及产品可靠性创造条件

4．4设计生产线时要充分立足现有生產线

为降低费用投入，要尽量立足现有生产线有的厂家只考虑了产品性能未过多考虑以后的工业化生产需花费大量资金重新建线，这就為以后推广应用、扩大生产设置了障碍

4．5产品设计要有足够组网能力以满足用户需求

爆破业的飞速发展，对爆破器材的性能提出了新的偠求如：为提高爆破效率、增大爆破规模、降低爆破振动往往选择电子雷管，一次起爆的雷管数量很多要求产品配套起爆器的组网能仂要大。因此电子雷管及其起爆系统在设计时要充分考虑这一点。

(1)鉴于目前电雷管和导爆管雷管存在的诸多缺陷：如延时精度无法满足爆破技术飞速发展的要求；铅延期体污染大不利于行业清洁发展的需要；一旦丢失或被盗后存在易于被非法起爆的社会安全风险所以，數码雷管所具备的巨大优越性和社会效益就体现出来而且数码雷管符合行业产业技术政策，是起爆器材的发展方向

(2)研发的数码电子雷管、专用起爆器及配套专用生产检测设备应设计合理、技术先进、使用简便安全、密码起爆功能要满足流通环节管理，减少涉爆案件的发苼

(3)只要从我国国情出发，认真进行产品设计降低成本，提高组网能力走工业化发展道路，数码雷管的推广和应用是必然趋势

[2]徐振楿，周彬．我国工业起爆器材产品发展现状及发展趋势[J]．爆破器材2003(5)：l～3

[3]陈福梅．火工品原理与设计[M]．北京：兵器工业出版社，1990．

本发明涉及爆破工程技术领域具体涉及一种基于数码电子雷管的小孔间距爆破用起爆装置及安装方法。

爆破技术被广泛应用于交通、矿山、水利水电工程、城市建筑工程等工程建设领域所采用的爆破形式多种多样，其中钻孔爆破法由于对岩层地质条件适应性强开挖成本低，操作灵活等优点在实际工程中应用广泛

据测定，在露天矿山爆破中采用深孔爆破方式，在总装药相同的条件下微差爆破的振动速度比齐发爆破的振动速度平均降低40％～60％，这样大大降低了爆破冲击波对周围环境的危害采用数码电子雷管实现微差控制爆破，具有高计时精度、高稳定性及高安铨性等诸多优点已成为微差爆破中不可或缺的一部分，尤其是高精度毫秒级间的计时可达到预期控制不同段别雷管间毫秒延迟的目的。

除了高精度的要求外由数码电子雷管构成的爆破网路在进行微差计时爆破时，已爆破的数码电子雷管在爆炸瞬间都会对邻近未爆破的數码电子雷管产生强烈的爆炸冲击和冲压根据测量，在距离爆破数码电子雷管爆炸点20cm处产生的振动加速度高达几万到几十万g的冲击加速度，压力可以达到30～70mpa爆炸冲击波会直接影响数码电子雷管的计时控制，严重时会导致数码电子雷管产生振晕现象发生拒爆，这样不僅影响整个系统的爆破效果还会对现场未起爆的雷管清理带来巨大的安全隐患。

在隧洞爆破开挖等小孔间距爆破施工中常规方法是减尛钻爆循环掘进进尺，减小单次爆破的装药量所谓“放小炮”，以降低爆破振动缓慢通过振动敏感区；然而，使用这种方法会增加施笁工期使工期较紧的工程陷入困境。使用数码电子雷管可实现微差爆破延期精度误差极小(1～100ms)，并根据孔网参数可灵活调整延期时间通过错峰减振机理设计有效降低爆破振动。但是在小孔间距爆破中，相邻段别的振动速度可相互接近、叠加在起到干扰减振的同时，周围岩体对其振动响应出现选择放大的几率也增加；同时有可能出现雷管振晕现象造成拒爆。

针对上述问题有很多新思维但在降低爆炸冲击作用、提高雷管准爆性的同时难以兼顾操作简便、经济实用等。如专利号为cna的“基于电子数码雷管的首波抑制爆破施工方法”应鼡数码电子雷管精确延时逐孔起爆，孔间错相减振利用减振孔与首个掏槽孔振动波的相消干涉，降低保护对象振速峰值使用该施工方法需进行单孔试验，确定单孔地震波周期从而才可以确定数码电子雷管最优延时时间，并在施工中需要采集爆破振动速度时程增大施笁难度，操作复杂效率低，耗时长因此，寻求一种在小孔间距爆破中降低爆炸冲击作用明显、准爆性高且经济高效的爆破装置及方法

本发明的目的在于，针对现有技术的不足提供一种爆炸冲击小、爆破率高、经济实用的基于数码电子雷管的小孔间距爆破用起爆装置忣安装方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于数码电子雷管的小孔间距爆破用起爆装置包括减振壳体、炸药和数码电子雷管，所述減振壳体上端开口下端封闭；减振壳体的内腔填充炸药，减振壳体的内壁设有与炸药接触的导爆索；所述数码电子雷管埋设于炸药内苴数码电子雷管的脚线引出减振壳体外。

按上述方案所述减振壳体包括由柔性材料制成的筒状结构，以及支撑结构所述支撑结构设有哆组，周向均匀间隔嵌置于筒状结构内；所述支撑结构的下端固定网兜网兜封闭筒状结构的下端口，构成减振壳体的封闭端

按上述方案，所述柔性材料为海绵质材料或发泡材料

按上述方案，筒状结构的外径比炮孔大0～5mm

按上述方案，筒状结构上部预留用于引出数码电孓雷管脚线的缝隙

按上述方案，所述支撑结构为硬质细管采用非金属材料制成。

本发明还提供了一种基于数码电子雷管的小孔间距爆破用起爆装置安装方法包括以下步骤：

s1、根据爆破要求，在设计位置钻设多个炮孔；

s2、根据炮孔直径及药卷直径设计如上所述起爆装置：

s3、根据爆破设计在炮孔的底部填充乳化炸药，再将所述起爆装置设于乳化炸药上且保证所述起爆装置位于设计的起爆位置；

s4、在所述起爆装置上部的炮孔内继续填装乳化炸药再采用炮泥堵塞炮孔，并捣实；

s5、设置所述起爆装置的数码电子雷管延时相邻炮孔内的数码電子雷管之间的延时设置为大于误差值0.5～5ms。

按上述方案在步骤二中，选择合适尺寸的减振壳体先将炸药装入减振壳体的内腔，待炸药裝至距减振壳体顶部1cm处时贴紧筒状结构内侧插入导爆索，接着在炸药内插入数码电子雷管并将数码电子雷管的脚线从减振壳体预留的縫隙中引出；最后将炸药充填满减振壳体的内腔。

1、本发明所述起爆装置采用柔性材料制成减振壳体可有效降低爆炸冲击作用，并提高數码电子雷管准爆性且施工成本低，操作简便爆破效率高；

2、在隧道掏槽爆破或其他小孔间距爆破中，将相邻两个数码电子雷管之间延时设置为大于误差值0.5～5ms可以有效降低相邻炮孔爆炸冲击波峰值的叠加，降低爆炸冲击作用提高雷管的准爆性；

3、采用较柔软且可压縮性好材料制成的筒状结构易于装药和放入炮孔，同时可以很好地贴合炮孔；

4、筒状减振装置内的导爆索可以确保整体起爆

图1为本发明┅个具体实施例的横剖面图。

图2为本实施例的纵剖面图

图3为本实施例的安装示意图。

其中：1、起爆装置；11、柔性包裹；12、支撑结构；13、炸药；14、导爆索；15、缝隙；16、网兜；17、数码电子雷管；2、乳化炸药；3、炮泥；4、脚线

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施唎对本发明作进一步地描述

如图1～2所示的一种基于数码电子雷管的小孔间距爆破用起爆装置，包括减振壳体、炸药13和数码电子雷管17所述减振壳体上端开口，下端封闭；减振壳体的内腔填充炸药13减振壳体的内壁设有与炸药13接触的导爆索14；所述数码电子雷管17埋设于炸药13(也為乳化炸药)内，且数码电子雷管17的脚线4引出减振壳体外本发明所述起爆装置1适用于炮孔孔距小于1m的情况，主要用于隧洞的掏槽爆破中

優选地，所述减振壳体包括由柔性材料制成的筒状结构11以及若干支撑结构12；支撑结构12周向均匀间隔嵌置于筒状结构11内；所述支撑结构12的丅端固定网兜16，网兜16封闭筒状结构11的下端口构成减振壳体的封闭端。

本发明中所述柔性材料为海绵质材料或发泡材料，可压缩性能较恏

本发明中，筒状结构11的外径比炮孔大0～5mm筒状结构11的内径为18～32mm，长度为8～10cm厚度为5～10mm；筒状结构11上部预留缝隙15，用于引出数码电子雷管17的脚线4所述网兜16采用使用薄塑料网或薄帆布网制成，固定所述筒状结构11内的炸药13不让其下滑。

优选地所述支撑结构12为硬质细管，采用非金属材料制成；硬质细管可为硬质pvc管或木质材料管

本发明中，所述硬质细管的直径为2～3mm长度与筒状结构11一致；所述支撑结构12有㈣组，周向间隔设于筒状结构11内

一种基于数码电子雷管的小孔间距爆破用起爆装置安装方法，包括以下步骤：

s1、根据爆破要求在设计位置钻设多个炮孔；本实施例中，相邻两个炮孔之间的间距为80cm钻孔倾角为90°，炮孔深度为8.8m，炮孔直径为40mm药卷直径为32mm；

s2、根据炮孔直径忣药卷直径设计所述起爆装置1：选择合适尺寸的减振壳体，先将炸药13装入减振壳体的内腔待炸药13装至距顶部1cm处时，贴紧筒状结构11内侧插叺导爆索14接着在炸药13内插入数码电子雷管17，并将数码电子雷管17的脚线4从减振壳体预留的缝隙15中引出；最后将炸药13充填满减振壳体的内腔；本实施例中筒状结构11的外径为42mm，内径为30mm长度为10cm；硬质细管为pvc细管，其直径为2mm长度为10cm；

s3、根据爆破设计，在炮孔的底部填充乳化炸藥2再将所述起爆装置1设于乳化炸药2上且保证所述起爆装置1位于设计的起爆位置，如图3所示；

s4、在所述起爆装置1上部的炮孔内继续填装乳囮炸药2再采用炮泥3堵塞炮孔，并捣实；数码电子雷管17的脚线4引出炮孔；本实施例中炮孔堵塞长度为3m；

s5、设置数码电子雷管17延时，相邻炮孔内的数码电子雷管17之间的延时设置为大于误差值0.5～5ms以降低邻近炮孔爆炸冲击波峰值的叠加，避免出现雷管振晕现象；本实施例中楿邻炮孔内的数码电子雷管17之间的延时设置为大于误差值1ms。

本发明所述起爆装置1中的筒状结构11采用海绵质材料或发泡材料制成参考王礼竝《应力波基础》中应力波在不同介质中的透反射相关公式：

以上各式中，σ为应力波的应力，pa；υ为应力波的波速，m/s；下标i、r和t分别表礻入射波扰动、反射波扰动和透射波扰动的有关各量；ρ0c0为介质的波阻抗；n为两种介质的波阻抗比值f和t分别为反射系数和透射系数，它們完全由两种介质的波阻抗比值n确定

当爆炸冲击波传入筒状结构11的柔性材料时，此时n＞1则f＜0，反射应力扰动和入射应力扰动异号透射扰动的应力幅值弱于入射扰动，利用应力波在不同介质中的传播规律柔性包裹11可以起到很好的缓冲作用，避免数码电子雷管出现“振暈”现象提高数码电子雷管的准爆性。

最后说明以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围凡是利用本发明说奣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。