1電子延期雷管的基本原理課件

1.電子延期雷管的基本原理

電子雷管的基本原理與傳統(tǒng)延期藥雷管相同，可以把它看作由傳統(tǒng)瞬發(fā)雷管外掛電子電路構成。圖1是電子雷管的基本控制原理圖。圖11.電子延期雷管的基本原理電子雷管的基本原理圖2是電子雷管的基本控制原理圖。圖2是電子雷管的基本控制原理圖。

為保持同傳統(tǒng)電子雷管接線方式的一致性，電子雷管通常采用供電縣和通信線復合實用的方式；為提高電子雷管的使用可靠性，保證在爆破過程中，供電線路由于某種原因出現(xiàn)故障的情況下，仍能按設定的延期時間完成爆破操作，采用儲能電容C1和C2分別儲存控制芯片工作、點火藥頭所需的能量；為提高電子雷管的抗干擾（靜電、射頻、雜散電流）能力，提高電子雷管的安全性，采用電子開關K3控制對起爆能電能的充電，使其只有在起爆準備（連接、檢測、延期時間設定等）完成后，才處于待起爆狀態(tài)。為保持同傳統(tǒng)電子雷管接線方式的一致性，電子雷管通

在緊急情況下，需要終止爆破操作時，由電子開關K2把C2的儲能釋放;在延期時間到達后，電子開關K1控制把C2的儲能釋放到電子點火頭上，從而完成電子雷管的起爆工作。

延期/控制電路是電子雷管的核心控制部分，由于各公司對電子雷管的認識上的差異性，以及采取的技術手段的不同，生產(chǎn)的電子雷管不同，但其延期和控制的功能是雷管的基本功能。其他功能（如內(nèi)部檢測和同信管理功能能）是附加的。Orica公司和AEL公司EletroDet電子雷管為了對電子雷管在線操作，均在電子雷管內(nèi)部增加了通信管理電路，而且I-KonTM電子雷管增加了用于提高雷管可靠性的內(nèi)部電路。在緊急情況下，需要終止爆破操作時，由電子開關K2把C22.電子延期雷管的技術發(fā)展

目前，電子延期雷管所采用的延時方法有兩種：一種是利用電容器和電阻組合的時間常數(shù)；一種是利用晶體振蕩器和計數(shù)器組合而成。前者的延時電路用的是模擬設備方式，構造簡單廉價，然而由于各元件值有誤差，所以要想得到指定的延時是比較難的。后者的延時電路用的是數(shù)字方式，構造稍復雜，且費用高，但因其晶體振子的質(zhì)量穩(wěn)定，延時誤差小，所以特別適用于要求高精度的延時裝置。2.電子延期雷管的技術發(fā)展目前，電子延期采用晶體振蕩為延時集成電路的電子延期雷管的基本原理圖如下：采用晶體振蕩為延時集成電路的電子延期雷管的基本原理圖如下：3.電子雷管及其起爆系統(tǒng)類型

有關電子雷管技術的研發(fā)工作始于20世紀80年代初。80年代中期，電子雷管產(chǎn)品基本處于技術與產(chǎn)品研究開發(fā)和應用試驗階段。90年代電子雷管及其起爆系統(tǒng)技術取得了較快發(fā)展，逐漸趨于成熟和爆破工程實用化。發(fā)展的第一階段，電子雷管內(nèi)部不帶儲能電容，由外部提供能量供延期模塊工作以及點火起爆。第二階段的電子雷管內(nèi)部帶有儲能電容，可以維持延期模塊工作并最后起爆雷管。3.電子雷管及其起爆系統(tǒng)類型有關電子雷管技術的研

因此，電子雷管一般分為三種類型：一種是電起爆可編程的電子雷管，延期時間在爆破現(xiàn)場按爆破員要求設定，并在現(xiàn)場對整個爆破系統(tǒng)起爆時序實施編程，如Orica公司I-KonTM電子雷管；另一種是電起爆非編程的電子雷管，在工廠預先設定固定延期時間，如AEL公司EletroDet電子雷管；第三種是非電起爆的非編程的電子雷管，可以用導爆管或低能導爆索等非電起爆器材引發(fā)電子延期體再起爆，固定延期時間在工廠預先設定，如瑞典ExploDet公司的電子雷管和美國Ensign-Bickford公司開發(fā)的DIGIDETTM電子起爆系統(tǒng)。因此，電子雷管一般分為三種類型：一種是電起爆可編程的電子

能夠方便地組成簡單、先進的起爆網(wǎng)絡是電子雷管的一大優(yōu)點。起爆系統(tǒng)配合專用的具有特定編碼程序的點火設備，由編碼器識別不同位置的雷管，現(xiàn)場設定起爆順序和延期間隔；或采用固定延期時間的雷管，設置特定的起爆程序，達到預期的爆破破碎效果，減少震動、聲響和其他危害。電子雷管提高了抗靜電、雜散電流、電磁輻射的能力，減少了誤點火，使用安全性提高。每發(fā)電子雷管都有自己的ID碼，具有電子安全保險功能。專用電子起爆裝置起爆，不會被一般的交/直流電源、電池、或傳統(tǒng)起爆設備起爆，具有有效防止雷管被非法使用的可能性。能夠方便地組成簡單、先進的起爆網(wǎng)絡是電子雷管的一大優(yōu)4.國內(nèi)外幾種典型的電子雷管及其起爆系統(tǒng)

目前。澳大利亞Orica公司、南非AEL公司和Sasol公司、瑞典DynamitNobel公司、法國DaveyBickFord公司和日本旭化成工業(yè)公司等世界著名制造商和企業(yè)都研制開發(fā)出了電子雷管及其起爆系統(tǒng)。。Nobel公司和Orica公司聯(lián)合開發(fā)了PBS電子雷管(如圖)4.國內(nèi)外幾種典型的電子雷管及其起爆系統(tǒng)目前。澳

此種雷管的延時時間是在爆破現(xiàn)場根據(jù)礦工或爆破員的愿望設定,并對整個爆破系統(tǒng)進行編程。其延時時間是以1ms為單位,可在0～8000ms范圍內(nèi)為每發(fā)雷管任意設定延期時間。PBS電子雷管起爆系統(tǒng)基本上是由雷管、編碼器和起爆器三部分組成。

此種雷管的延時時間是在爆破現(xiàn)場根據(jù)礦工或爆破員的愿望

編碼器可對每發(fā)雷管的延期時間進行設定。首先將雷管腳線連接到編碼器上,編碼器會立即讀出該發(fā)雷管的ID碼,然后操作人員按設計要求,通過編碼器對該雷管發(fā)送并設定所需的延期時間。目前,PBS電子系統(tǒng)的一只編碼器最多可以管理200發(fā)雷管。起爆器可以控制整個爆破網(wǎng)路編程與觸發(fā)起爆,起爆器能夠觸發(fā)編碼器,但編碼器卻不能觸發(fā)起爆器,起爆網(wǎng)路編程與觸發(fā)起爆所必須的程序命令設置在起爆器內(nèi)。目前,PBS電子起爆系統(tǒng)最多組成1600發(fā)雷管的起爆網(wǎng)路(如圖7),每個編碼器回路的最大長度為2000m,起爆器與編碼器之間的起爆線長1000m。

編碼器可對每發(fā)雷管的延期時間進行設定。首先將雷管腳線連

只有當編碼器與起爆器組成的系統(tǒng)沒有任何錯誤,并且由爆破員按下相應按鈕對其確認后,起爆器才能觸發(fā)整個起爆網(wǎng)路。只有當編碼器與起爆器組成的系統(tǒng)沒有任何錯誤,并且由爆4.1澳大利亞Orica公司的I-KonTM電子雷管起爆系

I-KonTM電子雷管起爆系統(tǒng)由三部分組成：電子雷管、編碼器和起爆器，如圖1。電子雷管可以實現(xiàn)以1ms間隔從0到15000ms全部編程，總延期時間小于100ms時的延期精度在0.2ms以內(nèi)；總延期時間大于100ms時，誤差小于0.1%。4.1澳大利亞Orica公司的I-KonTM電子雷管起爆雷管內(nèi)部具備BIT功能，可在發(fā)火之前，在線對雷管內(nèi)部電子電路、儲能以及點火頭的連接情況進行檢測，具備很高的起爆可靠性；并在配套使用的起爆系統(tǒng)安裝硬件密碼鎖，只有打開密碼鎖，才能使用起爆器起爆雷管。

雷管內(nèi)部具備BIT功能，可在發(fā)火之前，在線對雷管內(nèi)部電子電路4.2南非AEL公司的電子雷管

非洲炸藥有限公司（AEL）擁有Smartdet系統(tǒng)和Electrodet系統(tǒng)兩種電子雷管系統(tǒng)。電子雷管分為預調(diào)（固定）延期時間和可編程序系統(tǒng)兩種。Electrodet電子雷管起爆系統(tǒng)由電子雷管、作業(yè)面控制盒、總控裝置和地面計算機管理系統(tǒng)4個部分組成，按照國際采礦業(yè)高安全性能級和提高生產(chǎn)率的要求設計，分為窄礦脈爆破系統(tǒng)（NarrowReefBlastingSystem）和地面爆破專用系統(tǒng)(SurfaceBlastingSystem)。4.2南非AEL公司的電子雷管非洲炸藥有限公司（A

Electrodet爆破軟件由Detnet2000和MiMine兩個軟件組成，Detnet2000控制所有的爆破器材，MiMine將數(shù)據(jù)轉換成用戶要求的表格或者圖形。Electrodet爆破軟件由Detnet2004.3日本旭化成化學工業(yè)公司的電子雷管

日本旭化成化學工業(yè)公司花費了10年時間研制成功電子延時雷管（EDD）。EDD的主要元件電子：電容器、IC定時器和瞬發(fā)電雷管，封嵌在一個直徑17mm、長約110mm的塑料管內(nèi)。日本旭化成銷售的數(shù)碼電子雷管的外形圖4.3日本旭化成化學工業(yè)公司的電子雷管日本旭化成化學工1-腳線2-特殊塞栓3-電容器4-集成電路5-絕緣套管6-點火頭7-管體8-內(nèi)管9-起爆藥10-基本裝藥

數(shù)碼電子雷管結構示意圖1-腳線2-特殊塞栓3-電容器4-集成5.國內(nèi)的電子雷管

冶金部安全環(huán)保研究院從1985年開始研制電子延期超高精度雷管，通過與上海元件五廠與云南燃料一廠合作，于1988年完成了我國第一代電子雷管。如圖，目前，西安213所、南京理工大學、中國兵器工業(yè)系統(tǒng)總體部和貴州久聯(lián)民爆器材發(fā)展股份有限公司等單位也相繼開展了此項研究工作。國內(nèi)第一個自主研發(fā)的電子雷管專用集成電路“隆芯1號”已研制成功，5.國內(nèi)的電子雷管冶金部安全環(huán)保研究院從1985年開始該集成電路應用于雷管產(chǎn)品，具有電磁兼容性好、安全性高、可靠性好、延期精確、使用簡單等特點。

我國第一代電子雷管的延期體該集成電路應用于雷管產(chǎn)品，具有電磁兼容性好、安全性高、可靠性

它的通信功能可實現(xiàn)雷管與爆破裝置之間雙線制雙向通信的能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡化現(xiàn)場檢測、下載參數(shù)或重復進行參數(shù)化編程。雙線制通信功能實現(xiàn)了不改變傳統(tǒng)電雷管外形結構和簡單的使用連接特點的前提下，具有網(wǎng)絡化大規(guī)模起爆的能力。2006年5月貴州久聯(lián)民爆器材發(fā)展股份有限公司的電子雷管通過了技術鑒定，具備了工業(yè)規(guī)模批量試生產(chǎn)的條件。它的通信功能可實現(xiàn)雷管與爆破裝置之間雙線制雙向通信的能力電子雷管的發(fā)展

21世紀，隨著科學技術的不斷進步，在雷管技術研究和應用領域，高精度電子雷管有著廣闊的應用前景。其不足之處是目前電子雷管的成本較高，組網(wǎng)能力較小，發(fā)火可靠性和安全性還有待提高，不能滿足大規(guī)模爆破作業(yè)對起爆網(wǎng)絡的要求。但電子雷管的先進性、可靠性、靈活性和安全性是顯而易見的。隨著高精度電子雷管的大批量生產(chǎn)和價格的降低，電子雷管將會有更大的發(fā)展并得到廣泛的應用，其取代電和非電雷管，占據(jù)市場是必然的趨勢。電子雷管的發(fā)展21世紀，隨著科學技術的不斷進步，在1.電子延期雷管的基本原理

電子雷管的基本原理與傳統(tǒng)延期藥雷管相同，可以把它看作由傳統(tǒng)瞬發(fā)雷管外掛電子電路構成。圖1是電子雷管的基本控制原理圖。圖11.電子延期雷管的基本原理電子雷管的基本原理圖2是電子雷管的基本控制原理圖。圖2是電子雷管的基本控制原理圖。

為保持同傳統(tǒng)電子雷管接線方式的一致性，電子雷管通常采用供電縣和通信線復合實用的方式；為提高電子雷管的使用可靠性，保證在爆破過程中，供電線路由于某種原因出現(xiàn)故障的情況下，仍能按設定的延期時間完成爆破操作，采用儲能電容C1和C2分別儲存控制芯片工作、點火藥頭所需的能量；為提高電子雷管的抗干擾（靜電、射頻、雜散電流）能力，提高電子雷管的安全性，采用電子開關K3控制對起爆能電能的充電，使其只有在起爆準備（連接、檢測、延期時間設定等）完成后，才處于待起爆狀態(tài)。為保持同傳統(tǒng)電子雷管接線方式的一致性，電子雷管通

在緊急情況下，需要終止爆破操作時，由電子開關K2把C2的儲能釋放;在延期時間到達后，電子開關K1控制把C2的儲能釋放到電子點火頭上，從而完成電子雷管的起爆工作。

延期/控制電路是電子雷管的核心控制部分，由于各公司對電子雷管的認識上的差異性，以及采取的技術手段的不同，生產(chǎn)的電子雷管不同，但其延期和控制的功能是雷管的基本功能。其他功能（如內(nèi)部檢測和同信管理功能能）是附加的。Orica公司和AEL公司EletroDet電子雷管為了對電子雷管在線操作，均在電子雷管內(nèi)部增加了通信管理電路，而且I-KonTM電子雷管增加了用于提高雷管可靠性的內(nèi)部電路。在緊急情況下，需要終止爆破操作時，由電子開關K2把C22.電子延期雷管的技術發(fā)展

目前，電子延期雷管所采用的延時方法有兩種：一種是利用電容器和電阻組合的時間常數(shù)；一種是利用晶體振蕩器和計數(shù)器組合而成。前者的延時電路用的是模擬設備方式，構造簡單廉價，然而由于各元件值有誤差，所以要想得到指定的延時是比較難的。后者的延時電路用的是數(shù)字方式，構造稍復雜，且費用高，但因其晶體振子的質(zhì)量穩(wěn)定，延時誤差小，所以特別適用于要求高精度的延時裝置。2.電子延期雷管的技術發(fā)展目前，電子延期采用晶體振蕩為延時集成電路的電子延期雷管的基本原理圖如下：采用晶體振蕩為延時集成電路的電子延期雷管的基本原理圖如下：3.電子雷管及其起爆系統(tǒng)類型

有關電子雷管技術的研發(fā)工作始于20世紀80年代初。80年代中期，電子雷管產(chǎn)品基本處于技術與產(chǎn)品研究開發(fā)和應用試驗階段。90年代電子雷管及其起爆系統(tǒng)技術取得了較快發(fā)展，逐漸趨于成熟和爆破工程實用化。發(fā)展的第一階段，電子雷管內(nèi)部不帶儲能電容，由外部提供能量供延期模塊工作以及點火起爆。第二階段的電子雷管內(nèi)部帶有儲能電容，可以維持延期模塊工作并最后起爆雷管。3.電子雷管及其起爆系統(tǒng)類型有關電子雷管技術的研

因此，電子雷管一般分為三種類型：一種是電起爆可編程的電子雷管，延期時間在爆破現(xiàn)場按爆破員要求設定，并在現(xiàn)場對整個爆破系統(tǒng)起爆時序實施編程，如Orica公司I-KonTM電子雷管；另一種是電起爆非編程的電子雷管，在工廠預先設定固定延期時間，如AEL公司EletroDet電子雷管；第三種是非電起爆的非編程的電子雷管，可以用導爆管或低能導爆索等非電起爆器材引發(fā)電子延期體再起爆，固定延期時間在工廠預先設定，如瑞典ExploDet公司的電子雷管和美國Ensign-Bickford公司開發(fā)的DIGIDETTM電子起爆系統(tǒng)。因此，電子雷管一般分為三種類型：一種是電起爆可編程的電子

能夠方便地組成簡單、先進的起爆網(wǎng)絡是電子雷管的一大優(yōu)點。起爆系統(tǒng)配合專用的具有特定編碼程序的點火設備，由編碼器識別不同位置的雷管，現(xiàn)場設定起爆順序和延期間隔；或采用固定延期時間的雷管，設置特定的起爆程序，達到預期的爆破破碎效果，減少震動、聲響和其他危害。電子雷管提高了抗靜電、雜散電流、電磁輻射的能力，減少了誤點火，使用安全性提高。每發(fā)電子雷管都有自己的ID碼，具有電子安全保險功能。專用電子起爆裝置起爆，不會被一般的交/直流電源、電池、或傳統(tǒng)起爆設備起爆，具有有效防止雷管被非法使用的可能性。能夠方便地組成簡單、先進的起爆網(wǎng)絡是電子雷管的一大優(yōu)4.國內(nèi)外幾種典型的電子雷管及其起爆系統(tǒng)

目前。澳大利亞Orica公司、南非AEL公司和Sasol公司、瑞典DynamitNobel公司、法國DaveyBickFord公司和日本旭化成工業(yè)公司等世界著名制造商和企業(yè)都研制開發(fā)出了電子雷管及其起爆系統(tǒng)。。Nobel公司和Orica公司聯(lián)合開發(fā)了PBS電子雷管(如圖)4.國內(nèi)外幾種典型的電子雷管及其起爆系統(tǒng)目前。澳

此種雷管的延時時間是在爆破現(xiàn)場根據(jù)礦工或爆破員的愿望設定,并對整個爆破系統(tǒng)進行編程。其延時時間是以1ms為單位,可在0～8000ms范圍內(nèi)為每發(fā)雷管任意設定延期時間。PBS電子雷管起爆系統(tǒng)基本上是由雷管、編碼器和起爆器三部分組成。

此種雷管的延時時間是在爆破現(xiàn)場根據(jù)礦工或爆破員的愿望

編碼器可對每發(fā)雷管的延期時間進行設定。首先將雷管腳線連接到編碼器上,編碼器會立即讀出該發(fā)雷管的ID碼,然后操作人員按設計要求,通過編碼器對該雷管發(fā)送并設定所需的延期時間。目前,PBS電子系統(tǒng)的一只編碼器最多可以管理200發(fā)雷管。起爆器可以控制整個爆破網(wǎng)路編程與觸發(fā)起爆,起爆器能夠觸發(fā)編碼器,但編碼器卻不能觸發(fā)起爆器,起爆網(wǎng)路編程與觸發(fā)起爆所必須的程序命令設置在起爆器內(nèi)。目前,PBS電子起爆系統(tǒng)最多組成1600發(fā)雷管的起爆網(wǎng)路(如圖7),每個編碼器回路的最大長度為2000m,起爆器與編碼器之間的起爆線長1000m。

編碼器可對每發(fā)雷管的延期時間進行設定。首先將雷管腳線連

只有當編碼器與起爆器組成的系統(tǒng)沒有任何錯誤,并且由爆破員按下相應按鈕對其確認后,起爆器才能觸發(fā)整個起爆網(wǎng)路。只有當編碼器與起爆器組成的系統(tǒng)沒有任何錯誤,并且由爆4.1澳大利亞Orica公司的I-KonTM電子雷管起爆系

I-KonTM電子雷管起爆系統(tǒng)由三部分組成：電子雷管、編碼器和起爆器，如圖1。電子雷管可以實現(xiàn)以1ms間隔從0到15000ms全部編程，總延期時間小于100ms時的延期精度在0.2ms以內(nèi)；總延期時間大于100ms時，誤差小于0.1%。4.1澳大利亞Orica公司的I-KonTM電子雷管起爆雷管內(nèi)部具備BIT功能，可在發(fā)火之前，在線對雷管內(nèi)部電子電路、儲能以及點火頭的連接情況進行檢測，具備很高的起爆可靠性；并在配套使用的起爆系統(tǒng)安裝硬件密碼鎖，只有打開密碼鎖，才能使用起爆器起爆雷管。

雷管內(nèi)部具備BIT功能，可在發(fā)火之前，在線對雷管內(nèi)部電子電路4.2南非AEL公司的電子雷管

非洲炸藥有限公司（AEL）擁有Smartdet系統(tǒng)和Electrodet系統(tǒng)兩種電子雷管系統(tǒng)。電子雷管分為預調(diào)（固定）延期時間和可編程序系統(tǒng)兩種。Electrodet電子雷管起爆系統(tǒng)由電子雷管、作業(yè)面控制盒、總控裝置和地面計算機管理系統(tǒng)4個部分組成，按照國際采礦業(yè)高安全性能級和提高生產(chǎn)率的要求設計，分為窄礦脈爆破系統(tǒng)（NarrowReefBlastingSystem）和地面爆破專用系統(tǒng)(SurfaceBlastingSystem)。4.2南非AEL公司的電子雷管非洲炸藥有限公司（A

Electrodet爆破軟件由Detnet2000和MiMine兩個軟件組成，Detnet2000控制所有的爆破器材，MiMine將數(shù)據(jù)轉換成用戶要求的表格或者圖形。Electrodet爆破軟件由Detnet2004.3日本旭化成化學工業(yè)公司的電子雷管

日本旭化成化學工業(yè)公司花費了10年時間研制成功電子延時雷管（EDD）。EDD的主要元件電子：電容器、IC定時器和瞬發(fā)電雷管，封嵌在一個直徑17mm、長約110mm的塑料管內(nèi)。日本旭化成銷售的數(shù)碼電子雷管的外形圖4.3日本旭化成化學工業(yè)公司的電子雷管日本旭化成化學工1-腳線2-特殊塞栓3-電容器4-集成電路5-絕緣套管6-點火頭7