爆破网路可靠性检验示踪的方法.pdf

本发明涉及一种爆破网路可靠性检验示踪的方法，应用于各种岩土爆破工程、拆除爆破工程的爆破网路可靠性检验。包括选择试验场地，在试验场地上用钻孔设备钻孔，以行代替支路，以钻孔代替药室或药包；选择合格的各段雷管，对雷管、网络和钻孔进行编号；按爆破设计网络图，联结各孔雷管端线形成网络支线，架设高速摄影机，用光缆将高速摄影机连接到计算机上，用起爆器起爆网络，在起爆前倒计时读数，并同时启动计算机采集影像。优点在于：保证了工程爆破网路的准确、安全、可靠性，是爆破网路检验和试验研究的重大技术突破。

1、  一种爆破网路可靠性检验示踪的方法，其特征在于包括下列步骤：
(一)选择比较开阔和平整的砂土试验场地，大小在15m×15m～25m×25m；
(二)在试验场地上用钻孔设备钻孔，钻孔直径Φ20mm～Φ40mm，孔深40cm～50cm，要求每个钻孔深度一致；
(三)钻孔行间距和列间距在50cm～100cm，以行代替支路，以钻孔代替药室或药包；
(四)选择合格的各段雷管，使雷管段别和数量满足设计网络要求；
(五)对雷管、网络和钻孔进行编号；
(六)将雷管放入到相应的编号钻孔中，核对所放的雷管与钻孔位置是否正确；每个钻孔再注入石灰粉，用于摄影示踪；
(七)按爆破设计网络图，联结各孔雷管端线形成网络支线，在支线中串联滑动变阻器；该滑动变阻器用于电爆网络，平衡爆破网路支线电阻和调节总线电阻；
(八)调节滑动变阻器，使各支线电阻平衡，分别将各支线并入总线；
(九)选择距离试验场地水平距离30m～50m的位置，高度能够俯视整个爆破网路试验区，架设高速摄影机。
(十)用光缆将高速摄影机连接到计算机上，由计算机控制高速摄影机的图像开始采集时间和存储图像，为保证试验人员的安全，计算机和操作人员应选择在爆破试验安全距离范围以外；
(十一)用起爆器起爆网络，在起爆前倒计时读数，并同时启动计算机采集影像。

2、  如权利要求1所述的一种爆破网路可靠性检验示踪的方法，其特征在于：高速摄影机用于追踪拍摄爆破网路的试验过程，拍摄速度不小于200帧/秒，每帧图片不低于30万像素。

爆破网路可靠性检验示踪的方法
技术领域
本发明主要应用于各种岩土爆破工程、拆除爆破工程的爆破网路可靠性检验，适用于爆破工程中的电爆网路、非电爆网路、混合网路等简单和复杂网路的可靠性检验和试验研究。
背景技术
爆破网路是各种工程控制爆破的技术核心，其可靠性决定工程爆破的成败，在控制爆破或洞室大爆破装药施工前，均要进行起爆网路的模拟试验，以检验爆破设计网路的可靠性。尤其是复杂爆破网路，均应进行实爆试验或等效模拟试验。
以往进行爆破网路实爆试验时，是根据“爆破网路设计布置图”将各药室(孔)各段雷管连接起来进行引爆，爆后检查有无拒爆的雷管，若没有发生拒爆就认为爆破网路正确可靠。这种方法的缺点是不能测量每个雷管的爆炸时间与各雷管之间的爆炸时间间隔；不能显示各药室(孔)先后起爆顺序；只能对爆破最后结果检查，不能对爆破中间情况检查。
显然，只根据爆后雷管有无拒爆来检验网路的可靠性也是极其不准确的，对于控制爆破是按照设计爆破分段顺序进行的，即使网路中所有的雷管全部引爆，也不能说明是按照设计顺序引爆的。
发明内容
本发明提供一种爆破网路可靠性检验示踪的方法，以解决现有方法存在的不能测量每个雷管的爆炸时间与各雷管之间的爆炸时间间隔；不能显示各药室(孔)先后起爆顺序；只能对爆破最后结果检查，不能对爆破中间情况检查的问题。本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：
(一)选择比较开阔和平整的砂土试验场地，大小在15m×15m～25m×25m；
(二)在试验场地上用钻孔设备钻孔，钻孔直径Φ20mm～Φ40mm，孔深40cm～50cm，要求每个钻孔深度一致；
(三)钻孔行间距和列间距在50cm～100cm，以行代替支路，以钻孔代替药室或药包；
(四)选择合格的各段雷管，使雷管段别和数量满足设计网络要求；
(五)对雷管、网络和钻孔进行编号；
(六)将雷管放入到相应的编号钻孔中，核对所放的雷管与钻孔位置是否正确；每个钻孔再注入石灰粉，用于摄影示踪；
(七)按爆破设计网络图，联结各孔雷管端线形成网络支线，在支线中串联滑动变阻器；该滑动变阻器用于电爆网络，平衡爆破网路支线电阻和调节总线电阻；
(八)调节滑动变阻器，使各支线电阻平衡，分别将各支线并入总线；
(九)选择距离试验场地水平距离30m～50m的位置，高度能够俯视整个爆破网路试验区，架设高速摄影机。
(十)用光缆将高速摄影机连接到计算机上，由计算机控制高速摄影机的图像开始采集时间和存储图像，为保证试验人员的安全，计算机和操作人员应选择在爆破试验安全距离范围以外；
(十一)用起爆器起爆网络，在起爆前倒计时读数，并同时启动计算机采集影像。
本发明的高速摄影机用于追踪拍摄爆破网路的试验过程，拍摄速度不小于200帧/秒，每帧图片不低于30万像素。
本发明采用示踪法进行爆破网路检验，是在爆破网路试验时，利用高速摄影机对着试验区拍摄每个模拟支路洞室(炮孔)中的雷管起爆时间和过程。起爆时，高速摄影机对着试验区拍摄，高速摄影机拍摄速度应不小于爆破网路中的雷管精度，一般不小于每秒200帧，即每帧时间间隔不大于5ms。高速摄影拍摄的速度越快，检验精度越高，根据拍摄到的图幅即可测量出每个雷管的爆炸时间和各雷管之间的爆炸时间间隔、以及整个网络的爆破顺序和有无拒爆。
本发明的优点在于：采用示踪法对爆破网路可靠性检验，填补了爆破这一工程领域的爆破试验网络过程检查和网络试验研究的世界空白，通过对采集到的各帧图像进行对比分析，可以清晰地掌握整个爆破网络中每段和每孔雷管起爆时间及过程，所获得的影像数据既准确可靠地反映了网路试验的整个过程，又形象精确地记录了各药室(部位)雷管起爆时间，由以往爆破网络的爆后视觉宏观调查上升到试验过程精确测量，对迟爆和早爆等不合格雷管以及错误的网络连接均能准确地得到检查，从而提高了工程爆破的可靠性。从真正意义上有了爆破网络检验的可靠方法，并且有了检验精度，其精度根据高速摄影机拍摄的速度而定，拍摄速度越快检验精度越高。有了示踪法，保证了工程爆破网路的准确、安全、可靠性，是爆破网路检验和试验研究的重大技术突破。
附图说明
图1是实施例4的爆破网络试验布置图；
图2是实施例4现场实际爆破网路情况图；
图3是高速摄影机拍摄的京煤雷管网路爆破检验过程照片图；
图4是高速摄影机拍摄的对庆华雷管爆破网路检验过程照片图。
具体实施方式
实施例1
(一)选择比较开阔和平整的砂土试验场地，大小15m×15m；
(二)在试验场地上用钻孔设备钻孔，钻孔直径Φ20mm，孔深40cm，要求每个钻孔深度一致；
(三)钻孔行间距和列间距在50cm，以行代替支路，以钻孔代替药室或药包；
(四)选择合格的各段雷管，使雷管段别和数量满足设计网络要求；
(五)对雷管、网络和钻孔进行编号；
(六)将雷管放入到相应的编号钻孔中，核对所放的雷管与钻孔位置是否正确；每个钻孔再注入石灰粉，用于摄影示踪；
(七)按爆破设计网络图，联结各孔雷管端线形成网络支线，在支线中串联滑动变阻器；该滑动变阻器用于电爆网络，平衡爆破网路支线电阻和调节总线电阻；
(八)调节滑动变阻器，使各支线电阻平衡，分别将各支线并入总线；
(九)选择距离试验场地水平距离30m的位置，高度能够俯视整个爆破网路试验区，架设高速摄影机，高速摄影机用于追踪拍摄爆破网路的试验过程，拍摄速度200帧/秒，每帧图片30万像素；
(十)用光缆将高速摄影机连接到计算机上，由计算机控制高速摄影机的图像开始采集时间和存储图像，为保证试验人员的安全，计算机和操作人员应选择在爆破试验安全距离范围以外；
(十一)用起爆器起爆网络，在起爆前倒计时读数，并同时启动计算机采集影像。
实施例2
(一)选择比较开阔和平整的砂土试验场地，大小20m×20m；
(二)在试验场地上用钻孔设备钻孔，钻孔直径Φ30mm，孔深45cm，要求每个钻孔深度一致；
(三)钻孔行间距和列间距在75cm，以行代替支路，以钻孔代替药室或药包；
(四)选择合格的各段雷管，使雷管段别和数量满足设计网络要求；
(五)对雷管、网络和钻孔进行编号；
(六)将雷管放入到相应的编号钻孔中，核对所放的雷管与钻孔位置是否正确；每个钻孔再注入石灰粉，用于摄影示踪；
(七)按爆破设计网络图，联结各孔雷管端线形成网络支线，在支线中串联滑动变阻器；该滑动变阻器用于电爆网络，平衡爆破网路支线电阻和调节总线电阻；
(八)调节滑动变阻器，使各支线电阻平衡，分别将各支线并入总线；
(九)选择距离试验场地水平距离40m的位置，高度能够俯视整个爆破网路试验区，架设高速摄影机；高速摄影机用于追踪拍摄爆破网路的试验过程，拍摄速度300帧/秒，每帧图片50万像素；
(十)用光缆将高速摄影机连接到计算机上，由计算机控制高速摄影机的图像开始采集时间和存储图像，为保证试验人员的安全，计算机和操作人员应选择在爆破试验安全距离范围以外；
(十一)用起爆器起爆网络，在起爆前倒计时读数，并同时启动计算机采集影像。
实施例3
(一)选择比较开阔和平整的砂土试验场地，在25m×25m；
(二)在试验场地上用钻孔设备钻孔，钻孔直径Φ40mm，孔深50cm，要求每个钻孔深度一致；
(三)钻孔行间距和列间距在100cm，以行代替支路，以钻孔代替药室或药包；
(四)选择合格的各段雷管，使雷管段别和数量满足设计网络要求；
(五)对雷管、网络和钻孔进行编号；
(六)将雷管放入到相应的编号钻孔中，核对所放的雷管与钻孔位置是否正确；每个钻孔再注入石灰粉，用于摄影示踪；
(七)按爆破设计网络图，联结各孔雷管端线形成网络支线，在支线中串联滑动变阻器；该滑动变阻器用于电爆网络，平衡爆破网路支线电阻和调节总线电阻；
(八)调节滑动变阻器，使各支线电阻平衡，分别将各支线并入总线；
(九)选择距离试验场地水平距离50m的位置，高度能够俯视整个爆破网路试验区，架设高速摄影机，高速摄影机用于追踪拍摄爆破网路的试验过程，拍摄速度400帧/秒，每帧图片30万像素；
(十)用光缆将高速摄影机连接到计算机上，由计算机控制高速摄影机的图像开始采集时间和存储图像，为保证试验人员的安全，计算机和操作人员应选择在爆破试验安全距离范围以外；
(十一)用起爆器起爆网络，在起爆前倒计时读数，并同时启动计算机采集影像。
实施例4在刘家峡1:2模型岩塞爆破试验的爆破网络检验中的应用。
本次检验采用的是Norpix Streamhix 3.31.0型高速摄影机，拍摄速度为每秒200帧，像素30万，每帧照片相隔5ms。试验中对网络爆破全部过程进行了跟踪拍摄。
图1是按照设计爆破网路(含有电爆网路和非电爆网络)分解的爆破网路试验现场布置图。图中编号MS-1代表1段雷管，毫秒时间为0ms；MS-3、MS-4、MS-5分别代表3段、4段、5段雷管，毫秒时间分别为50ms、75ms、100ms。
(1)试验一
按照图1的爆破网路试验布置图，试验一选用了北京京煤化学有限公司生产的高精度毫秒延期雷管(简称京煤雷管)组成爆破试验网络，进行网络可靠性检验，雷管延期精度为±5ms。现场实际爆破网路情况见图2。
图3是高速摄影机拍摄的京煤雷管网路爆破检验过程照片，下面简单就附图3中的各图对照分析拍摄结果。
附图3第2帧图片显示，起爆时间为拍摄后5ms。第3帧图片显示，1段(0ms)雷管在拍摄10ms后全部起爆，1段雷管起爆延迟了5ms。第5帧图片显示，在试验布置图中II排6号孔、7号孔出现早爆现象。6号孔早爆65ms，7号孔早爆90ms。从第18帧到27帧显示，I排3号孔产生迟爆，迟爆40ms。除了早爆和迟爆的雷管外，其它雷管均能按规定的延期时间爆炸，并且满足±5ms精度要求。以上说明网络中的雷管精度较高，但可靠性很差，不能满足工程要求，不应采用这一厂家这一批次生产的雷管用于工程。
试验二
试验二选用的是西安庆华民爆有限公司生产的等间隔毫秒延期雷管(简称庆化雷管)，其延期精度为±12.5ms。
用高速摄影机拍摄的试验结果见附图4。
根据高速摄影机拍摄的各帧图像，整理各孔起爆时间结果如表1所示。
从表1数据看，各部位所用雷管延期时间均符合出厂规定要求。虽然庆华雷管精度低，但可靠性好，没有早爆和迟爆现象。
表1各炮孔雷管起爆时间