一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管

1.本发明属于电子数码雷管技术，具体涉及一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管。


背景技术：

2.电子数码雷管是通过电子芯片取代传统延期雷管中的延期药实现延期发火的一种新型电雷管。由于其具有延时精度高，能够使岩石爆破尺寸更均匀；可以控制爆破地震频率，降低爆破震动幅度；减少边坡破坏等优点，所以在爆破工程中已逐渐推广使用，但随之电子数码雷管的缺点也逐渐显现。
3.《工业电子雷管抗冲击性能试验研究》（杨文，载于《火工品》2022年第2期第16-19页）中介绍，电子数码雷管虽然在普通露天大断面工程爆破中极少发生意外发火与拒爆现象，但在隧道、井下及孔桩等小断面爆破工程中却出现了较多意外发火与拒爆情况。主要原因是各爆炸孔间距太小，先爆孔爆炸产生的电磁脉冲与冲击振动对电子数码雷管造成了破坏，从而导致电子数码雷管出现意外发火与拒爆。
4.《关于电磁脉冲对电子雷管推广应用影响问题的探讨》（王铭锋，载于《煤矿爆破》2019年第5期第25-27页）中介绍，先爆孔炸药爆炸产生的巨大能量使气体温度升高，导致气体电离形成等离子体，电磁脉冲的根源就是等离子体的辐射。电磁脉冲会直接对电子数码雷管的电子控制模块主要是电子芯片产生干扰，使得电子芯片无法正常工作，从而导致拒爆。电磁脉冲辐射所形成的电磁场，可以在金属目标表面产生感应电流，沿着连接线路及雷管壳体进入电子芯片中，导致电路功能紊乱，出现误码、复位等，甚至会擦除相关信息；如果感应电流过大，还会烧毁电子元器件，使电子芯片拒爆。
5.《两种电子雷管抗冲击性能对比试验研究》（杨文，载于《爆破器材》2022年5月30日发表的网络首发论文）与《电子雷管小孔距爆破拒爆试验研究》（刘忠民，载于《爆破器材》2021年第5期第39-42页）中介绍，先爆孔炸药爆炸产生的冲击与振动会导致电子数码雷管的引火药头被振碎、电子芯片数据紊乱、电容发生漂移。电子数码雷管随着冲击强度的增大，依次表现为暂时拒爆、引火元件结构损坏拒爆或殉爆。
6.2018年9月17日，工业和信息部安全生产司和公安部治安管理局在贵阳联合召开民爆行业智能制造现场推广会，要求推广应用电子数码雷管，在2022年全面使用工业数码电子雷管。面对日益增长的使用量，对电子数码雷管的安全性、可靠性与稳定性提出了更高的要求。因此电子数码雷管在上述小断面爆破作业中的安全性隐患亟需解决。
7.《小断面隧道掘进中的电子雷管爆破参数优化》（江云星，载于《化工矿物与加工》2020年第8期第5-9页）中介绍，通过减小装药量、优化掏槽方式、设置延期时间为50ms等更改爆破参数方式可以降低电子数码雷管出现意外发火与拒爆的概率。《两种提高工业电子雷管抗冲击波性能缓冲材料的实验研究》（岳彩新，载于《煤矿爆破》2021年第3期第1-5页）一文中发现用乳胶管或橡胶保温材料包覆在电子数码雷管外侧作为其缓冲减振材料时，可以衰减爆炸冲击波能量对电子数码雷管的影响，进而降
低出现意外发火和拒爆的概率。
8.目前尚未见有文献披露出从结构角度提出全面、系统加固电子数码雷管以降低电磁脉冲和冲击振动影响的设计方案。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管，以降低电子数码雷管意外发火与拒爆的概率，提高电子数码雷管的安全性和可靠性。
10.实现本发明目的的技术解决方案：一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管，包括脚线、密封塞、管壳，以及同轴设置在管壳内的盖片、内套、控制电容、电子控制模块、发火电容、药头、绸垫、内壳、衬壳、起爆药、第一猛炸药和第二猛炸药，还包括填充在药头周围的填充剂；管壳自下向上依次设置第二猛炸药、第一猛炸药、起爆药；起爆药装填在衬壳内，其外加套有内壳，绸垫两端面紧贴内壳内端面和起爆药，将起爆药与内壳上的中心孔隔开以约束起爆药。内套内部自上向下依次设有控制电容、电子控制模块、发火电容、药头以及填充在药头周围的填充剂；药头输入端与发火电容相连；盖片顶面与管壳的输入端端面之间的空位装入密封塞；脚线依次通过密封塞、盖片、内套与控制电容相连。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明通过电子数码雷管整体结构和组成单元的优化设计，降低了出现意外发火和拒爆的概率，提高了电子数码雷管的安全性和可靠性。
12.（2）未改变外形尺寸，不影响电子数码雷管的使用。
13.（3）整体结构简约、紧凑，成本只会略有增加。
附图说明
14.图1为一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管轴向剖面图。
15.图中，1为脚线、2为密封塞、3为管壳、4为盖片、5为内套、6为控制电容、7为电子控制模块、8为发火电容、9为填充剂、10为药头、11为绸垫、12为内壳、13为衬壳、14为起爆药、15为第一猛炸药、16为第二猛炸药。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
17.结合图1，本发明所述的一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管，包括脚线1、密封塞2、管壳3，以及同轴设置在管壳3内的盖片4、内套5、控制电容6、电子控制模块7、发火电容8、填充剂9、药头10、绸垫11、内壳12、衬壳13、起爆药14、第一猛炸药15和第二猛炸药16；管壳3自下向上依次设置第二猛炸药16、第一猛炸药15和起爆药14；起爆药14装填在衬壳13内，其外加套有内壳12，内壳12顶面开有中心孔，绸垫11两端面紧贴内壳12内端面和起爆药14，将起爆药14与内壳12上中心孔隔开；内套5内部自上向下依次设置控制电容6、电子控制模块7、发火电容8、药头10以及填充在药头周围的填充剂9；药头10输入端与发火电容8相连；盖片4顶面与管壳3的输入端端面之间的空位装入密封塞2；脚线1依次通过密封塞2、盖片4、内套5与控制电容6相连。
18.实施例1
结合图1，本发明所述的一种有助于防止意外发火和拒爆的电子数码雷管，包括脚线1、密封塞2、管壳3，以及同轴设置在管壳3内的盖片4、内套5、控制电容6、电子控制模块7、发火电容8、填充剂9、药头10、绸垫11、内壳12、衬壳13、起爆药14、第一猛炸药15和第二猛炸药16。第一猛炸药15和第二猛炸药16均为紫胶造粒黑索今。管壳3与内套5同轴装配，均在填充剂9的两端部位沿径向做颈缩处理形成夹箍结构以对药头10、起爆药14和电子控制模块7等进行轴向定位，防止发生窜动摩擦药剂进而导致意外发火或形成冲击振动效应进而引起电子元器件和结构损坏导致拒爆。
19.管壳3采用铜铝复合材料冲制而成，外层材料为铜、内层材料为铝，使用复合材料可以更好地衰减先爆孔炸药爆炸后产生的冲击振动，降低电子数码雷管意外发火和拒爆的概率，提高电子数码雷管的安全性。
20.内套5由橡胶或塑料等非金属材料制成，位于控制电容6、电子控制模块7、发火电容8、填充剂9和药头10的外侧，将电子元器件完全包裹住，可以进一步衰减先爆孔炸药爆炸后产生的冲击振动，降低电子数码雷管意外发火和拒爆的概率，提高电子数码雷管的可靠性。
21.填充剂9完全包裹住药头10，顶面紧贴发火电容8、底面紧贴内壳12和内壳12内的绸垫11，采用具有一定弹性和强度但不影响药头10可靠引燃起爆药14的发泡材料制成，可以有效支撑药头10并且约束起爆药14的位置，防止出现药头10药剂脱落无法引燃起爆药14、导致电子数码雷管拒爆的现象。
22.盖片4为金属片如纯铝片，其底面紧贴内套5的顶面，其顶面紧贴密封塞2，与密封塞2、管壳3一起对电子数码雷管内部的电子元器件实现结构封闭与电磁屏蔽，减少先爆孔炸药爆炸后产生的电磁脉冲对电子数码雷管内部电子元器件的影响，降低电子数码雷管拒爆的概率，提高电子数码雷管的安全性和可靠性。
23.管壳3通过径向收压固定密封塞2，实现密封，增强了电子数码雷管隔绝水蒸气的能力。在地下矿山和井下等潮湿的环境工作时，可以有效防止电子数码雷管内部出现受潮甚至泡水情况，不至于使电子数码雷管内部电路或元器件失效进而出现拒爆的情况。
24.密封塞2的材料为导电的非金属材料如导电橡胶，以进一步改善电子数码雷管内部结构的电磁屏蔽效果，从而防止意外发火，提高电子数码雷管的安全性和可靠性。
25.内壳12与衬壳13同轴配合，内壳12为外层，衬壳13为内层、内壳12的材料为纯铝或铝合金，衬壳13的材料为不锈钢，两者以开口相反方向套叠装配在一起，其侧壁形成复合隔板，增强隔振和隔爆效果，可以有效防止先爆孔炸药爆炸后产生的冲击振动导致起爆药14被殉爆，提高电子数码雷管的安全性和可靠性。
26.本发明的工作流程为：电子数码雷管通过脚线1接入起爆系统并连接到起爆控制器。起爆控制器与电子数码雷管内的电子控制模块7进行双向数据交互，同时通过整流桥将数据信号转化为直流电压供电子芯片工作、控制电容6和发火电容8储能等。起爆控制器下发起爆指令/数据，电子芯片内部进行比对，若通过则跳转至下一个状态，当所有流程操作完成，电子芯片内部通过各阶段状态比对，则进入到起爆就绪状态。起爆控制器打开充高压开关充高压并下达起爆指令，电子芯片在接收到起爆指令且在设置的延期时间后打开使能开关，使外部开关导通，发火电容8将所存能量瞬间释放到发火元件即药头10，电流流经药头10上的桥丝，桥丝将电能转化为热能，引燃桥丝上的点火药，其火焰输出经过中心部位阻
隔的填充剂9和绸垫11引发起爆药14；起爆药14爆炸后通过衬壳13依次引爆第一猛炸药15和第二猛炸药16，并使底部药型罩形成聚能射流，完成既定爆炸输出。