[01013501]智能化电子雷管精确控制爆破关键技术及工程应用

爆破在基础设施建设、抢险工程等国民经济和社会发展诸多领域发挥着重要作用。《国务院关于进一步推进西部大开发的若干意见》指出，西部大开发基础设施建设关系到西部地区的长远发展与西部大开发发战略的实施。爆破是西部地区大量的路堑、边坡、隧洞、山体开挖工程的首选施工方法。然而由于爆破对象与环境越来愈复杂，安全环保要求越来越高，原有爆破技术难以实现效果的精确控制，安全与环保问题突出。为实现对爆破施工的精确控制，项目组通过器材研制、理论构建、软件开发和工程应用等开展研究，创新成果如下： (1)研发了高精度、高安全性、高可靠性的系列电子雷管及其起爆系统，保障了大规模和超复杂爆破的精确控制起爆，实现了电子雷管的全生命周期动态管控。研发了具有延时标量精确、时间装定阈宽、组网规模超大及信号传输距长等特征的电子雷管，发明了非接触式注册机和专用起爆器。研发了基于物联网的电子雷管在线监测、实时定点及密码授权等技术。 (2)提出了基于智能化电子雷管的精确控制爆破设计方法，形成了精确延时爆破危害效应防控技术体系。开发了基于离散元框架内链网模型的爆破模拟软件，创建了针对爆堆形态、爆破块度和爆破振动综合控制的电子雷管延期时间设计方法，建立了基于大数据挖掘技术的爆破效果量化评价体系，实现了电子起爆条件下爆破参数的全过程智能设计，爆破振动降低44.2％，大块率降低72.1％以上。 (3)突破了电子雷管在复杂环境下的应用瓶颈，创建了电子雷管精确延时爆破作业标准，建立了精确延时爆破施工技术体系。首创了基于物联网的可识别孔位的起爆系统，实现了炮孔和雷管位置的精准匹配，保证了大规模起爆组网操作的效率和质量，现场联网效率提高50％以上。突破了电子雷管在深水、裂隙岩体、复杂构筑物、高陡边坡危岩体等复杂环境下的应用瓶颈，为发挥精确延时的技术优势提供了保障。 整体成果达到国际领先水平，对爆破行业的精准化、智能化发展起到了重要推进作用。 结合项目的研发和推广应用，获发明专利25项和国际专利1项，实用新型36项，软件著作权19项，制定国家、地方标准3项，工法3项，发表论文70余篇(SCI/EI23篇)，出版专著2部，获行业科技进步一等奖6项。成果先后在重庆红旗河沟车站、三峡库区危岩体、长江航道、贵阳电厂冷却塔、利比里亚NL金矿等国内外100余项项目中推广应用，经济效益逾91.5亿元，利润12.2亿元，经济、社会和环保效益显著。