[00140656]爆破盲炮快速检测与识别关键技术与装备

一、主要研究内容 （1）系统研究了工程爆破盲炮检测与识别的现代技术。在系统总结国内外物探理论与技术的基础上,分析了可直接应用于硐室爆破与深孔爆破盲炮检测与识别的多种技术;针对不同技术应用于工程爆破盲炮的检测与识别的优缺点,提出了瞬态电磁耦合法用于检测与识别工程爆破盲炮;采用理论分析、现场试验和实验室试验等多种手段,系统研究了该法的可行性,对埋深、空间位置、空间距离等关键指标对盲炮检测与识别的影响进行了系统研究,得出了瞬态电磁耦合法的局限性。 （2）深入地研究了频分多址盲炮检测与识别技术。在研究瞬态电磁耦合法的基础上,通过试验发现,影响工程爆破盲炮检测与识别精确性指标是预置信号发生器形成的二次磁场,通过理论分析、现场试验与室内试验,提出了频分多址检测技术并研究了该技术的理论基础、适用条件及安全性。通过现场试验结果发现,频分多址检测技术能很好的检测出埋深地下100m范围内的硐室爆破盲炮与埋深在60米以内的深孔爆破盲炮。该技术具有操作简单方便、精确度高、安全性好、可视化程度高等特点。 （3）自主研发了爆破盲炮检测与识别技术。自主研发了爆破盲炮检测与识别系统,检测系统包括地下信号发生器和地面信号识别器,地下发送部分是由通信模块、控制模块及功率放大模块三个部分组成,地上检测部分是由宽频带天线、数据采集模块、通信模块三个部分组成。地下信号发生器具有安装方便、体积小、质量轻、工作时间长、控制方便、适用性强等特点。地面信号检测器具有操作简单、可视化好、工作区域大等特点。 （4）开发了爆破盲炮检测与识别分析软件。自主研发了爆破盲炮系统分析软件,该软件是对盲炮检测与识别系统的数据进行分析、综合、结果报告的软件系统,能够快速的分析盲炮爆破情况,并可以快速生成相关的图形文字报告供爆破工作者了解爆破情况、制定相应安全和排险对策。该软件具有分析能力快、检测结果多样（图表结合）、兼容性好的特点。 （5）系统研究了地下信号发生器发出的信号频段与盲炮埋深的关系。通过现场试验结果得出,在硐室爆破中,系统在975-3000Hz频段范围及信号发、收距离不超过245m（其中岩层厚度为80m）的条件下,能很好的检测与识别单个或多个信号。在深孔爆破中,在埋深在0-60米的地下介质中,深孔爆破盲炮频分多址检测法与检测系统是可以有效检测和识别是否存在盲炮。通过发射不同频率的电磁波,地面检测站可以快速、有效识别不同频率的响应,也就是系统频分多址能力是良好的,良好频响范围为2025-5025Hz。检测结果精确性高。 （6）系统研究了盲炮检测与识别系统工作状态下电爆网路的安全性。通过大量的实验室实验得出,系统在工作状态下产生的感应电流小于200mA,可满足电爆网路中电雷管的安全性。 二、创新点 本课题的研究成果中,形成了以下创新点： （1）通过研究几种探测方法的适用性,首次将电磁波传播理论应用于研究盲炮检测与识别,提出了主动源电磁检测方法,突破了过去盲炮检查仅凭工程经验的局限,使盲炮检测与识别更加科学、系统与实用。 （2）首次研发了用于检测与识别盲炮的技术--频分多址检测技术,填补了爆破盲炮检测与识别技术的空白,为科学与快速检测与识别盲炮提供了有效的技术手段。 （3）首次成功研发了盲炮检测与识别设备与成套系统,有效地解决了盲炮快速检测与识别的重大技术难题。 （4）通过试验研究,得到了信号频段与盲炮埋深的可测性关系,为盲炮的检测与识别提供了依据。 （5）研究了爆破盲炮检测系统对电雷管的安全性影响,通过实验得到了电雷管在电磁环境下的安全判据。 三、推广应用 盲炮的快速检测与识别是新的课题,目前国内外可资借鉴的报道不多。本研究成果在江西漂塘钨业有限公司漂塘矿区、大宝山矿业公司项目部露天采场与鞍钢矿业爆破有限公司弓长岭露天铁矿获得推广应用,准确定位了盲炮的位置与盲炮的数量,为盲炮的及时排除提供了精确数据,研究成果保障了爆破开采的安全进行,为企业带来了极大的社会效益与间接经济效益。国内外有大量爆破作业均有可能产生盲炮,同样会面临盲炮快速检测与识别的问题。应用本项目的研究成果,可解决盲炮引起的爆破安全问题,降低爆破技术人员及爆区周边人民群众的人员伤亡和财产损失,对保障生产企业的安全生产,维护爆区周边社会稳定将产生巨大的社会效益,具有广阔的推广应用前景。