二氧化碳光面爆破起爆系统的制作方法

本实用新型涉及一种二氧化碳光面爆破起爆系统。

背景技术：

二氧化碳爆破是将液体二氧化碳装入二氧化碳爆破管内，通过爆破管内的电引火器通电产生的热能，引发爆破管内的液态二氧化碳气化，气化导致管内压力的急剧升高，使爆破管内的爆裂片破裂，二氧化碳通过爆破管上的曝气通孔喷射而出，破裂或破碎炮孔周围的岩石等物体，实现爆破或爆裂的目的。这种爆破管可用于建筑、隧道、矿山破岩和采矿施工工艺等若干场合的爆破和爆裂（当爆破管用于爆裂时，也可以称为爆裂管），相对于传统以火药为原料的爆炸物品而言，这种爆破管可以通过充入液体二氧化碳以及更换部分一次性元件后重复使用，爆破时不存在燃烧，不会引发火灾，安全性好，监管和使用成本低，且应用范围广。

与火药为原料的爆炸物品相比，二氧化碳爆破管的爆破能力主要依靠液态二氧化碳的充入量，而液态二氧化碳可以在出厂后充装，且能够反复充装下重复使用，液态二氧化碳的充入量可以随时调节和变化，甚至受人为操作因素的影响也较大，因此仅仅从爆破管的出厂信息中无法确定爆破管的爆破能力，而爆破能力的大小对于爆破效果和爆破安全有着很大的影响，应作为发爆器对爆破管的一个重要检测指标，现有技术下用于火药爆炸物品的发爆器不具有这种功能，因此需要开发一种适应于二氧化碳爆破管的爆破系统。

当需要进行光面爆破时，还需要合理设置爆破管的分布和控制方式，才能够使爆破后形成的爆破面平整，并减少对周围岩石结构的破坏。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种二氧化碳光面爆破起爆系统，这种起爆系统不仅采用二氧化碳爆破管进行爆破，有利于提高爆破的安全性，减少对环境的污染，而且爆破后形成的爆破面平整，对周围岩石结构的破坏作用小。

本实用新型的技术方案是：一种二氧化碳光面爆破起爆系统，包括爆破控制中心、智能发爆器和二氧化碳爆破管，所述智能发爆器与所述爆破控制中心通信连接，所述智能发爆器包括能够存储和释放电能的发爆主电路和用于控制发爆主电路的主电路控制电路，所述发爆主电路的发爆输出端连接有发爆母线，所述二氧化碳爆破管的数量为若干个，均设有具有延时功能的电引火器，各所述电引火器的引火线缆以相互间并联的方式连接在所述发爆母线上。

本实用新型的有益效果：由于设置了爆破控制中心，可以在爆破控制中心的远程控制下进行安全爆破，并通过智能发爆器实时获取发爆器所在现场和爆破现场的状况以及涉及爆破的各种数据，以便控制中心随时了解相关情况，为决策提供依据；由于采用二氧化碳爆破管，不会像火药爆炸那样引发火灾，也不会像火药爆炸那样产生有毒有害气体；由于二氧化碳爆破管采用具有延时功能的电引火器，将电引火器的引火线缆并联在发爆母线上，依靠各电引火器自身的延时功能，就能够使各二氧化碳爆破管依据设定的顺序爆破，结合二氧化碳爆破管在开挖面上的合理分布，爆破后能够形成平整的爆破面，且有利于减小对周围岩石结构等的影响。

附图说明

图1是本实用新型的电路构造示意图；

图2是本实用新型的电路构造示意框图；

图3是本实用新型涉及电引火器及其接线方式的结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型提供了一种二氧化碳光面爆破起爆系统，包括爆破控制中心、智能发爆器和二氧化碳爆破管，所述智能发爆器与所述爆破控制中心通信连接，所述智能发爆器包括能够存储和释放电能的发爆主电路和用于控制发爆主电路的主电路控制电路，所述主电路控制电路用于控制发爆主电路的储能、发爆放电和泄能放电等过程，所述发爆主电路的发爆输出端连接有发爆母线，当进行发爆放电时，所述发爆主电路的储能电压施加到用于连接爆破管引火线路的发爆母线上，使爆破管的电引火器得电起爆，所述发爆主电路以及所述主电路控制电路对发爆主电路的控制方式可以采用任意适宜的现有技术，所述二氧化碳爆破管的数量为若干个，均设有具有延时功能的电引火器，各所述电引火器的引火线缆以相互间并联的方式连接在所述发爆母线上，由此各爆破管的电引火器从发爆母线上得电后，在电引火器的控制下延时爆破，延时的时长可以依电引火器的构造和/或参数确定，依据爆破要求设置或选择各爆破管的延时时长，就可以使各爆破管依据设定的时间顺序爆破。

所述爆破控制中心可以与上级指挥中心通信连接，以接收上级指挥中心的指挥、控制和监督，实现分级管理和分级负责，同一个上级指挥中心可以管辖若干爆裂控制中心，同一个爆破控制中心可以控制若干发爆器。

所述若干二氧化碳爆破管在现场的分布方式可以为二维分布（各爆破管的中心点在同一平面内且不在同一条直线上），也可以为三维分布（各爆破管的中心点不在同一平面内），以适应具体的爆破要求。

例如，所述若干二氧化碳爆破管可以分布在同一个作业面上，且分为上下若干行，每一行上的二氧化碳爆破管的数量为多个，不同行上的二氧化碳爆破管按列对齐或者不按列对齐。

所述主电路控制电路通常可设有中央处理单元，通过中央处理单元生成对发爆主电路的控制信号，接入发爆主电路，使发爆主电路进行发爆放电，将电压/电流施加在发爆母线上。

所述中央处理单元可以连接有用于获得爆破管内液体二氧化碳数据的液量采集电路，所述液量采集电路用于获得外部装置采集的涉及爆破管所装液量（液体二氧化碳量）信号，例如，所述液量采集电路可以连接爆破管灌装液体二氧化碳过程中的流量计，将从流量计获得的流量数据送入中央处理单元，由此计算获得装入的液体二氧化碳总量，也可以连接能够检测爆破管内部液体二氧化碳压力的压力计，将从压力计获得的压力数据送入中央处理单元，由此计算爆破管内的液体二氧化碳总量，还可以连接用于对爆破管称重的称重装置，将从称重装置获得爆破管重量数据送入中央处理单元，由此计算爆破管内的液体二氧化碳总量，可以根据实际需要，选择上述任意一种或多种连接，以适应实际状况。根据液态二氧化碳总量以及爆破管的具体构造，可以进一步计算分析出爆破管在爆破过程中气态二氧化碳的初始压力、冲量和体积等各种涉及爆破能力/强度的参数，根据实际采用的检测指标形式，对爆破管的爆破能力指标与预设的爆破能力指标进行比对，对于符合要求，通过相应的检测流程，不限制发爆，对于不符合要求，终止发爆流程，进行自锁并进行必要的报警或提示。

优选的，所述中央处理单元还连接有用于获取爆破管实际爆破强度信息的爆速接口电路，所述爆速接口电路用于获得外部装置涉及爆速的信息，例如，所述爆速接口电路可以连接用于爆速检测的高速摄像机、高速照相、压力探针和离子探针中的任意一种或多种，由此获得爆破的实际状况，通过爆速信息采集装置获得爆速信息，并依此分析并获得爆破管的实际爆破强度和爆破效果，可以进一步对爆破管实际爆破强度与预设爆破强度进行比对和验证，在实际爆破强度符合预设要求时，验证合格，在实际爆破强度不符合预设要求时，验证不合格并进行提示，给出相关数据。

优选的，所述中央处理单元还连接有射频识别装置，通过射频识别装置获得操作人员的射频卡数据，判断该数据与预存的合法操作人员的射频卡数据是否相符，只有相符时才允许进行发爆操作，或者说只有相符时才能够通过射频识别，解除射频识别对发爆的锁闭。

优选的，所述中央处理单元还连接有生物识别装置，例如人脸识别装置、指纹识别装置和虹膜识别装置中的任意一种或多种，通过生物识别装置获得操作人员的相应生物识别数据，判断该数据与预存的合法操作人员的生物识别数据是否相符，只有相符时才允许进行发爆操作，或者说只有相符时才能够通过生物识别，解除生物识别对发爆的锁闭。

优选的，所述中央处理单元还连接有图码接口电路，用于连接条码、照片、二维码、电子码等识别装置，以适应具体要求，所述图码识别装置可以依据实际需要设置，例如，对爆破管的二维码识别。

优选的，所述中央处理单元还连接有摄像接口电路，用于连接摄像机（包括摄像头），由此可以对现场进行视频监视和分析，在出现异常情况时，停止发爆。

优选的，所述中央处理单元还连接有卫星定位装置，由此通过卫星定位方式获得自身的位置（坐标）并进行发爆位置记录，并可以与预设的发爆位置进行对比，只有在位置一致时才允许发爆，所述卫星定位装置可以包括GPS定位装置和/或北斗定位装置。

优选的，所述中央处理单元还连接有无线通信电路，所述无线通信电路可以为WiFi通信模块和/或手机通信模块。

所述中央处理单元还可以连接有备用无线通信接口，由此可以适应不同状况下的无线通信要求。

优选的，所述中央处理单元还连接有能够与控制中心通信的网路通信接口电路，通过无线和/或有线通信网路与控制中心交互，将数据上传到控制中心，获取控制中心的指令和数据。

优选的，所述中央处理单元还连接有RS232通讯接口电路，所述RS232通讯接口电路通过相应的通讯转换模块连接CAN总线，由此形成由RS232通讯接口电路和与其连接的相应的通讯转换模块构成的总线通讯电路，以相应的通讯转换模块连接相应的通讯总线，接入CAN通讯网络。

优选的，所述中央处理单元还连接有用于检测所述发爆主电路储能电路（例如充电电容或其他储能元件，或者由若干元件组成具有储能功能的电路）电压和/或发爆主电路输出电压的电压测量电路，通过电压测量电路获得储能电路电压或发爆主电路的输出电压，判断该数据与预存的相关电压是否相符，只有当相关电压值符合设定要求时才允许进行发爆操作，或者说只有相符时才能够通过电压检测，解除电压检测对发爆的锁闭。

优选的，所述中央处理单元还连接有用于控制所述发爆主电路所能释放的冲能的冲能自动控制电路（冲能自控电路），所述冲能自动控制电路通过检测所述发爆主电路储能电路的电压或所存储的电能以及发爆主电路特性计算获得冲能实测值，根据冲能实测值控制充电电路对充电电容的充电过程使发爆主电路所能释放的冲能符合设定要求，当达到设定冲能范围时，停止充电并允许进行发爆操作，只有冲能实测值与设定值相符时才解除电冲能控制对发爆的锁闭。

优选的，所述中央处理单元还连接有用于测量所述发爆主电路电阻的主电路电阻测量电路，发爆之前先测量主电路的电阻，根据主电路电阻值判断是否存在短路现象，当主电路电阻值低于一定阈值时，通过中央处理器锁闭发爆功能，即使按下发爆按钮也不能发爆，当主电路电阻值处于设定的合理范围之内时，中央处理器允许发爆操作，由此避免了因短路引发的电火花，消除了因短路电火花导致的矿难隐患，极大地提高了发爆的安全性。

优选的，所述中央处理单元还连接有用于检测发爆网络电阻的网络电阻检测电路，通过对电阻的检测，分析判断发爆网络构造是否符合要求，以及是否存在短路、断路等问题，只有网络电阻检测合格，才解除网络电阻检测对发爆的锁闭。

参见图3，所述电引火器的引火线缆采用相互并联的方式连接在发爆母线10上。所述电引火器设有可以通电后产热的电热件25，所述电热件可以采用任意适宜的形式，例如电热丝或者能够形成放电火花的电极对，所述电热件外侧包裹有引火药24，所述引火药位于引爆药29内或者通过延时体26内的延伸药芯27连接引爆药，在设置延时药芯的情况下，引火药先点燃延时药芯，延时药芯经过一段时间燃烧后点燃引爆药，使引爆药燃烧/爆炸产生高温射流，使周围的液体二氧化碳气化；当所述引火药位于引爆药内时，即在引火药不经过延时药芯而直接引燃引爆药的情况下，所述电引火器的引火线缆上可以设有延时控制电路22，通过延时控制电路实现延时引爆，所述延时控制电路可以采用任意适宜的现有技术实现延时控制，例如，所述延时控制电路可以是或可以设有延时电子开关。根据设计需要，也可以延时药芯和延时控制电路并用。

所述电引火器可以设有用于容纳电热件、引火药、引爆药以及延时体和延时药芯（如果有的话）的引火器壳体28。

所述引火药、引爆药和延时药芯可以采用任意适宜的现有技术。

当设有延时控制电路时，所述延时控制电路将引火线缆分隔为外引火线21和内引火线23，所述外引火线的输入端构成所述引火线缆的输入端，所述外引火线的输出端连接所述延时控制电路的输入端，所述内引火线的输入端连接所述延时控制电路的输出端，所述内引火线的输出端连接所述电热件。

本实用新型涉及的中央处理单元、各电路及相互间的通讯和连接方式均可以采用任意适宜的现有技术，所述中央处理单元的各种锁闭功能亦可以采用现有技术在现有中央处理单元中实现。除特别说明或另有含义外，本实用新型涉及的各种分析判断由中央处理单元依据现有技术或其他适宜技术实现。

本实用新型公开的各优选技术手段，除特别说明外及一个优选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。