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数码电子雷管

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  数码电子雷管 编制说明 (征求意见稿) 2012 年 07 月 《数码电子雷管》 编制说明 一. 工作简况 1、任务来源 按照工业和信息化部《关于印发 2011 年第二批行业标准制修订计划的通知》(工信厅 科[2011]134 号)的要求,北京北方邦杰科技发展有限公司和北京京煤化工有限公司作为主 要起草单位,承担《电子起爆系统技术要求》行业标准的编制任务,项目计划号 2011-1075Q-MB。 2、主要工作过程 在形成标准征求意见稿的过程中,项目组主要经历了三个重要阶段: 第一阶段,项目组在认真研究分析本项标准的主旨目标、主体框架、实施思路和人员组 成后,于 2011 年 11 月 10 日在北京召开了首次标准制定工作会。行业主管领导、以及电子 雷管生产、研制、应用单位的多位专家经讨论认为,主编单位提出的标准体系框架先进、科 学、合理,工作实施思路清晰、明确,工作实施计划合理、可行,并建议在对现有电子雷管 技术研发、生产和应用现状进一步调研的基础上,考虑将《电子起爆系统技术要求》标准的 名称调整为《电子雷管》标准,对相关内容进一步完善。 第二阶段, 依据首次工作会的会议精神, 项目组迅速开展了对国内外电子起爆系统的全 面深入调研。在此基础上,项目组补充完善了指标体系,并进行了部分指标的补充论证、验 证工作。2012 年 3 月 9 日,项目组再次召开协调会,向行业领导汇报了项目的进展情况。 经讨论决定:(1)将标准名称调整为《数码电子雷管》;(2)在安全性能指标方面从产品 和系统的角度综合考虑; (3)遵循 2011 年 11 月 10 日会议确定的基本内容,将标准定位于 电子雷管产品,包括产品标准(产品性能、安全指标、外观、包装要求等)和检测标准(包 括检测的方法、装置及程序,强调可操作性)。 第三阶段,项目组全面修改标准架构和指标体系,将原《电子起爆系统技术要求》的 三部分标准中涉及到电子雷管的内容、 以及雷管产品和起爆系统中涉及到安全性能指标的内 容重新提炼、论证,对雷管的检测标准进一步完善,并对检验规则、包装运输等内容进一步 补充,现形成征求意见稿。 3. 主要参加单位和工作组成员及其所做的工作 二. 标准编制原则和主要内容 1、标准编制原则 本标准的编写遵循以下原则: (1)指标体系的设计上,在统筹考虑数码电子雷管产品本身固有技术特性、工程爆破 现场使用现实需求、 民爆器材监控管理安全需求等三方面因素的基础上, 以数码电子雷管产 品在生产、运输、贮存、使用等环节的精准性、安全性、可靠性、环境适应性以及使用的方 便性为主线)单项指标要求的确定上,以数码电子雷管工程应用现场需求为根本,以技术指标 的可量化性和国际先进性为导向, 以现阶段国内不同民爆器材生产厂商自主研发的数码电子 雷管产品现状为基础, 遵循在保证产品品质、 满足应用需求的同时具有一定程度包容性的选 取原则。 (3)试验方法的选取上,针对数码电子雷管独特性能,以参考国外先进的试验理念方 法、借鉴国内相关领域成熟方法为主,同时考虑现阶段我国民爆器材生产、试验的现状,创 造性地设计新的、可操作性强的试验方法。 (4)检验规则的制定上,以现阶段国内民爆器材生产管理水平为基础,兼顾考虑目前 数码电子雷管的技术成熟度、产业化水平,以及满足检验结果的有效性和可靠性。 2、主要内容及论据 2-1 术语和定义的确定 在 GB/T 14659-2003《民用爆破器材术语》中,第 4.4.2.10 条给出了“电子雷管”的定义, 描述为“电子延期雷管,用电子模块实现延时的工业电雷管”。随着数码电子雷管技术的发展 和工程应用需求的明确,对“电子雷管”的理解已经发生了巨大变化。首先,电子雷管已不是 传统意义工业电雷管的一种, 而是与工业电雷管在设计理念和使用方式上完全不同的另一种 新兴民爆器材。其次,从工程应用需求和目前国内外的同类成熟产品可以看出,与控制设备 的通信能力已经成为电子雷管必不可少的特征,这也是将本标准的名称确定为“数码 电子雷 .. 管”的原因。因此,GB/T 14659-2003 中对电子雷管的定义已不适用于本标准,本标准重新给 出“数码电子雷管”的定义,以适应行业的需要。 针对数码电子雷管的不同设计理念和使用方式,延期时间的设置方式分为预编程型和 在线可编程型,对延期时间的设置又引入了延期时间、延期间隔、延期范围等概念,并且, 与传统发爆器截然不同的起爆控制方式也引入了起爆控制器、 起爆信号、 总线电压等新概念, 因此,需要给出定义。 2-2 分类和命名的确定 由于数码电子雷管为近年来新兴的民爆器材,WJ/T 9031-2004《工业雷管分类与命名规 则》中并未对数码电子雷管的分类与命名做出规定,因此,本标准参照 WJ/T 9031-2004, 结合目前国内数码电子雷管的研制生产和应用现状,给出了数码电子雷管的分类与命名规 则。 2-3 技术指标及其试验方法的确定 本标准主要从数码电子雷管的设计、外观、脚线、整体结构和整体性能几方面对产品进 行考察,以下简要论述主要指标和试验方法的选取依据。 (1)设计要求 设计要求共有 7 项, 分别是材质、能量来源、延期时间可编程性、可检测性、密码起爆、 起爆能量控制和起爆控制器。其中,对“能量来源”的规定是为了满足产品的本质安全性和环 保性, 同时也考虑到了产品的成本要求; 对“密码起爆”的规定是为了满足产品的社会安全性; 对“可检测性”的规定是为了满足产品在使用时的可靠性; 对“延期时间可编程性”的规定是为 了满足工程应用对数码电子雷管的使用灵活性的要求;对“起爆能量控制”的规定是为了满 足产品的本质安全性。 设计要求主要由设计方案保证,未给出试验方法。 (2)脚线要求 对脚线 项,分别是脚线长度、脚线的绝缘性能、脚线的耐磨性能、脚线的 低温抗裂性能、脚线的抗切割性能、和脚线的抗拉性能。以下是相关情况说明: ? 脚线)对脚线长度的规定主要考虑工程应用的需求和数码电子雷管的特殊性,给出了若干 推荐性脚线长度,也允许供销双方按合同要求定制特殊长度的脚线)考虑到雷管脚线实 际长度和标称长度相比过短,会造成无法根据爆破设计要求连接爆破网路,因此,要求脚线 长度应满足一定公差范围。 ? 脚线)在使用过程中,雷管脚线受到拉力作用有可能发生断裂而失效,因此,需要对脚线)另外,考虑到不同类型爆破工程的施工过程中对脚线的拉力作用差 别较大, 因此, 对用于普通型数码电子雷管和高强度型数码电子雷管的两种类型的脚线分别 加以要求。 对脚线抗拉性能的考察,采用规定负载大小和承载时间的方式进行试验。 (3)整体结构要求 对雷管整体结构的要求共有 7 项, 分别是抗震性能、 抗振性能、 抗弯性能、 抗撞击性能、 抗跌落性能、抗水性能、以及抗拉性能。以下逐项加以说明: ? 抗震性能 由于雷管在运输过程会承受低频震动作用, 可能导致装药结构松散或电子部件结构损坏, 使得雷管失效,产生拒爆。因此,需要对雷管的抗震性能加以要求。 对雷管抗震性能的考察,参考 GB 8031《工业电雷管》的相关要求进行试验。 ? 抗振性能 由于雷管在运输过程可能会承受高频振动作用,并且,雷管在组网使用时,先起爆炮孔 的爆炸震动对后起爆炮孔中的雷管会产生高频振动作用, 这些因素都可能导致装药结构松散 或电子部件结构损坏,使得后起爆的雷管失效,产生拒爆。因此,需要对雷管的抗振性能加 以要求。 对雷管抗振性能的考察,采用 GJB 5309.32《火工品试验方法 第 32 部分:高频振动试 验》的相关规定进行试验。 ? 抗弯性能 1)由于雷管在装填炮孔的过程中可能会受到弯曲载荷作用,可能会导致雷管结构损坏 而失效或发生意外起爆,因此,需要对雷管的抗弯性能加以要求。2)另,由于数码电子雷 管的电子延期部件部位较易损坏,装填点火头或起爆药的部位较为敏感,因此,着重考察雷 管这两个部位的抗弯性能。 对雷管抗弯性能的考察,参考 EN 13763-9《雷管和继爆管 第 9 部分:雷管抗弯性能的 测定》的规定,自行制定了试验方法。 ? 抗撞击性能 由于雷管在使用过程中, 可能受到外力撞击而起爆, 尤其是撞击较为敏感的点火药或起 爆药部位时更易引起意外起爆,从而带来使用过程的安全隐患。因此,需要对雷管的抗撞击 性能加以要求。 对雷管抗撞击性能的考察,采用 WJ/T 9074《工业雷管撞击感度试验方法》中规定的固 定落高试验法进行试验。 ? 抗跌落性能 由于雷管在生产、存贮、运输、使用的过程中,可能从工作台边缘、运输车辆上掉下, 可能直接落入空的炮孔中,从而引起意外起爆。因此,需要对雷管的抗跌落性能加以要求。 对雷管抗跌落性能的考察,参考 EN 13763-11《雷管和继爆管 第 11 部分:雷管和继爆 管的抗跌落爆炸能力测定》的规定,自行制定了试验方法。 ? 抗水性能 1)由于雷管经常需要在潮湿环境或水下爆破工程中使用,雷管进水会导致雷管失效或 产生盲炮。因此,需要对雷管的抗水性能加以要求。2)另,考虑到不同类型的爆破工程对 雷管的抗水性能要求不同, 因此, 对普通型数码电子雷管和抗水型数码电子雷管分别提出要 求。 对雷管抗水性能的考察,采用 GB/T 13227《工业雷管浸水试验方法》的规定进行试验。 ? 抗拉性能 1)由于在使用时,起爆药包入孔的过程中雷管会受到拉力作用,脚线以及密封塞等部 件易从管壳中拉出,导致结构破坏,雷管失效。因此,需要对雷管的抗拉性能加以要求。2) 另外,考虑到不同类型爆破工程的施工过程中对雷管的拉力作用差别较大,因此,对用于普 通型数码电子雷管和高强度型数码电子雷管分别加以要求。 对雷管抗拉性能的考察,采用规定负载大小和承载时间的方式进行试验。 (4)整体性能要求 对雷管整体性能的要求共有 12 项,分别是耐温性能、温度快速变化性能、高温耐硝酸 铵性能、高温耐油性能、抗直流性能、抗交流性能、静电感度、射频感度、延期精度、起爆 能力、长储性能、和可燃气安全度。以下是相关情况说明: ? 抗直流性能 由于在雷管生产、使用环境中存在包含 48V 直流输出的储能工具或设备,可能导致雷 管的损坏,甚至引起意外起爆。因此,需要对雷管的抗直流性能加以要求。 对雷管抗直流性能的考察,采用指定电压大小和通电时间的方式进行试验。 ? 抗交流性能 由于雷管的生产、运输、使用环境中大量存在 220V 交流电,如连接不慎可能会导致意 外起爆,引发安全事故,因此,需要对雷管的抗交流性能加以要求。 对雷管抗交流性能的考察,采用指定电压大小、频率和通电时间的方式进行试验。 ? 静电感度 由于雷管的生产、存储、运输、使用的环境中存在的静电, 例如人体静电、 设备静电等, 可能损坏雷管,甚至引起意外起爆。因此,需要对雷管的静电感度加以要求。 对雷管静电感度的考察,采用 WJ/T 904《工业电雷管静电感度试验方法》中的规定进 行试验。 ? 射频感度 无线电发射台、电视台、雷达发射天线等产生的射频感应电流,成为雷管生产、存储、 运输、使用环境的重要危险源,有可能引起雷管的意外起爆。因此,需要对雷管的射频感度 加以要求。 对雷管射频感度的考察,采用 GJB 152A-1997《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测 量》中方法 RS103 进行试验,考察雷管对 10kHz~40GHz 电场辐射的敏感度。考虑到 GB/T 27602-2011《工业电雷管射频感度测定》中采用的是注入方式对工业电雷管施加射频功率, 而注入方式不适用于电子雷管,因此,采用 GJB 152A-1997 中方法 RS103 规定的试验采用 辐射方式对电子雷管施加射频功率。 ? 延期精度 高延期精度是数码电子雷管相对于传统雷管的主要优点之一, 也是数码电子雷管得以优 化爆破方案、改善爆破效果、体现电子雷管的经济价值的主要因素。因此,需要对雷管的延 期精度加以要求。 由于数码电子雷管的延期一般由专用延期控制模块控制, 其时钟可能会受到冲击、 温漂、 时漂、参数变化等因素的影响。因此,对雷管延期精度的考察也要考虑这几方面因素,要考 察不同使用温度下、 在延期范围内设置的不同延期时间下, 雷管的延期精度是否均能满足相 对应的要求。 ? 起爆能力 为确保雷管起爆后可以可靠地起爆炸药, 避免造成盲炮, 需要对雷管的轴向输出能力加 以考察,故提出起爆能力要求。 对雷管起爆能力的考察,采用 GB/T 13226《工业雷管铅板试验方法》的规定进行试验。 ? 长储性能 为准确可靠地确定雷管的保质期,需要对雷管的长储性能加以考察。 对雷管长储性能的考察,采用 GJB 736.8《火工品试验方法 71℃试验法》的规定进行试 验。 ? 可燃气安全度 为确保煤矿许用数码电子雷管在可燃气中起爆时不引爆可燃气, 需要对雷管的可燃气安 全度加以要求。 对雷管可燃气安全度的考察,采用 GB 18096《煤矿许用电雷管可燃气安全度试验方法》 的规定进行试验。 2-4 检验规则的确定 检验规则的制定上, 以现阶段国内民爆器材生产管理水平为基础, 兼顾考虑目前数码电 子雷管的技术成熟度、产业化水平,以及满足检验结果的有效性和可靠性。 (1)检验项目的确定 本标准将检验项目分为出厂检验和型式检验两类,出厂检验分为逐批检验和周期检验。 综合考虑到性能的稳定性和对产品安全性的影响, 以及检验的程序、 费用、 时间等因素, 本标准规定,对外观、 脚线长度、 抗震性能、 抗振性能、起爆能力等 5 项性能进行逐批检验, 对脚线绝缘性能、脚线耐磨性能、脚线低温抗裂性能、脚线抗切割性能、脚线抗拉性能、抗 拉性能、抗水性能、高温耐硝酸铵性能、高温耐油性能等 9 项性能进行周期检验,对抗弯性 能、抗撞击性能、抗跌落性能、抗直流性能、抗交流性能、静电感度、射频感度、延期精度、 耐温性能、温度快速变化性能、长储性能、可燃气安全度等 12 项性能仅进行型式检验。 需要特别说明的是, 由于数码电子雷管的延期由专用延期模块这一电子部件控制, 考虑 到电子部件性能的稳定性较高,因此,数码电子雷管的延期精度经过型式检验后,只要不更 换延期模块,产品的延期精度就基本上不会发生改变。因此,本标准规定,对延期精度仅需 进行型式检验。 (2)组批规则的确定 综合考虑检验结果的可靠性以及数码电子雷管当前的技术研发情况和生产现状, 本标准 规定,以基本相同的材料、结构、工艺、设备等条件下制造的产品组成一个提交检验批,批 量不超过 15 万发。 (3)检验程序的确定 本标准检验程序的确定,主要依据检验项目的规定。另外,考虑到延期精度和起爆能力 的检验均需将试样起爆,因此,可以将这两个项目合并进行,并且可以最后进行这两项的检 验。 (4)抽样方案的确定 本标准抽样方案的确定主要考虑样本量、抽样风险、所参考的试验方法、目前的生产管 理水平、可以接受的试验费用等方面因素。 三. 标准中涉及专利的知识产权说明 本标准中无涉及专利的知识产权问题。 四. 产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况 本标准的强制性发布实施可以更好地指导数码电子雷管的设计、 生产、 使用及运输等活 动,从而保证产品生产、使用、流通等过程中的安全性和可靠性,有利于我国数码电子雷管 技术的快速进步,并推动我国数码民爆器材向国际化先进水平靠拢。因此,本标准的实施将 产生显著的经济效益和社会效益。 五. 采用国际标准和国外先进标准情况,与国际、国外同类标准水平的对比情况,国 内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况 本标准技术内容的编写主要参考了现有火工品、工业雷管和电工电子产品的部分国标、 国军标、行业标准和国外先进标准。 目前,国内外均没有针对数码电子雷管的通用的制造和验收规范。因此,本标准的制定 实施将填补国内空白,达到国际先进水平。 六. 与现行相关法律、法规、规章及相关标准,特别是强制性标准的协调性 GB 8031-2005《工业电雷管》中规定了工业电雷管的分类与命名、要求、试验方法、检 验规则、包装、标识、运输及贮存。 本标准在涉及到工业雷管共性的性能指标和试验方法的部分采用了与GB 8031-2005相 一致的表述,在涉及到标识、包装、运输、贮存等内容时,也尽可能与GB 8031-2005保持一 致。 七. 标准性质的建议说明 雷管是敏感度较高的爆炸危险品,是国家重点控制的特殊商品。因此,与数码电子雷 管本质安全性和社会安全性相关的要求建议作为强制性内容。 此外, 与产品的可靠性和环境 适应性紧密相关的指标以及某些重要使用指标建议也为强制性内容。 数码电子雷管作为新兴高科技民爆器材,代表着国际先进民爆器材的发展方向。对提 高我国民爆器材的国际化水平、 推进我国数码民爆器材的科技发展发挥着积极的作用。 因此 建议本标准作为强制性标准发布实施。

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