串并网路重炮概率计算.pdf

2 0 0 8 年4 月串并网路重炮概率计算同鸿浩等 7 ‘ 串并网路重炮概率计算 囝鸿涪李晓杰赵铮 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 辽宁大连，1 1 6 0 2 4 [ 摘要] 文章根据现行使用的爆破器材特点，从考虑毫秒雷管的延时精度出发，以申并网路为例，分析了爆破网 路设计的特点，计算出重炮概率，以避免重炮发生，有效控制单响药量。 [ 关键词] 重炮概率雷管精度控制爆破 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 2 l 引言 近些年来，控制爆破技术无论在广度或深度，都 有很大的发展，绝大多数的爆破公司和专业人员从 事控制爆破的工程设计和施工工作，其项目的难度 也有所提高。作为爆破工程中的四大公害，爆破地 震、飞石、空气冲击与毒气必须严格控制，在控制爆 破中，起爆网路的设计和准起爆技术十分重要，在网 路设计中不可避免地要采用毫秒雷管，不仅需考虑 各段雷管的名义延时，还应考虑雷管的延时偏差。同 样在大规模深孔梯段毫秒差爆破中，常采用孔外接 力形式的起爆网路，为了保证各类炮孔按规定顺序 依次起爆，在网路设计中，正如控制爆破一样，不仅 需考虑各段雷管的名义延时，还应考虑雷管的延时 偏差。因此，对非电毫秒雷管的延时特性和重炮概率 进行较深入的研究是十分必要的，以达到避免重炮 发生，有效控制单段药量[ 1 ] 。目前，毫秒雷管的延时 特性多用表1 所列数值。事实上，表1 所列的名义延 时及偏差范围，起初是针对毫秒延期电雷管而制定 ．的，后来非电毫秒延期雷管延用了此值，由于非电雷 管的结构及引爆原理与电雷管不同，所以表1 所列 的延时偏差范围并不能很好反映非电雷管延时精度 较高的特性[ 2 ‘] 。本文根据我国现行使用的爆破器 材特点，从充分考虑毫秒雷管的延时精度出发，以最 简单的串并网路为例，分析了爆破网路设计的特点， 计算出重炮概率。 2 假设及网路 2 ．1 假设 计算重炮概率时，假定 1 每个雷管的起爆延期时间均符合正态分布 T t ‘，口 I 2 t ‘为每段雷管的名义延时时间； 3 盯为雷管延时标准方差，盯≈D 。／1 ．9 6 ，即雷 管起爆时间落在 钟一D 。，“ D 。 区间有9 5 ％的可信 度啪。 2 ．2 雷管延时特性 表1 列出了非电雷管延时特性‘2 “． 表1 非电雷管延时特性 文献[ 3 ] 中，李鹏等对工程中常用的第1 ～1 5 段 非电毫秒延期雷管 西安庆华民爆器材厂生产，带 有2 m 长的导爆管 的延期时间进行实测，每段雷管 被测的样本数以一1 0 0 ～1 6 0 ，对各段测值按式 1 和 式 2 计算出延时均值摊，样本方差口及其回归方差 口7 ，结果见表2 。 犯；当∑卉 1 靠‘- 】 2 文献[ 5 ] 按照正态分布规律的特性，随机事件 万方数据 8 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 7 卷第2 期 表2 各段雷管检测特性 发生的9 5 ％置信区间为 f 一“，f “ ，其中，缸 1 ．9 6 口。这里在计算重炮概率中“取名义延时，方差 口取D o ／1 ．9 6 。 2 ．3网路结构 计算重炮概率时，采用简单的串并联网路，其结 构布置见图1 。 七 j 一1 镅。f ‘髓T 缓缓 f 一2 ，一1 0 一 图1简单申并联爆破网路 3 重炮概率计算 重炮概率计算思路在简单串并联网路中，对于 具有相同段别的地表雷管和相同段别的孔内雷管来 讲，计算第i 孔雷管与附近孔 i 一1 、 i 1 雷管的 重叠概率即可代表整个网路的重炮概率。详见下述 分析。 概率论基本原理‘“有限个相互独立的正态随 机变量的线性组合仍然服从正态分布。比如设X ，y 相互独立且X ～N ∥1 ，盯i ，y ～Ⅳ 胁，胡 ，Z X y 仍然服从正态分布，且有Z ～Ⅳ 户。 肫，斫 刃 。可 以推广到以个独立正态分布随机变量之和情况，若 X t ～Ⅳ 肚，拜 i 1 ，2 ，⋯，升 ，且它们相互独立，则 、 1 它们的和Z 一己x 。仍然服从正态分布，并且有z ～ Ⅳ ∑脂，∑z 。 现在，分析第i 一1 、i 孔内雷管的重炮概率。这 里设第志地表雷管的延期时间服从正态分布乃。～ Ⅳ 胁，而 ，第志孔内雷管延期时间服从正态分布 ％～Ⅳ 胁，以 。在图1 中的简单串并联网路，依 据上述的概率论基本原理，得第i 孔内雷管起爆时 ii 间服从T 压～Ⅳ ∑胁 触，∑以 盯k ，同样，第 I l 暑l 暑 i 一1 孔内雷管起爆时间服从n H ～Ⅳ 己肋。 ●- l 昌 肋 H ，己以 以 H 。如果用丁西、丁D “一1 计算第f 孔内雷管起爆与第f 一1 孔内雷管重炮概率，那么从 它们的概率分布可以看出，它们并不是相互独立的。 i 一1 i 一1 这是因为它们有共同的∑胁、∑以影响因子。为 计算第i 一1 、i 孔内雷管的重炮概率，可以采用逆序 思维实现，见图2 。 七 “一1 I ⋯⋯i 一聪一7 ⋯r 骨 ● 一 II I●● I-● 曩蕊殛 f 一2 O 1 f 图2 逆序计算 计算第f 一1 、i 孔内雷管的重炮概率时，采用从 后往前考虑。图2 的f 孔雷管起爆时间为T 乃t 死，f 一1 孔雷管起爆时间为丁 丁D “- 1 。所以在计 算它们重炮概率相当于计算变量n H 、％ 丁“ 重叠概率，两个变量相互独立，可以采用P A B P A P B 模式计算。 同理，可以求出第i 一2 、f 孔内雷管的重炮概 率，第i 一3 、i 孔内雷管的重炮概率等。在这里采用 第f 一1 、i 孔内雷管的重炮概率近似估算整个网路 的概率。 表3 为不同段别地表雷管、孔内雷管重炮概率 计算结果。 I 、I 、⋯⋯为地表雷管段别；1 、6 、7 、 ⋯⋯为孔内雷管段别。 4 讨论 根据我国现行使用的爆破器材特点，从考虑毫 秒雷管的延时精度出发，以最简单的串并联网路为 万方数据 2 0 0 8 年4 月申并网路重炮概率计算曰鸿浩等 9 例，分析了爆破网路设计的特点，计算出重炮概率。 当然，本文还有很多需要继续研究的地方。比如这 里只是计算了简单串并联网路的重炮概率，在工程 中还有很多典型的爆破网路，它们的重炮概率计算 还要进一步研究；就计算本身的正确性还需现场大 量实验才可以验证。但总体重炮概率计算的思路还 是可以作为工程实践参考的。 参考文献 [ 1 ] 房泽法，叶海旺．单孔单响爆破网络在路基拓宽中的应 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 用D ] ．岩石力学与工程学报，2 0 0 2 ， 7 1 1 0 7 9 ～1 0 8 3 ． 李晓杰，付武，马玉磬．毫秒延时雷管精度对爆破地震 安全的影响[ A ] ．全国爆炸加工与辽宁省爆破学术会 议论文集[ c ] ．6 8 ～7 1 ． 李鹏，王键．非电毫秒雷管的延时特性[ J ] ．水利水电技 术，2 0 0 0 ，3 1 9 1 5 9 ～6 1 ． 陈嘉琨．塑料导爆管[ M ] ．北京，国防工业出版社， 1 9 8 7 ． 盛骤，谢式千，潘承毅．概率论与数理统计 第三版 [ M ] ．北京。高等教育出版社，2 0 0 1 ．1 9 6 ． E s t I m a t t o no fG u nO V e r l a p p l n gP r o b a b l t yf o rS e r I a la n dP a r a n e lC i r c u l t 1 Y I nH o n g h a o ，L iX i a o j i e ，Z h a oZ h e n g S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fS t r u c t u r a lA m l y s i sf o rI n d u s t r i a lE q u i p m e n t ， D a l i a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y L i a o n i n gD a l i a n ，1 16 0 2 4 [ A B S T R A C T ]A c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e ro ft h ec u r r e n te x p l o s i v em a t e r i a l sa n dc o n s i d e r i n gt h ed e l a yp r e c i s i o n o fd e t o n a t o r ，t h i Bp a p e rt a k e 88 e r i a l sa n dp a r a l l e Ic i r c u i ta se x a m p l e st oa n a l y z et h ec h a r a c t e ro fb l a s t i n g [ K E YW O R D S ]g u no v e r l a p p i n gp r o b a b i l i t y ，d e t o r I a t o rp r e c i s i o n ，b l a s t i n gc o n t r o l l e d 高精度长延时电雷管等四个产品通过技术成果验收和生产定型 2 0 0 7 年1 2 月1 5 ～1 7 日，由陕西省国防科工委组织，在西安庆华民爆集团有限公司召开了高精度长延时电雷管、非电点 火系统、驱鸟弹技术成果验收会和地表干线雷管生产定型会。来自国防科工委、南京理工大学、北京理工大学、兵器集团公司 第2 1 3 研究所等单位的7 名专家组成了技术成果验收和生产定型委员会．专家们听取了研制和试生产总结，审查了技术资料， 考察了生产现场并抽检了产品性能，一致同意西安庆华民爆集团有限公司高精度长延时电雷管、非电点火系统、驱鸟弹通过 技术成果验收，地表干线雷管通过生产定型．会议形成如下意见t 1 高精度长延时电雷管采用复式延期体结构和优化设计的铅延期体，结构设计合理，可实现等间隔2 5 m s 、1 0 0 m s 、 2 0 0 m 8 、2 5 0 m s 、5 0 0 m 8 、1 0 0 0 m 3 高精度延期。总延期时间长达1 0 s ，延期精度高，延期系列完善，达到了国际先进水平。 2 非电点火系统结构设计合理，性能可靠，质量稳定。生产工艺独特，其结构中不舍猛炸药及起爆药，是一种安全性高的 ． 新型起爆器材．该项目的研制填补了国内外空白，达到了国际先进水平． 3 驱鸟弹结构设计合理，性能可靠，质量稳定，安全性高．采用国内首创的手持式发射器发射，具有操作方便、成本低廉 等优点．产品的研制开拓了民爆器材发展新领域，填补了国内空白． 4 地表干线雷管生产资料齐全，内容完整、正确I 质量保证体系健全I 生产线布局合理，原材料及生产工艺达到安全、卫生 和。三废”治理标准，产品性能符合企业标准Q ／G H 5 2 8 2 0 0 7 规定的要求，能够满足用户的需要，技术指标处于国内领先水平， 达到国际先进水平． 上述四个产品的研制和试生产成功，增加了我公司产品品种，提高了产品技术含量，促进了国内外工程爆破技术的发展， 提升了公司在行业中的形象，保证了公司地表干线雷管的批量出口，对公司持续发展和行业技术进步具有重要的意义． 王战娃 万方数据