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露天矿爆破的电子化改造：无线起爆装备替代导爆管网路的可靠性账

中国能源产业发展网发布时间：

2026-11-07 10:28

【中国能源产业发展网原创】【作者：陈远】

露天矿一次爆破的作业量以吨计，准备时间以小时计，而这两组数字之间的关系在传统技术条件下是锁死的。2026年11月2日，国家能源局公布第六批能源领域首台(套)重大技术装备清单，编号78“露天煤矿无线爆破关键技术及装备”入选，研制单位为煤炭科学研究总院有限公司、无锡盛景微电子股份有限公司、上海空御科技发展有限公司，用户单位为山西中煤平朔爆破器材有限责任公司、中煤平朔集团有限公司，依托工程为中煤平朔集团有限公司安家岭露天矿。中国中煤同期公开说明，该装备在国内首次实现“地面+炮孔”全无线起爆，突破百米级透地传输瓶颈，累计应用400余孔、起爆率100%，爆破准备时间平均缩短50%至70%。这条新闻的技术含量不在“更快”这两个字，而在于起爆信号的传输方式被整体替换了。

导爆管网路的真实成本：孔数与管线的乘积

理解无线起爆的收益，先要看清传统方案的成本结构。传统露天矿爆破使用导爆管或电雷管网路起爆，从起爆点到各个炮孔之间需要敷设物理导线或导爆管，每增加一个炮孔，就增加一段管线和一个需要连接与检查的接续点。当一次爆破的孔数从几十个增加到几百个，管线总长与接续点数量同步增长，装药、连线、检查、警戒、清场这一整套工序的时间随之被拉长。

这套结构还有一个常被忽视的弱点：物理链路本身就是故障源。管线的折损、接续不良、接地与杂散电流干扰，都可能在起爆前表现为拒爆或部分拒爆，排查这类问题往往需要逐段测试，耗时远超常规巡检。更重要的是，网络越庞大，排查时的二分定位越困难，现场处置的时间成本呈非线性上升。

因此，爆破准备时间这个指标看起来是管理指标，实际上是装备指标。它直接由孔网规模、连接工艺与排查方式共同决定。2026年11月2日中国中煤公开说明中给出的安家岭露天矿数据是爆破准备时间平均缩短50%至70%，这个幅度在设备层面已经相当可观，因为它对应的正是上面这条被物理链路锁死的工序链。

透地传输：岩体是电磁信号最不友好的介质

无线起爆的核心工程难题在于信号要穿过岩体。地面发射装置发出的指令需要送达埋在岩层内部的炮孔中的接收与起爆单元，而岩体对高频电磁信号有很强的衰减与屏蔽作用，频率越高、含水率越高、传播路径越长，衰减越严重。公开表述把这一难点概括为“突破百米级透地传输瓶颈”，这个“百米级”的限定词本身就是技术难度的说明：地面到百米深处的这段距离，是这套装备必须跨过的物理门槛。

工程上的解法通常有两条路。一是降低载波频率、牺牲数据率换取穿透深度，因为起爆指令的信息量本身很小，一个延时序列加一个起爆使能命令，对带宽的要求远低于通信场景；二是部署中继节点，在钻孔之外另设转发单元，把信号分成若干段接力送达。这两条路各有代价：低频方案对现场电磁干扰更敏感，中继方案则重新引入了需要维护的现场设备。

安家岭的解法是“地面加炮孔”的组合构型。这个构型的工程含义在于两条通道互相补充、互相校验：地面通道负责覆盖直接可达或条件较好的孔，炮孔内通道负责解决深孔与被遮挡孔的信号送达问题，两条通道在起爆逻辑上形成冗余。这是分布式系统里最朴素的可靠性设计思路——不用把单条链路做到万无一失，而是让故障不至于变成一次全网失效。

起爆时序：比“起爆成功”更难的一层要求

对爆破而言，起爆成功与起爆正确是两个不同的指标。前者指指令送达并执行，后者指各个炮孔按预定的先后顺序起爆。露天矿的毫秒延期爆破需要精确控制起爆顺序，顺序错了，破岩效果与飞石控制都会出问题，而这类问题在起爆之后已经无法挽回。因此，时序精度是这套装备真正的技术门槛。

公开说明给出的指标是起爆率100%、累计应用400余孔。起爆率100%说明在该工程的应用范围内未出现拒爆，这是一个很强的工程结论，但它的边界条件需要说明：这一结论对应的是2026年11月2日公布的安家岭露天矿依托工程的具体条件，包括地质条件、炮孔布置形式与装备配置。公开信息未披露该装备在含水层、复杂岩性或大规模孔网条件下的实测时序精度，也未披露误触发率、信号盲区范围等关键可靠性数据。

对于一项列入首台(套)清单的装备，这类数据的缺位是可以理解的。按《能源领域首台(套)重大技术装备评定和评价办法》的要求，研制单位和用户单位需及时报告工作进展，依托工程投产运行一年后开展自评价，形成自评价报告报送国家能源局。这意味着关于这套装备最完整的一批运行数据，将在投产运行一年之后才具备汇总条件。在此之前，外部能做的技术判断，只能建立在机理与已披露指标之上。

与矿山智能化系统的接口：一项容易被低估的价值

公开资料对这套装备的评价中，有一点值得单独拿出来：它可无缝接入穿孔、采装、运输链条，把爆破从危险作业环节转变为可远程管控、少人化运行的智能工序。这句话的技术含义在于，爆破在露天矿的作业序列中原本是物理上最孤立的一环——它涉及炸药、必须在警戒区清场后实施、其参数与结果很难实时回传到生产调度系统。

当起爆指令不再依赖物理导线，且孔网参数、延时序列、起爆状态能够数字化表达并回传，爆破就从一个时间点上的一次性动作，变成了一条可以被调度的生产工序。采装环节的设备可以据此规划等待窗口，穿孔工序可以据此校核孔网设计，运输环节可以据此安排避让。这个接口能力带来的价值，在露天矿用人越来越少、安全冗余要求越来越高的趋势下，其工程意义不亚于爆破本身的技术突破。

不过也要清醒：接口能力是把双刃剑。爆破参数一旦可以远程下发与远程触发，控制权限的边界、误触发的防护等级、授权链条的完整性就都成为必须回答的问题。公开信息未披露这套装备在远程管控模式下的权限管理与安全闭锁机制，而这恰恰是从“技术可用”走向“可被信任”必须跨过的一步。

路线判断：这项装备在行业里处在什么位置

把公开信息放在一起，可以给出三个层次的判断。在装备层面，全无线起爆与透地传输突破是一个已经从实验室走向工程现场的事实，累计400余孔、起爆率100%、准备时间缩短50%至70%共同构成了一组可信的现场证据。在工序层面，爆破准备时间被压缩一半以上，直接改善的是露天矿爆破—采装—运输这一整条序列的衔接效率，这个收益是确定性的、可在排产表上直接看到的。

在推广层面，需要谨慎的部分集中在两处。一是适用边界：这套方案在安家岭的验证结果，能否平移到孔网规模更大、地质条件更复杂的矿区，公开信息未提供答案；安家岭本身的孔网规模与起爆孔数上限也未披露，而信号穿透能力与网络规模之间的约束关系恰恰是最需要被检验的部分。二是时序精度与误触发率这两项核心可靠性指标，目前没有公开的实测数据支撑。

因此对这条路线可以给出的最终判断是：装备本身已经跨过了可用性门槛，工序收益已经兑现，可复制性与长期可靠性这两项仍需运行数据来回答。若把视线放长，这类电子化爆破装备与矿山的智能化调度系统正在形成技术绑定，它们的关系类似于自动化采煤机与调度系统的关系——单台设备的能力有限，但接入到统一调度平台之后，行业整体的生产组织方式会被改写。谁先把这条接口做扎实，谁就在下一轮露天矿技术竞争中拿到主动权。

-本文参考资料来源于中国中煤能源集团、中煤平朔集团公开发布的首台(套)装备成果说明；国家能源局《能源领域首台(套)重大技术装备评定和评价办法》公开文本；中国煤炭报、CCTD中国煤炭市场网等行业媒体报道。

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作者：

陈远