无线引爆系统、无线引爆方法和用于其的雷管及炸药单元

摘要

本发明涉及一种无线引爆雷管(10)，其具有引爆部(10A)、控制部(10B)、管体(10X)及引爆侧天线(30)，其中，所述控制部(10B)与引爆部连接并对引爆部点火；所述管体(10X)收容引爆部及控制部；所述引爆侧天线(30)为控制部在无线通信中使用的天线，并不分别具有发送专用天线及接收专用天线就能够用于发送接收，引爆侧天线为软磁性线圈天线，控制部(10B)通过引爆侧天线(30)接收100kHz以上500kHz以下频率的操作频率的发送信号。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于隧道挖掘等的无线引爆系统、无线引爆方法 以及用于其的雷管及炸药单元。

背景技术

以往，在隧道的挖掘现场等的爆破作业中，使用如下爆破施工方 法：在朝向作为挖掘面的采掘面的挖掘方向，例如钻有多个直径为数 厘米、深度为数米程度的装药孔，在各装药孔中装填能够用无线引爆 的炸药，从远离采掘面的远处位置用无线发送引爆信号来爆破。

例如，在日本专利公开2001-127511号公报(文献1)中所述的 远程无线引爆系统用发射天线中，将引爆信号的发送器的环形天线遍 及全周地与洞壁面接近配置，使得即使磁场能量较小，也可以使采掘 面的装药孔中装填的全部无线引爆雷管接收稳定的能量。

另外，在日本专利公开2001-153598号公报(文献2)中所述的 远程无线引爆装置中，从发送器对每个无线雷管发送请求表示电能存 储状态的返回信号的控制信号，在确认所有的无线雷管充电结束后， 对各个无线雷管发送引爆准备指令信号，在从所有无线雷管收到引爆 准备指令信号后，向各个无线雷管发送引爆信号。

另外，在日本专利公开2001-330400号公报(文献3)中，公开 了一种涉及固定并设置在隧道内的地基上的远程无线引爆系统用天 线的现有技术。

另外，在日本专利公开平成8-219700号公报(文献4)中所述的 无线雷管，其使用频率为10kHz以下，且线圈圈数为100～100000圈， 直径为35mm～47mm，长度为5～300mm的接收线圈。

发明内容

在文献1所述的现有技术中，将发射天线遍及整个洞壁面并多次 绕卷成线圈状，由于从发送器发送的频率为10kHz以下，因此设为 50卷以下，优选设为30卷以下。将遍及全周地与洞壁面接近配置的 环状天线也绕卷30次并张设的作业非常费工夫，并且为了设置发射 天线，在采掘面附近的操作时间变长，在采掘面附近遭遇落石或崩落 的可能性增大，故不优选。另外，成为无线引爆雷管的天线的接收线 圈为了接收10kHz以下频率的信号来取出更大的能量，如后所述，也 需要在高导磁率并且较大的铁氧体磁芯上多次绕卷导线的复杂方式。 在文献4中作为具体例，示出了线圈圈数100～100000圈、直径 长度5～300mm的接收线圈。

另外，在文献2中所述的现有技术中，由于发送器发送的频率使 用不足10kHz的频率，因此推定为需要与文献1同样的发射天线。因 此，与文献1同样，推定为为了设置发射天线，使在采掘面附近的操 作时间变长，故不优选。

另外，在根据文献1～4中所述的现有技术所假设的操作机及无线 引爆雷管中，存留有以下技术问题。

对于无线引爆雷管接收由操作机以无线发送的发送信号，在无线 引爆雷管中取出更大的能量，则需要使来自操作机的发送信号的能量 变得更大，以及在无线引爆雷管接收发送信号时更有效地进行接收。

作为以更大的能量输出来自操作机的发送信号的方法，列举了使 向操作机侧的天线的电流变得更大的方法、增多该天线的圈数的方法 等。但是，若增大电流则由焦耳热造成的损失增加，最坏情况下会造 成烧损。另外，需要将天线设为更小电阻值且更粗的线，而实际上仅 使电流增大到数安。另外，沿隧道的内壁绕卷的圈数尽可能为40圈 ～500圈程度较为现实。由此，如文献1所述，40～500AT的“安培- 圈数”为实用的值。

另外，作为在接收侧更为高效的接收方法，列举了在与相对于发 送信号的波长λ，通过更接近λ/2长度的天线进行接收的方法，以及 使多次绕卷天线使取出的能量放大的方法和用高导磁率磁芯汇集发 送信号的方法。在文献1～4中所述的现有技术中，由于发送信号的频 率为10kHz，因此λ＝v/f＝(30*10⁷)m/(10*10³)＝30km，λ/2＝15km，将该 长度的天线安装在无线引爆雷管上并不现实。因此在实际中，会在直 径50mm左右的高导磁率磁芯上绕卷数100～数100000圈的导线，将 与圆筒状的炸药直径大致相同的线圈磁芯用作天线。在该情况下，线 圈磁芯为棒球般大小，重量也为数百克，若通过导电线垂放到装药孔 的外面，则有可能切断导电线，并不优选将线圈磁芯垂放到装药孔的 外面。因此，如在文献1及文献4的磁芯及接收线圈所述的那样，优 选配置在无线引爆雷管的前头部分。但是，由于该情况下接收天线即 线圈磁芯配置在装药孔的最深处，因此发送信号难以到达，在10kHz 左右的低频率的情况下，难以使接收效率提高。

这样，在根据文献1～文献4所假设的操作机及无线引爆雷管中， 需要将用于从操作机侧发送发送信号的天线绕卷40～500圈程度，并 且需要在无线引爆雷管侧将作为用于接收发送信号的天线的线圈磁 芯配置在装药孔的里面，并将导线绕卷数100～数100000圈。

另外，在文献1～文献3所述的现有技术中，通过无线从无线引 爆雷管向操作机发送的响应信号的频率设为10MHz～60MHz。在此， 响应信号的频率为10MHz的情况下，在操作机侧接收的天线中，能 够最高效地接收的长度为λ/2＝[(30*10⁷)/(10*10⁶)]/2＝15m。此外，由于 若使用比λ更长的天线，则易于产生驻波，故不优选。然而，从操作 机发送发送信号的天线，如上所述，由于沿着隧道内壁绕卷了40～500 圈，因此λ(该情况下为30m)会有略微超出。因此，用于在操作机 接收响应信号的天线如文献3中所述，需要具有接收专用的半波偶极 子天线。另外，从无线引爆雷管发送响应信号时，若使用上述线圈磁 芯，则从装药孔的最深处发送响应信号，从而到达操作机的能量会变 得非常小。因此，如文献3所述，无线引爆雷管将响应信号的发送专 用的线状天线垂放在装药孔的外面。

这样，在根据文献1～文献4所述的现有技术所假设的操作机与 无线引爆雷管中，关于无线引爆雷管，需要用大型的线圈磁芯作为接 收专用的天线，并且需要用线状天线作为发送专用的天线。另外，关 于操作机，需要用沿着隧道内壁绕卷40～500圈的天线作为发送专用 天线，并且需要接收专用的偶极子天线。因此，由于在操作机上需要 花费时间设置需要的天线，在采掘面附近的操作时间会变长，故不优 选。

作为本发明的一个方面，得到一种无线引爆雷管，该雷管具备引 爆部、控制部、管体及引爆侧天线，其中，所述控制部与所述引爆部 相连接并对所述引爆部点火；所述管体收容所述引爆部及所述控制 部；所述引爆侧天线为所述控制部在无线通信中使用的天线，并不分 别具有发送专用天线及接收专用天线就能够用于发送接收。所述引爆 侧天线为软磁性线圈天线，所述控制部通过所述引爆侧天线接收 100kHz以上500kHz以下频率的操作频率的发送信号。

由此，通过将无线引爆雷管在无线通信中接收的频率设为 100kHz以上500kHz以下，能够使引爆侧天线形成为将导线绕卷在软 磁性体上数圈至数十圈而成的软磁性体线圈天线。

由此，由于能够使用非常精简且小型的软磁性体线圈天线，能够 将所述引爆侧天线的直径设为小于装填炸药的装药孔的内径，并且能 够将引爆侧天线在与无线引爆雷管连接的状态下装填至装药孔内，因 此能够进一步缩短向采掘面的装药孔中装填无线引爆雷管的时间。因 此，能够进一步缩短在采掘面附近的作业时间。

此外，所述软磁性体，是指一种即使在磁性体中，也比较容易使 磁极消失或反转的高导磁率材料，例如包含有铁、硅钢、坡莫合金、 铁硅铝磁性合金、坡曼德合金、铁素体、非晶态磁性合金、纳米晶体 磁性合金等，但通常使用铁素体。

进一步地，通过将所述引爆侧天线设为软磁性体线圈天线，能够 容易地将所述引爆侧天线的朝向设定为沿装药孔的轴向的方向。由 此，无需调整每根天线的朝向，能够更进一步缩短在采掘面附近的作 业时间。

在上述无线引爆雷管中，优选地，所述引爆侧天线与所述管体接 触并设置在所述管体的轴上，或者与所述管体接触并设置在所述管体 的周围。能够将引爆侧天线的设置位置设为适当的位置。另外，由于 管体和引爆侧天线呈一体化，因此能够进一步缩短在向采掘面的装药 孔中装填无线引爆雷管的时间。

在上述无线引爆雷管中，优选地，所述引爆侧天线为通过导电线 与所述管体不接触地朝向规定方向配置。能够增加引爆侧天线的设置 自由度。例如，即使在装药孔的内部设置了无线引爆雷管的情况下， 由于能够在装药孔的入口部设置引爆侧天线，因此方便。在该情况下， 所述引爆侧天线可以调整为朝向能够充分进行所需的由无线进行的 供电及通信的方向(规定的方向)。

在上述无线引爆雷管中，优选地，在所述无线引爆雷管上，将显 示有能够识别该无线引爆雷管的个体信息的显示装置直接或通过电 缆安装在该无线引爆雷管上。无线引爆雷管的个体信息能够通过显示 装置进行确认。由此，能够对产生任何异常的无线引爆雷管进行特定。

作为本发明的另一个方面，得到一种包含无线引爆雷管及由炸药 组成的引爆炸药管(親ダイ)的炸药单元，该炸药单元中，所述无线 引爆雷管安装在所述引爆炸药管中，在通过所述电缆安装所述显示装 置的情况下，所述电缆的长度设定为，在所述炸药单元被装填于爆破 处上钻好的装药孔中时使所述显示装置可以到达所述装药孔外面的 长度。由此，能够构成合适的炸药单元。

另外，在通过所述电缆安装所述显示装置的情况下，由于显示个 体信息的显示装置露在装药孔外面，因此在装药后无线引爆雷管产生 异常时，操作者不必将其从装药孔中取出便能够容易地对发生异常的 无线引爆雷管进行特定。

作为本发明的又一个方面，得到一种无线引爆系统，该系统由上 述的炸药单元、引爆操作机及操作侧天线构成，其中，所述引爆操作 机配置在离开所述装药孔的远处位置，通过无线向所述无线引爆雷管 发送所述发送信号并通过无线接收来自所述无线引爆雷管的响应信 号；所述操作侧天线为所述引爆操作机在无线通信中使用的天线，其 并不分别具有发送专用天线及接收专用天线就能够用于发送接收。

并且，所述操作侧天线呈大致环形形状，若所述控制部从所述引 爆操作机接收所述发送信号，则会作出与接收到的所述发送信号相对 应的响应信号，并将作出的所述响应信号以比所述操作频率更高频率 的响应频率，通过所述引爆侧天线发送，所述响应频率设定为，形成 比所述操作侧天线的环形长度更长的波长的频率。

由此，通过将从引爆操作机向无线引爆雷管发送的信号的频率设 为100kHz以上500kHz以下，与10kHz的情况相比较，能够将操作 侧天线的圈数(巻き数)减少到1/10或其以下。由此，能够进一步 缩短在采掘面附近张设操作侧天线的时间。由此，能够进一步缩短在 采掘面附近的操作时间。另外，通过将来自无线引爆雷管的响应频率 设为比操作侧天线的长度更长的波长的频率，能够防止驻波的产生， 能够提高发送接收的可靠性。在此，操作侧天线的环形长度，是指大 致绕卷成环形的操作侧天线的总延长长度。

在上述无线引爆系统中，优选地，所述响应频率超过所述操作频 率，且在10MHz以下。由此，能够将防止产生驻波的响应频率设为 合适的频率，能够提高发送接收的可靠性。

作为本发明的再一个方面，得到一种使用上述炸药单元及引爆操 作机来对被爆破处进行爆破的无线引爆方法，所述引爆操作机通过无 线向所述无线引爆雷管发送发送信号并通过无线接收来自所述无线 引爆雷管的响应信号。该方法具有：在所述被爆破处钻装药孔的装药 孔钻孔步骤；向所述装药孔装填所述炸药单元的装填步骤；将操作侧 天线以大致环形张设在仅远离在从所述被爆破处远离规定距离的位 置上呈大致环形张设操作侧天线的操作侧天线张设步骤，所述操作侧 天线为所述引爆操作机在无线通信中使用的天线，其长度设定为比与 作为所述响应信号的频率的响应频率相对应的波长更短的长度；通过 所述操作侧天线，从所述引爆操作机以100kHz以上500kHz以下的 频率的操作频率，向所述无线引爆雷管发送使引爆准备开始的发送信 号即准备开始信号的准备开始发送步骤；通过所述引爆侧天线，在接 收到所述准备开始信号时，通过控制部使引爆准备开始的步骤；在准 备结束时，用超过成为比所述操作侧天线的长度更长长度的波长的所 述操作频率，且为10MHz以下的所述响应频率，通过所述引爆侧天 线，从所述控制部向所述引爆操作机发送表示准备结束的响应信号即 准备结束信号的准备结束响应步骤；在通过所述操作侧天线，接收到 所述准备结束信号时，从所述引爆操作机发送对执行引爆进行指示的 发送信号即引爆执行信号的引爆执行发送步骤；通过所述引爆侧天 线，在接收到所述引爆执行信号时，通过控制部对前述引爆部进行点 火，从而对所述引爆部及所述引爆炸药管进行引爆的引爆步骤。

由此，在将从引爆操作机向无线引爆雷管发送的操作频率设为 100kHz以上500kHz以下的同时，通过使用软磁性体线圈天线作为引 爆侧天线，能够实现如下所述的无线引爆方法：其能够进一步缩短引 爆侧天线指向性的调整、装填步骤及操作侧天线的张设步骤所耗费的 时间，即在采掘面附近的操作时间。

在上述无线引爆方法中，优选地，在通过使所述显示装置能够到 达所述装药孔的外面的长度的所述电缆，将所述显示装置安装在所述 无线引爆雷管上的情况下，在所述装填步骤中将所述炸药单元装填于 所述装药孔内，使所述显示装置到达所述装药孔的外面。由此，在无 线引爆雷管发生异常时，例如操作者通过对引爆操作机上显示的个体 信息(例如引爆延迟时间或识别号码等)与装药孔外面的显示装置中 显示的个体信息进行比较，能够容易地对发生异常的无线引爆雷管进 行特定。由此，能够进一步缩短在向装药孔中装药后在采掘面附近的 操作时间。

附图说明

图1是对用于爆破隧道的挖掘现场的采掘面41的无线引爆系统 1进行说明的图。

图2是对在图1的Ⅱ部分所示的采掘面41上钻好的装药孔40中 装填有炸药单元20的状态进行说明的图。

图3是对炸药单元20的结构的实施例进行说明的图。

图4是对图3的Ⅳ部分所示的无线引爆雷管10的结构的实施例 进行说明的图。

图5是对图4的Ⅴ部分所示的控制部10B的结构的实施例进行说 明的图。

图6是对无线引爆方法的处理步骤进行说明的流程图。

图7是对引爆侧天线相对于收容有引爆部及控制部的管体的配 置例进行说明的图。

图8是对引爆侧天线的其他配置例进行说明的图。

图9是对引爆侧天线的又一其他配置例进行说明的图。

具体实施方式

下面，使用附图对隧道挖掘现场的本发明的各种实施例进行说 明。

(无线引爆系统的整体结构(图1)与向装药孔装填炸药单元的 状态(图2))

无线引爆系统1是由炸药单元20、引爆操作机50及操作侧天线 60所构成，所述炸药单元20装填于在采掘面41上钻好的装药孔40 中；所述引爆操作机50配置在从装药孔40离开的远处位置，并通过 无线对炸药单元20进行接收发送信号；所述操作侧天线60张设在采 掘面41附近。

装药孔40例如为直径D1为5cm左右、深度D2为2m左右的钻 好的孔，但并不仅限于此数值。

无线引爆雷管10如图3、4所示，由引爆部10A、控制部10B、 收容引爆部10A及控制部10B的管体10X、天线部10C所构成，天 线部10C由呈大致环状形状的引爆侧天线30及一端与控制部10B连 接且另一端与引爆侧天线30连接的导电线31构成。然后，将无线引 爆雷管10、作为装药孔填装于40时成为前头的炸药13也就是将无 线引爆雷管10插入的炸药13即引爆炸药管13A、作为相对于引爆炸 药管13A适量增减的炸药13的增加炸药管13B一起装填于装药孔40 中。

如图3所示，炸药单元20由炸药13及无线引爆雷管10构成， 并且，炸药单元20为仅有引爆炸药管13A或者对引爆炸药管13A补 充增加炸药管13B的状态。另外，如图2所示，在炸药单元20的前 端，嵌入有由橡胶等弹性体形成的保护帽21，并装填进装药孔40中， 在炸药单元20的后端，使用粘土等填充物22形成盖。并且，导电线 31的长度可以设定为，在将炸药单元20装填进装药孔40时使引爆 侧天线30能够到达装药孔40外面的长度，也可以如图2所示，将其 设定为能够将引爆侧天线30配置在装药孔40内的长度。或者也可以 如图7、8所示，不需要导电线31，而是使引爆侧天线30与管体10X 接触并使其处于管体10X的轴上或与管体10X接触并使其处于管体 10X的周围。此外，保护帽21是在保护导电线31的同时缓和装填时 的冲击的装置，但是也可以省略。

另外显示装置72为显示操作者可以识别无线引爆雷管10的个体 信息(例如引爆延迟时间或标识号)的装置，通过电缆71安装在无 线引爆雷管10上。并且，电缆71的长度设定为，在将引爆炸药管 13A装填于装药孔40中时使显示装置72可以到达装药孔40外的长 度。因此，如图2所示，显示装置72在引爆炸药管13A被装填进装 药孔40的情况下是配置于装药孔40外面。此外，也可以省略电缆 71及显示装置72。

操作侧天线60通过爆破母线62及辅助母线61与引爆操作机50 连接。此外，操作侧天线60与辅助母线61需每次爆破便重新张设。 操作侧天线60例如在从采掘面离开411m左右的距离L1的位置上， 沿洞底面42、洞侧壁43、洞顶面44张设。从爆破母线62的前端到 采掘面41为止的距离L2例如为30m左右。从爆破母线62的前端到 引爆操作机50为止的距离L3例如为70m左右。

引爆操作机50通过爆破母线62、辅助母线61及操作侧天线60， 以无线通信发送发送信号，作为发送频率的操作频率设为100kHz以 上500kHz以下。此外，若操作频率大于500kHz，则在隧道内容易产 生驻波，故不太优选。

另外，引爆操作机50通过操作侧天线60、辅助母线61及爆破 母线62接收来自无线引爆雷管10的控制部10B的响应信号。此外， 来自无线引爆雷管10的响应信号的频率即响应频率超过所述操作频 率且设为10MHz。

作为一个实施例，通过将操作频率设为100kHz以上500kHz以 下，能够使操作侧天线60的绕卷圈数设为一圈或数圈程度。另外， 在通过该操作频率的发送信号对无线引爆雷管10的控制部10B供电 的同时，蓄存点火用的能量。用于控制部10B的供电及蓄电的发送时 的电力，可以通过数10瓦～数100瓦程度的较小电力来进行。另外， 引爆侧天线30无需分别准备发送专用天线及接收专用天线，而是可 以通过发送接收用的一个软磁性体线圈天线来构成引爆侧天线30。 另外，可以将引爆侧天线30的直径设为装药孔直径以下。

例如在操作频率为200kHz的情况下，通过无线引爆雷管能够最 高效地进行接收的天线长度为λ/2， λ/2＝[v/f]/2＝[(30*10⁷)/(200*10³)]/2＝750m，但是即使是在软磁性体上绕 卷了数十圈左右而成的非常轻且小型的软磁性体线圈天线，也能够取 出充分的能量。此外，软磁性体，是指一种即使在磁性体中，磁极也 比较容易消失或反转的高导磁率材料，例如铁、硅钢、坡莫合金、铁 硅铝磁性合金、坡曼德合金、铁素体、非晶态磁性合金、纳米晶体磁 性合金等，通常使用铁素体。

另外，作为引爆侧天线30的一个实施例的软磁性体线圈天线， 与以往相比较，能够非常高效地取出能量。另外，由于操作频率高， 因此与以往相比较，波长λ短，容易取出能量。并且，由于无线引爆 雷管侧的接收效率高，因此，发送信号的输出能量也不需要现有程度 的能量，绕卷1～数圈程度的操作侧天线即可。

另外，从无线引爆雷管向引爆操作机发送的响应信号的发送用天 线可以兼用装药孔的软磁性体线圈天线。并且，在将响应频率设为 10MHz的情况下，引爆操作机的接收用天线的长度优选设为不超过 响应频率的波长λ(该情况下为30m)的长度，可以兼用1～数圈的 操作侧天线。

在操作频率为10kHz以下的现有方法中，如上所述，需要使用于 发送发送信号的操作侧天线的圈数为40～500圈程度，需要用于接收 来自无线引爆雷管的响应信号的偶极子天线，并且在采掘面附近需要 非常长的作业时间。若根据本发明的实施例，由于操作侧天线60的 绕卷圈数为1～数圈程度即可，且也不需要接收专用的偶极子天线， 因此与以往相比较，能够使对采掘面附近的操作侧天线60进行张设 的操作在非常短的时间内结束。

另外，在操作频率为10kHz以下的现有方法中，如上所述，需要 将在直径为50mm左右的铁氧体磁芯上绕卷有大量导线而成的复杂 且较重的结构配置于装药孔的最里面，进一步地，将线状天线垂在装 药孔的外面。根据本发明的实施例，作为软磁性体线圈天线，仅将安 装有在铁素体棒上绕卷数十圈左右导线而成的非常轻且小型的铁素 体棒天线的无线引爆雷管插入炸药中，并将成为引爆炸药管的炸药插 入装药孔即可。进而在实施例中，由于可以将引爆侧天线30的直径 设定为装药孔的直径以下，因此引爆侧天线并不会构成障碍，而能够 在安装有引爆侧天线的状态下将无线引爆雷管10设置在装填装置 中。并且，能够使向装药孔40中装填无线引爆雷管10的操作在更短 的时间内结束。

(无线引爆雷管的结构(图3～图5)及无线引爆方法的处理步骤 (图6))

接下来，用图3～图5对无线引爆雷管10的详细结构进行说明。 在装填于装药孔40时成为前头的炸药13中插入无线引爆雷管10， 形成通过无线引爆雷管10直接爆破的引爆炸药管13A。在装填于装 药孔40时配置在引爆炸药管13A后方的炸药13成为与引爆炸药管 13A的爆破连动爆破的增加炸药管13B。增加炸药管13B的数量根据 所希望的爆破能量进行适量增减。

图4所示出的无线引爆雷管10表示为剖面图，无线引爆雷管10 在管体10X内收容有引爆部10A及控制部10B，并通过闭塞栓10Z 进行密封收容。另外，引爆部10A具有绝缘套11A、点火球11B、内 管11C、引爆药11D、添装药11E等。另外，控制部10B具有发送接 收装置12B、CPU12A、蓄电装置12C、蓄电状态检测装置12D、开 关装置12E、点火装置12F、ID存储装置12G等。

下面使用图6所示的流程图对控制部10B的各构成要素的动作进 行说明。此外，在下面的说明中，通过将作为来自引爆操作机50的 发送信号的频率的操作频率设定为200kHz，将作为来自无线引爆雷 管10的响应信号的频率的响应频率设定为10MHz的实施例来进行说 明。

如图6所示，操作者在步骤S10的装药孔钻孔步骤中，用钻孔机 在采掘面41上钻出多个装药孔40，前进至步骤S20。

在步骤S20的装填步骤中，操作者使用装填装置等，在钻好的各 个装药孔40中装填炸药单元20，使引爆侧天线30朝向能够高效接 收发送信号的方向并位于装药孔40入口部，前进至步骤S30。此外， 尽管在以上的说明中，对将引爆侧天线配置在装药孔40入口部的实 施例进行了说明，但是引爆侧天线并不限于装药孔的入口部，可以配 置在装药孔内的任意位置上。

另外，在具有电缆71及显示装置72的情况下，在上述的装填步 骤中，向装药孔40中装填包含引爆炸药管的炸药单元20，使显示装 置72能够到达装药孔40的外部，前进至步骤S30。在该情况下，电 缆71的长度设定为，在将包含引爆炸药管的炸药单元装填至装药孔 40中时显示装置能够到达装药孔外部的长度。

在步骤S30的操作侧天线张设步骤中，操作者在与采掘面41离 开距离L1的位置上的洞底面、洞壁侧、洞顶面处张设操作侧天线60， 将操作侧天线60、辅助母线61、爆破母线62及引爆操作机50相连 接，前进至步骤S40。此外，操作侧天线60的长度设定为，比无线 引爆雷管10的响应频率对应的波长更短的长度。也就是说，响应频 率设定为，成为比操作侧天线的环形长度更长的波长的频率。此外， 操作侧天线的环形长度，是指卷成大致环形形状的操作侧天线的总延 长长度。

例如在响应频率为10MHz的情况下，根据λ＝v/f，波长＝光速/ 响应频率＝300,000(km/s)/10*10⁶(1/s)＝30m。因此，在响应频率为 10MHz的情况下，将设定为比30m更短的长度的操作侧天线60呈大 致环状形状张设。由此，能够抑制驻波的产生，使无线通信的可靠性 进一步提高。另外，若为该长度，则仅需绕卷一圈或数圈就能够将操 作侧天线60遍及整周地张设在隧道的洞底面、洞壁侧及洞顶面，因 此，能够在非常短的时间内使操作侧天线的张设作业结束。此外，可 以在决定操作侧天线60的长度后再决定响应频率，而不是在决定响 应频率后再决定操作侧天线60的长度。

并且，在步骤S40中，操作者开始进行引爆操作机50的操作。 下面按照步骤S40的操作者的操作的对引爆操作机50的动作、无线 引爆雷管10的控制部10B的动作进行说明。

在步骤S110中，引爆操作机50判断是否由操作者对所有的无线 引爆雷管10输入发送使引爆准备开始的准备开始信号的指示。若由 操作者输入了指示的情况下(是)，则前进至步骤S120；若没有输入 指示的情况下(否)，则返回至步骤S110，等待输入。

在前进至步骤S120的情况下，引爆操作机50通过爆破母线62、 辅助母线61及操作侧天线60，通过无线发送操作频率(该情况下为 200kHz)的准备开始信号，前进至步骤S130。

在准备开始发送步骤中，可以包含以上的步骤S110及步骤S120。

在步骤S210中，无线引爆雷管10的控制部10B的CPU12A判 定是否接收到来自引爆操作机50的准备开始信号。若接收到准备开 始信号(是)，则前进至步骤S220，若没有接收(否)的情况下，则 返回至步骤S210，等待输入。在该情况下，图5所示的发送接收装 置12B，对直接从引爆侧天线30或通过引爆侧天线30及导电线31 输入的来自引爆操作机50的发送信号(在该情况下为准备开始信号) 进行检测并输出至CPU12A。另外，发送接收装置12B将接收到的操 作频率(在该情况下为200kHz)的信号转换为电力，供给控制部10B 内使用的电力及蓄电装置12C中蓄积的电力。

在前进至步骤S220的情况下，CPU12A基于接收到的准备开始 信号，开始用于引爆的准备，即开始向蓄电装置12C蓄电，前进至步 骤S230。蓄电装置12C为电容器等，能够基于来自CPU12A的控制 信号积蓄电荷。另外，CPU12A能够通过蓄电状态检测装置12D，对 蓄电装置12C的蓄电状态进行检测。

在步骤S230中，CPU12A基于来自蓄电状态检测装置12D的检 测信号，判定蓄电装置12C的蓄电量是否达到了预先设定的蓄电量。 在达到了设定的蓄电量的情况(是)下，前进至步骤S240，在没有 达到设定的蓄电量的情况(否)下，返回至步骤S220。

在前进至步骤S240的情况下，CPU12A向接收装置12B输出作 为包含表示准备(蓄电)结束的信息的响应信号即准备结束的信号， 前进至步骤S250。此外，准备结束信号中也包含从ID存储装置12G 中读出的ID信息。通过使用该ID信息(预先固定分配到各控制部 10B的ID)，引爆操作机50能够适当识别出哪个无线引爆雷管的准 备(蓄电)已经结束了。另外，发送接收装置12B通过导电线31及 引爆侧天线30，将来自CPU12A的响应信号通过响应频率(在该情 况下为10MHz)向引爆操作机50输出。

在准备结束响应步骤中，可以包含以上的步骤S210～步骤S240。

引爆操作机50在步骤S130中判定是否已接收来自无线引爆雷管 10的准备结束信号。多个无线引爆雷管10中的每个无线引爆雷管预 先分配固定ID，准备结束信号中包含ID信息。引爆操作机50对是 否已接收来自全部无线引爆雷管的准备结束信号进行判定。在已接收 来自全部无线引爆雷管10的准备结束信号(是)的情况下，前进至 步骤S140，在不是的情况(否)下，返回至步骤S130，进行等待， 直至从全部的无线引爆雷管10接收准备结束信号。此外，在即使经 过规定时间，也无法接收来自全部无线引爆雷管的准备结束信号的情 况下，通过操作者的操作，实施未图示的中断等措施。

在前进至步骤S140的情况下，引爆操作机50对是否已输入来自 操作者的引爆执行指示进行判定。在有来自操作者的引爆执行的指示 输入(是)的情况下，前进至步骤S150，在不是的情况(否)下， 返回至步骤S140，等待输入。

在前进至步骤S150的情况下，引爆操作机50将作为指示执行引 爆的发送信号即引爆执行信号通过爆破母线62、辅助母线61及操作 侧天线60以操作频率发送。

在引爆执行发送步骤中，可以包含以上的步骤S130～步骤S150。

各个无线引爆雷管10的CPU12A在步骤S250中，对是否已接 收到引爆执行信号进行判定。在该情况下，发送接收装置12B对从引 爆侧天线30直接，或通过引爆侧天线30及导电线31输入的来自引 爆操作机50的发送信号(在该情况下为引爆执行信号)进行检测， 并输出至CPU12A，CPU12A对从发送接收装置接收到的信号是否为 引爆执行信号进行判定。在已接收引爆执行信号的情况(是)下，前 进至步骤S260，若没有接收的情况(否)下，返回至步骤S250，等 待引爆执行信号被发送。此外，在即使经过预定时间，也无法发送引 爆执行信号的情况下，判定为超时并使蓄电装置12C中蓄积的能量废 弃并结束。

在前进至步骤S260的情况下，CPU12A对引爆部10A进行点火， 并引爆无线引爆雷管10。在该情况下，CPU12A操作开关装置12E 使蓄电装置12C中积蓄的能量供给至点火装置12F，使引爆部10A 引爆，从而将引爆炸药管13A及增加炸药管13B引爆。

以上在使用图1～图5说明的无线引爆系统的实施例中，由于从 引爆操作机50发送的信号的频率在100kHz以上500kHz以下，因此 能够将引爆侧天线30的结构设为使用软磁性体的轻量且小型的软磁 性体线圈天线，且能够设为装药孔的直径以下。由此，能够在装药孔 内的任意位置设置引爆侧天线，或垂放于装药孔的外面。此外，如图 7～图9所示，在将无线引爆雷管10安装在炸药13中并装填装药孔时， 引爆侧天线30可以与对构成无线引爆雷管10的引爆部10A及控制 部10B进行收容的管体10X接触并设置在管体10X的轴上(参照图 7)，或者与10X接触并设置于管体10X的周围(参照图8)，或者通 过导电线在不与10X接触的分开位置也就是在装药孔内朝向规定的 方向(能够高效地进行发送接收信号的方向，并且能够充分地进行所 需的无线的供电及通信的方向)设置。

由此，由于能够容易地将引爆侧天线30的朝向设定为向着沿装 药孔轴向的方向，因此与将天线垂放于装药孔的外面的情况相比较， 没有必要个个地调整引爆侧天线的朝向。因此，能够进一步缩短在采 掘面附近的操作时间。此外，也可以将引爆侧天线30垂放于装药孔 的外面。

另外，通过该软磁性体线圈天线可以兼用于发送信号的接收与响 应信号的发送，没有必要如以往那样设置发送信号的接收专用天线及 响应信号的发送专用天线。由此，能够进一步缩短将具备无线引爆雷 管10的引爆炸药管13A装填进装药孔40的操作时间。

另外，将来自无线引爆雷管10的响应信号频率设定为1MHz以 上10MHz以下，操作侧天线60的长度也为沿洞底面、洞侧、洞顶面 绕卷一圈或数圈程度的长度即可。另外，通过操作侧天线60可以兼 用于发送信号的发送及响应信号的接收，没有必要如以往那样设置发 送信号的发送专用天线及响应信号的接收专用的偶极子天线。由此， 张设操作侧天线的操作时间也能够进一步缩短。

此外，由于操作侧天线60可能因爆破在内部产生肉眼看不到的 损伤，因此为了安全，每次爆破都要重新张设。因此，如本申请这样 绕卷一圈～数圈的简单的操作侧天线60，与以往的绕卷40～500圈的 天线及偶极子天线相比较，能够将天线的张设时间设为非常短，能够 进一步提高爆破操作的安全性。

另外，根据使用图6说明的无线引爆方法的实施例，能够进一步 缩短在采掘面附近的操作时间，能够更加安全地爆破采掘面。

另外，通过将显示装置安装在无线引爆雷管上，并使显示装置露 出至装药孔的外面，操作者在装填装药孔后，当无线引爆雷管发生异 常时，通过对在引爆操作机上显示的(发生异常的无线引爆雷管的) 个体信息与装药孔外面垂放着的显示装置中所显示的个体信息进行 比较，能够容易地对发生异常的无线引爆雷管进行特定，因此能够更 加缩短操作时间。

联系具体的方式对本发明的各种实施例进行了说明，但是很显 然，本领域的技术人员对于本发明的无线引爆系统、无线引爆方法及 用于其的无线引爆雷管、炸药单元，并不限定于在此说明的外观、构 造、结构、处理等，可以在不改变本发明主旨的范围内，进行各种改 变、补充、删除。

另外，在以上说明的无线引爆系统与无线引爆方法并不限定于隧 道挖掘现场，而可以适用于各种现场的爆破。

另外，在以上的说明中，对通过电缆71将显示装置72安装在无 线引爆雷管10上的实施例进行了说明，但是也可以将显示装置72直 接安装在无线引爆雷管10上。在将显示装置直接安装在无线引爆雷 管上的情况下，操作者无法在向装药孔中装填后确认显示装置，但可 以在向装药孔中装填时一边确认显示装置，一边进行装填。