Материал: Электрический способ взрывания зарядов ВВ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе Реферат

На тему: Электрический способ взрывания зарядов ВВ

Выполнил:

студент группы: РМ-18-1

Мишин Иван Алексеевич

Ф.И.О.

Проверил: доц. Яшин В.П.

_____________________

Оценка

_____________________

Дата

Москва 2022

Способ взрывания – совокупность приѐмов взрывания зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени с использованием средств, обеспечивающих безопасность взрыва.

Процесс возбуждения детонации промышленных ВВ от внешнего, преимущественно теплового, воздействия (начального импульса) называется инициированием.

Электрическое взрывание – способ взрывания ВВ с помощью электродетонаторов, включенных в электровзрывную сеть. Сущность электрического способа взрывания сводится к взрыву электродетонатора от источника электрического тока, а от взрыва электродетонатора взрывается основной заряд промышленного ВВ.

Совокупность электродетонаторов с проводами, соединяющими их между собой, и источником тока называется электровзрывной сетью. Начальным импульсом служит электрический ток. К принадлежностям электрического взрывания относятся взрывные машинки и приборы, а также контрольно-измерительные приборы. В систему электровзрывания входят также провода или кабели и соединительная арматура.

В настоящее время – это единственный допущенный в угольных шахтах способ взрывания шпуровых и скважинных зарядов ВВ. Электровзрывание безопаснее огневого, так как позволяет взрывать больше зарядов и может применяться в любых условиях ведения взрывных работ, включая использования в шахтах, опасных по газу и пыли, и труднодоступные объекты.

Электродетонатор — капсюль-детонатор с электровоспламенителем. Электровоспламенитель состоит из воспламенительной головки, устройства для ее зажигания и проводов.

Электровоспламенители бывают трех типов: с металлическим мостиком, токопроводящим составом и искровые. Электровоспламенители с металлическим мостиком устроены подобно электрической лампочке: они действуют от накала электрическим током тонкой металлической нити, которая расположена внутри головки. Электровоспламенители с токопроводящим составом имеют головку, загорающуюся за счет тепла, которое возникает при прохождении тока через воспламенительный состав. Искровые электровоспламенители срабатывают от искры, возникающей при пробое воспламенительного состава между электродами. В нашей стране выпускаются электровоспламенители с металлическими мостиками, изготовленными из хрома и платиноиридиевого сплава. В качестве воспламенительных составов применяют ацетиленовую медь, смесь из роданида свинца, хлората калия и раствора столярного клея.

Электровоспламенитель в гильзе детонатора крепится путем обжима в ней по пластиковой пробочке, что создает достаточную герметизацию и прочность при натяжении выводных проводов.

Электродетонаторы

По времени срабатывания различают электродетонаторы мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия.

Рисунок 1. Типы электродетонаторов и интервалы замедления.

Благодаря надежной герметизации гильзы в электродетонаторе в качестве первичного ВВ служит более безопасное, но плохо прессуемое инициирующее ВВ – азид свинца.

У электродетонаторов мгновенного действия (ЭД) электровоспламенитель находится непосредственно перед отверстием чашечки. Поэтому взрыв происходит практически одновременно с включением тока. Промышленностью выпускается несколько марок электродетонаторов мгновенного действия: предохранительные и непредохранительные, водостойкие, термостойкие и повышенной мощности.

К предохранительным относятся электродетонаторы, безопасные по взрыву метановоздушной смеси. Это достигается либо применением толстостенных гильз, либо прессованием на дно гильзы навески пламегасителя (серного калия). В отдельных случаях на наружную поверхность гильз наносят предохранительный слой, содержащий пламегаситель.

Термостойкие электродетонаторы предназначены для применения в глубоких скважинах с температурой 200—300 °С. Электродетонаторы короткозамедленного действия (ЭДКЗ) по устройству похожи на обычный электродетонатор с той разницей, что у них между электровоспламенителем и капсюлем-детонатором располагается столбик замедляющего состава.

При прохождении электрического тока мгновенно нагревается мостик накаливания, воспламеняя зажигательный состав. Луч пламени горящей воспламенительной головки через отверстие удлиненной чашечки воспламеняет замедляющий состав, который через строго определенное время вызывает взрыв первичного инициирующего ВВ. В качестве замедлителей применяют свинцовый сурик с кремнием, ферросилицием и др. Величина замедления зависит от

соотношения компонентов и высоты столбика замедляющего состава. Время срабатывания ЭДКЗ исчисляется десятыми и сотыми долями секунды. Промышленностью выпускаются ЭДКЗ шести основных (время срабатывания через 25,50,75,100,150,250 мс) и трех дополнительных (время срабатывания через 35, 70 и 110 мс) ступеней замедления. Имеются также ЭДКЗ с интервалом замедления, кратным 15 мс. Номинал замедления указывается на донышке гильзы или бирке, которая крепится к проводам.

Во всех ЭДКЗ происходит определенный разброс во времени срабатывания, т. е. фактическое время срабатывания отличается от номинального.

Величина разброса во времени срабатывания зависит от номинала и изменяется от + 10 мс для номинала, равного 25 мс, до ±50 мс для номинала, составляющего 250 мс.

При длительном хранении разброс во времени срабатывания увеличивается. Поэтому иногда возникает необходимость в измерении фактического времени срабатывания ЭДКЗ перед их применением.

Для этих целей разработаны специальные устройства, позволяющие в один прием испытывать до 100 единиц электродетонаторов.

ЭДКЗ применяют при короткозамедленном взрывании, когда взрывы отдельных зарядов или их групп должны происходить в определенной последовательности через весьма малые промежутки времени.

Электродетонаторы замедленного действия (ЭДЗД) отличаются от ЭД мгновенного действия тем, что между электровоспламенителем и первичным инициирующим ВВ находится столбик замедляющего состава (смесь свинцового сурика, хромокислого свинца и ферросилиция). Время замедления зависит от длины столбика замедлителя, его состава и плотности.

Электродетонаторы замедленного действия выпускают с замедлением 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2; 4; 6; 8 и 10 с.

К проводам ЭД прикрепляется бирка с цифрой, обозначающей номер замедления. Кроме того, каждая ступень замедления имеет свою окраску придонного участка гильзы.

Сущность замедленного взрывания заключается в том, что взрывание отдельных зарядов или отдельных групп зарядов выполняется в заданной последовательности через определѐнные промежутки времени (от 0,5 до нескольких секунд).

Для угольных шахт допущены электродетонаторы с замедлением до 2 с включительно (ЭДЗД-7…ЭДЗД-11).

Применять электродетонаторы замедленного действия в шахтах, опасных по газу или пыли, запрещается, так как взрыв каждой последующей серии может вызвать взрыв газа или пыли, появившихся в результате взрыва предыдущей серии.

Электродетонаторы замедленного действия по конструкции почти ничем не отличаются от ЭД короткозамедленного действия.

Различие – в несколько ином составе второго слоя воспламенительной головки, замедляющем составе и ступенях замедления, равных тысячным долям секунды.

Электродетонаторы упаковывают в картонные коробки по 40…75 шт., на которые наклеивают этикетки с названием завода, даты изготовления, номера партии, типа ЭД, их количества и значения сопротивления. Картонные коробки по 10 шт. укладывают в цинковую коробку, а последнюю – в деревянный ящик, в котором помещается от 500 до 1500 электродетонаторов.

Рисунок 2. Конструкции электродетонаторов: а – мгновенного действия; б – короткозамедленного и замедленного действия.

1 – пластиковая пробка; 2 – антистатический экран; 3 – электровоспламенитель; 4 – гильза; 5 – шелковая сетка; 6 и 7– зажигательный и замедляющий состав; 8 – чашечка; 9 и 10 –первичное и вторичное ВВ.

По инициирующей способности электродетонаторы разделяют на группы. Первая – обычной инициирующей способности (нормальной мощности). По этому признаку они приравниваются к капсюлю-детонатору (ЭД-8э, ЭД-8ж, ЭДЗД). Масса вторичного ВВ равна 1 г.

Вторая – электродетонаторы повышенной инициирующей способности (мощные – ЭДКЗ-ПМ), масса вторичного ВВ составляет 1,45 г. Мощные ЭД безотказно взрывают (инициируют) уплотнённые до 1,62 г/см 3 промышленные ВВ.

По предохранительности электродетонаторы делят на непредохранительные (ЭД8э, ЭД-8ж, ЭДЗД) – 100%-ная вероятность воспламенения МВС и ПВС, и предохранительные (ЭДКЗ-ОП, ЭДКЗ-ПМ и ЭДКЗ-П) – 4...10%.

Предохранительность обеспечена за счёт покрытия наружной поверхности гильзы пламегасительным веществом – сернокислым калием (К2SO4). Непредохранительные ЭД разрешается применять только для инициирования ВВ I и II классов.

Провода

Провода используются для монтажа электровзрывных сетей. К ним предъявляются следующие требования: материал проводов должен обладать минимальным удельным электрическим сопротивлением; провода должны быть гибкими и иметь надежную изоляцию; стоимость проводов не должна быть высокой. Провода должны надежно работать при напряжении переменного тока до 500 В или постоянного тока до 1200 В. В настоящее время выпускаются провода медные, алюминиевые или стальные в полихлорвиниловой и полиэтиленовой обо-лочках. Провода с такими оболочками предназначены для работы при температуре окружающей среды от —40 до +50°С. Шахтные гибкие кабели с резиновой изоляцией жил и негорючей резиновой оболочкой предназначаются для устройства магистрали электровзрывных сетей при взрывных работах в подземных условиях. При выборе сечения проводов следует исходить из допустимого сопротивления сети и необходимости обеспечения достаточной механической прочности сети. Одной из основных характеристик проводов является их удельное электрическое сопротивление, которое зависит от температуры. Полное сопротивление провода R (Ом) зависит от удельного сопротивления металла р, длины провода t и площади его поперечного сечения S.

Провода, применяемые при монтаже ЭВС, подразделяются на питательные, магистральные, участковые, детонаторные и соединительные.

Провода, обеспечивающие подвод напряжения к минной станции, т. е. к месту, где производят присоединение взрывной сети к источнику тока, называют питательными. Провода, идущие от источника тока к месту расположения зарядов ВВ, называются магистральными. Участковые провода идут вдоль фронтальной линии расположения зарядов и соединяют концевики электродетонаторов. Соединительные провода присоединяют к магистрали концевики крайних электродетонаторов.

 Концевые провода соединяют детонаторные провода с участковыми.

В некоторых ЭВС, например, при проведении подземных горных выработок, могут отсутствовать концевые и участковые провода.

Взрывные машинки

В качестве источников тока при электрическом способе взрывания используют взрывные машинки, осветительные и силовые электрические линии с напряжением до 380 В, передвижные электрические станции, гальванические батареи.

Наиболее удобными источниками тока являются взрывные машины. Поэтому другие источники тока применяются, как правило, только при отсутствии взрывных машинок. Взрывная машинка — переносной прибор, способный вырабатывать электрический ток и направлять в электровзрывную сеть импульс тока, достаточный для безотказного взрывания определенного числа электродетонаторов.

К взрывным машинкам предъявляется ряд требований — они должны быть надежными в работе, удобными в обращении и соответствовать тем условиям, в которых они применяются. А это значит, что взрывные машинки должны иметь различное исполнение для применения их на открытых горных работах и в шахтах, не опасных ло газу или пыли, а также в шахтах, опасных по газу или пыли. Взрывные машинки по принципу действия делятся на магнитоэлектрические, динамоэлектрические, конденсаторные и высокочастотные. В настоящее время в нашей стране выпускаются только конденсаторные взрывные машинки. Принцип работы таких машинок заключается в предварительной зарядке конденсатора и последующей его разрядки во взрывную сеть.

Конденсаторные машинки отличаются простотой устройства и надежностью в работе. Они имеют небольшие массу и объем, снабжены светосигнальными устройствами, позволяющими контролировать исправность машинки. По принципу питания конденсаторные взрывные машинки разделяют на индукторные, аккумуляторные и батарейные.

Конденсаторная взрывная машинка КПМ-1А предназначена для взрывания электродетонаторов или воспламенения электровоспламенителей при проведении взрывных работ в средах, не опасных по газу или пыли. Число одновременно взрываемых электродетонаторов с нихромовым мостиком накаливания при последовательном соединении должно быть не более 100 с общим сопротивлением до 350 Ом. Номинальное напряжение 1500 В, емкость конденсатора-накопителя 2 мкФ, время зарядки машинки 4 с. В качестве первичного источника используется индуктор — малогабаритный генератор переменного тока с ручным приводом, который накапливает заряды на конденсаторе-накопителе.