1. Електровибухові сітки і їх розрахунок

Електровибуховими сітками називаються сітки дроту з приєднаними до них електродетонаторами. Дроти, що йдуть від джерела струму до місця розташування зарядів, називаються магістральними. Дроти, розташовані між зарядами і ті, що з’єднують електродетонатори між собою, називаються дільничними.

У електровибухових сітках застосовуються такі з’єднання електродетонаторів:

послідовне;

паралельно-пучкове;

змішане.

Демонструючи плакати сіток, керівник заняття пояснює, що послідовні сітки доцільно застосовувати при джерелах струму, що розвивають високу напругу при незначній силі струму (наприклад, підривні машинки). Послідовне з’єднання дуже просте і в розрахунку і по монтажу. Проте це з’єднання в практичних умовах підривних робіт є недостатньо надійним: у випадку несправності хоча б одного з електродетонаторів сітки, викликаної ушкодженням кінцевиків або містка електродетонатора, або у випадку обриву дроту в одній якийсь точці сітки, уся сітка стає роз’єднаною і виходить із строю. Крім того, у випадку неоднакового опору електродетонаторів, електродетонатор, що має менший опір, може вибухнути раніш інших і своїм вибухом розімкнути електровибухову сітку. Перераховані хиби сіток потребують, щоб у практичній обстановці при проведенні особливо відповідальних вибухів обов’язково проводилося дублювання сіток.

Найбільш надійним способом дублювання є подвійні послідовні електровибухові сітки але на монтаж їх потрібно більше дроту і більше часу (рис. 11). Поряд із показаним способом дублювання існує і багато інших. Наприклад, дублювання детонуючим шнуром (рис. 12).

Рис. 11. Подвійна послідовна електровибухова сітка

1  Електродетонатори; 2  заряди вр; 3  дільничні проводи

Рис. 12. Дублювання електровибухової сітки за допомогою ДШ

1  Електродетонатори; 2  заряди вр; 3  капсулі-детонатори; 4  детонуючий шнур; 5  дільничні проводи

Паралельне з’єднання електродетонаторів застосовується при джерелах струму низької напруги (наприклад, при акумуляторах), що забезпечують достатньо великий струм. В паралельній сітці обрив будь-якого дільничного дроту викликає відмову лише одного електродетонатора. Влучення до вибухової сітки дефектного електродетонатора не викликає відмови інших електродетонаторів.

Недоліками паралельних електровибухових сіток є:

• необхідність застосування достатньо потужних джерел струму (0,5-1 А на кожний електродетонатор), унаслідок чого динамо-електричні підривні машинки (ПМ-1), як правило, непристосовані для підриву паралельно з’єднаних електродетонаторів;

• перевірка справності дільничного дроту в зібраній сітці за допомогою приладів практично неможлива;

• вибухові сітки мають більш складну схему, потребують більшої кількості дроту, ніж послідовні сітки. Внаслідок вказаних недоліків паралельні сітки застосовуються рідко.

Змішані вибухові сітки допускаються при джерелах струму, які розвивають досить високу напругу і забезпечують значний струм (наприклад, пересувних електричних станціях). У одних послідовних тенетах не можна застосовувати електродетонатори різних типів і партій.

Для успішного підривання будь-яких електровибухових сіток необхідно вміти їх розраховувати. Ціль розрахунку зводиться до визначення опору сіток і напруги на зажимах джерела струму, а також до підбору джерела струму.

Розрахунок електровибухових мереж проводиться в такий спосіб (вирішення з необхідними поясненнями керівник демонструє на класній дошці).

Приклад 1 (послідовна сітка)

Дано:

довжина магістральної лінії (в обидва кінці);

довжина дільничного дроту (сумарна);

число послідовно з’єднаних електродетонаторів типу ЕДП  m=50;

Визначити:

опір сітки R;

напругу на зажимах джерела струму U;

кількість батарей типу 100-АМЦГ-У-2,0.

Рішення:

з приводу того, що сітка не має розгалужень, розмір струму , який повинне забезпечити джерело, дорівнює струму, необхідному для підриву послідовно з’єднаних електродетонаторів, тобто =і=1 А;

опір магістральних дротів:

;

опір дільничного дроту

;

опір ЕДП r_д=2,5 Ом;

спільний опір сітки обчислюється по формулі:

R=r_м+r_уч+mr_д=15+5+502,5=145 Ом;

по обчисленому спільному опору сітки і по відомому розмірі струму І визначається потрібна напруга U; розрахунок проводиться по формулі:

U=ІR=l145=145 В;

струм, який забезпечує батарея, визначається по формулі:

.

Визначивши значення Е₀=100 В і R₀=40 Ом по таблиці 5 і підставивши їх значення у формулу, струм, який забезпечує батарея, визначають по формулі:

;

у зв’язку з тим, що джерело струму має великий внутрішній опір R₀, внаслідок чого між його електрорушійною силою Е₀ і напругою U_дж на зажимах можуть бути велике розходження, то величину напруги визначають по формулі:

U_дж=Е₀ІR₀=100140=60 В;

якщо джерело струму забезпечує необхідний струм І, але його напруга U_дж менше необхідної напруги U, то застосовують послідовне з’єднання m однакових джерел струму в спільну батарею; напруга на зажимах такої батареї U_бат повинна бути рівною або більшою необхідної напруги:

U_бат=mU_джU,

звідки:

.

Підставляючи значення, число батарей типу 100-АМЦГ-У-2, отримаємо

.

Приклад 2 (паралельно-пучкове з’єднання)

Дано:

довжина магістральної лінії 1м=400 м (в обидва кінці);

кількість паралельних гілок n=20;

довжина проводу гілки =20 м;

електродетонатори ЕДП;

проводи СП-1.

Визначити:

опір R;

напругу на зажимах джерела струму U;

можливість використання в якості джерела струму електроосвітлювальних мереж перемінного струму напругою 220 В.

Рішення:

струм, необхідний для підриву одиночного електродетонатора, i = 1 А;

якщо опори окремих гілок, що складаються з дільничних дротів і електродетонаторів, приблизно однакові, то струми, які проходять через електродетонатори, будуть рівні між собою, а струм І, що проходить через магістральні дроти, буде дорівнювати:

І=ni=201=20 А;

опір магістральних дротів

;

опір дроту однієї гілки

;

опір ЕДП r_д=2,5 Ом;

загальний опір мережі R визначається по формулі

;

необхідна напруга на зажимах джерела струму, як і в попередньому прикладі, визначається по формулі

U=ІR=2010,15203 В;

сила струму в мережі перемінного струму (без урахування внутрішнього опору)

;

сила струму, що надходить у кожну гілку:

.

Успіх вибуху буде забезпечений, тому що

U(203 В)<U_мер(220 В);

І(20 А)<І_мер(21 А).

Приклад 3 (змішана сітка)

Дано:

кількість паралельних гілок n=3;

кількість електродетонаторів ЭДП у кожній гілці, з’єднаних послідовно, m=20;

довжина магістральних дротів _м=1000 м (в обидва кінці);

відстань між електродетонаторами в кожній гілці 5 м;

дроти СП-1.

Визначити:

опір мережі R;

напруга на зажимах джерела струму U;

тип пересувної електростанції перемінного струму.

Рішення:

перемінний струм, необхідний для кожної гілки, i=1,5 А;

опір магістральних дротів

r_м=25 Ом;

опір дроту кожної гілки (при загальній довжині 100 метрів):

;

опір ЕДП r_д=2,5 Ом;

загальний опір мережі R визначається по формулі

;

загальний необхідний струм

І=ni =31,5=4,5 А;

• необхідна напруга на зажимах джерела струму

U=ІR=4,542=189 В.

З наявних пересувних електростанцій (таблиця 5) отриманим даним розрахунку задовольняє електростанція ЭСБ-1-ВО, що розвиває напругу 230 В і номінальний струм 5,5 А.

При використанні в якості джерел струму конденсаторних підривних машинок розрахунок зводиться до зіставлення опору електровибухової мережі з гранично припустимим для того, щоб переконатися, що розрахунковий опір не перевищує допустимий. Гранично припустимий опір мережі залежить від типу машинки, від параметрів використовуваних електродетонаторів і від схеми вибухової сітки, дані, яких приводяться на паспорті підривних машинок і в таблиці 4. Переконавшись у засвоєнні солдатами ходу розв’язання прикладів, керівник переходить до наступного навчального питання.