книги из ГПНТБ / Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов

из 1000 последовательно соединенных ЭД при сопротивлении взрыв­ ной сети до 2700 Ом или две параллельно включенные группы, в каж­ дой из которых последовательно соединены 850 ЭД при общем сопро­ тивлении сети до 1100 Ом.

В комплект машинки ВМК-500 входит пульт-пробник (см. § 19).

для использования в шахтах, опасных по газу пли пылп. Эти машин­ ки смонтированы в пластмассовом корпусе, и они рассчитаны для

В двухтактных схемах удвоеппя в течение первого полупериода до ампли­ тудного значения напряжения генератора заряжается вспомогательный конден­ сатор Св], а во время второго полупериода — конденсатор Са2. При этом поляр­ ность у этих конденсаторов такая, что они оказываются включенными последо­ вательно друг с другом (см. рис. 51). Вследствие этого их напряжения складываются и к конденсатору-накопителю подводится удвоенное напряжение.

Машинки ВМК-1/35 и ВМК-1/100 различаются емкостью и напря­

Машинкой ВМК-1/35 можно взрывать 50 последовательно соеди­ ненных ЭД при сопротивлении взрывной сети до 160 Ом, машинкой ВМК-1/100 — 100 ЭД при сопротивлении сети до 300 Ом н машинкой ВМК-1/80 — 80 ЭД при сопротивлении сети до 240 Ом.

Во взрывной машипке ВМК-1/80 также нет трансформатора, но в ней применена однотактиая схема удвоения напряжения. В этой машинке используется конденсатор-накопитель с номинальной ем­ костью 10 мкФ, заряжаемый до 540 В.

У всех рассматриваемых взрывных машинок применено релак­ сационное светосигнальное устройство.

100

Зарубежные конденсаторные взрывные приборы и машинкп

За рубежом конденсаторные взрывные приборы и машинки из­ готовляются многих типов с большим диапазоном производительно­

гих странах. За рубежом конденсаторных взрывных машинок из­ готовляют значительно больше, чем взрывных прпборов, а такие

Кроме того, изготовляются конденсаторные машпнки и приборы для воспламенения последовательно-параллельных сетей с большим числом ЭД. Эти машинки снабжены конденсатором-накопителем большой емкости (несколько сотен микрофарад). Машинкой фирмы ЦЕБ типа U 80 к/с с конденсатором емкостью 960 мкФ, заряженной до 1350 В, можно воспламенять взрывные сети, состоящие из 49 групп, каждая из которых содержит 134 электродетонатора нор­ мальной чувствительности, т. е. сети, имеющие 6566 электродетона­ торов [126]. Последовательно-параллельные сети с большим числом ЭД нормальной чувствительности можно воспламенять и машин­ ками, предназначенными для взрывания последовательно соеди­ ненных ЭД низкой и весьма низкой чувствительности. Многие зару­ бежные конденсаторные взрывные приборы и машинки смонтиро­ ваны по схемам, аналогичным применяемым в нашей стране. Однако некоторые фирмы, например фирма ЦЕБ , изготовляют взрывные машинки со схемой, значительно отличающейся от схемы наших машинок. Особенностью схемы машинок фирмы ЦЕБ (рис. 52) является применение газового разрядника ГР (вместо взрывного переключателя), шунтирующего резистора Rm и постоянно включен­ ного разрядного резистора Rp (сопротивлением 1МОм), а также от­ сутствие в схеме светосигнального устройства. Во взрывобезопасных

101

машинках, кроме того, предусмотрено блокирующее устройство, предотвращающее подачу во взрывную сеть повторного импульса напряжения.

Для проверки исправности таких взрывных машинок каждая из них снабжена пультом-пробником, состоящим из неоновой лам­ почки и резисторов. При этом сопротивление пульта равно предельно допустимому сопротивлению, на которое рассчитана машинка. До­ стоинством взрывных машинок фирмы ЦЕБ является простота уст­ ройства и высокая надежность, а также весьма простое управление машинкой.

Высокочастотные искробезопасные взрывные прпборы ИВП-1/12

Высокочастотные взрывные приборы предназначаются для воспламенения электротермических элементов патронов беспла­ менного взрывания, применяемых в шахтах, опасных по газу или пыли.

Достоинством высокочастотных взрывных приборов является способность их обеспечить искробезопасность взрывной сети, по­ скольку искры, возникающие в цепях высокой частоты, обладают значительно меньшей способностью воспламенять метано-воздушную смесь, чем искры, появляющиеся в цепях постоянного или перемен­ ного тока низкой частоты. При этом ток высокой частоты на ЭД и на электротермические элементы действует так же, как постоян­ ный ток.

Исследования МакНИИ показали, что для электрического взры­ вания оптимальной является частота порядка 30 кГц. При такой частоте искры, возникающие при разрыве цепи, по которой прохо­ дит ток до 2,5 А, не воспламеняют метано-воздушную смесь с опас­ ной концентрацией метана. Таким образом, применение высоко­ частотных взрывных приборов с указанной выше частотой гаранти­ рует от взрыва опасной среды даже в том случае, если во взрывной сети возникает искрение из-за плохих контактов или при случайном обрыве сети во время подачи в нее импульса тока.

Отечественная промышленность высокочастотные взрывные при­ боры ИВП-1/12 (рис. 53) выпускает в рудничном взрывобезопасном исполнении с искробезопасным выходом (РВИ). Они предназначены для использования при температуре от 0 до + 4 0 ° С и относительной влажности до 98%. Прибором ИВП-1/12 можно вопламенять до 12 последовательно соединенных электротермических элементов типа ЭТЭ-62 (см. рис. 23), при этом импульс тока, посылаемый прибором

б и в) с миллисекундным замыкателем, управляемого съемным клю-

102

(размыкается контакт б п замыкается контакт а). Конденсатор пол­ ностью заряжается в течение около 15 с.

копителя. Как только напряжение на конденсаторе-накопителе до­ стигнет 19 В, стабилитроны начнут пропускать ток, т. е. генератор

Рис. 54. Электрическая схема высокочастотного взрывного прибора ИВП-1/12

светосигнального устройства подключится к заряженному конден­ сатору Сн и начнет работать. При этом он будет преобразовывать постоянное напряжение, полученное от конденсатора, в более высо­

зажигания, и лампочка начнет светиться. Так как прп свечении лампочки расходуется энергия, светосигнальное устройство не дает

двух транзисторов Т6 и Т7, работающих в ключевом режиме, и транс­ форматора ТрЗ. При переводе ключа переключателя в положение

104

«взрыв» (размыкается контакт а и кратковременно замыкается кон­ такт в) прекращается питание зарядного устройства, а мультивибра­ тор на 3—4 мс подключается к заряженному конденсатору-накопи­ телю через транзисторы Т6 и 17.

Транзисторы Т4 и Т5 мультивибратора будут поочередно откры­ ваться и закрываться, а вместе с ними будут открываться и закры­

одинарной стрелкой. После закрытия транзистора Т4 этот ток пре­ кратится, ио при этом откроется транзистор Т5 и через транзистор Т7 и верхнюю половину обмотки ТрЗ будет проходить ток, направление которого изображено двойной стрелкой.

Частота, с которой происходит открывание транзисторов, а сле­ довательно, и частота изменения направления тока в первичной об­

Благодаря тому, что через первичную обмотку трансформатора поочередно протекают токи, направленные в противоположные сто­ роны, вторичная обмотка ТрЗ будет давать переменное напряжение.

ключатель переходит в нейтральное положение (замыкается контакт

§ 10. СЕТЕВЫЕ ВЗРЫВНЫЕ ПРИБОРЫ

Сетевые взрывные приборы, получающие энергию от освети­ тельных или силовых сетей электрических установок, могут быть следующих типов: с прямым включением тока, выпрямительные, конденсаторные и с включением тока в фиксированной точке сину­ соиды.

Сетевые взрывные приборы по сравнению с автономными имеют следующие достоинства: имеют значительно более простое устрой­ ство и более надежны в работе; все приборы, за исключением

105

конденсаторных, позволяют взрывать одновременно большое число ЭД (при смешанном их включении) при относительно небольшом напря­ жении (220, 380 или 660 В); последнее з^меньшает опасность пробоя изоляции проводов взрывной сети.

«Единым правилам безопасности при взрывных работах» разрешается применять только автономные приборы взрывания.

Сетевые приборы применяют при взрывных работах в карьерах, шахтах и рудниках, не опасных по газу пли пыли, на строительстве и т. д., особенно если взрывные работы производятся длительное время, а также в тех случаях, когда производительность автономных взрывных приборов недостаточна.

Безотказное воспламенение электродетонаторов сетевыми взрывными приборами

Условия безотказного воспламенения сетевыми конденсаторными приборами такие же, как и автономными приборами того же типа. Прп использовании других сетевых приборов, посылающих во взрыв­ ную сеть переменный или постоянный ток, условия безотказного воспламенения ЭД иные, чем при взрывании конденсаторными при­ борами. Ниже рассматриваются з^словия безотказного воспламене­ ния при взрывании постоянным п переменным током электродетона­ торов одиночных, соединенных последовательно и параллельно или по смешанной схеме.

Условия безотказного воспламенения одиночных ЭД. Одиноч­

ные ЭД можно воспламенять стомпллисекундным током (вне зависи­ мости от рода тока), который для отечественных ЭД можно принять равным 0,37 А.

Условия безотказного воспламенения последовательно соединен­ ных ЭД. При взрывании ЭД, включенных последовательно, прохо­ дящий через них ток должен быть значительно больше, чем при вос­ пламенении одиночных ЭД.

Для обеспечения безотказного воспламенения группы ЭД не­ обходимо, чтобы во взрывной сети протекал ток такой величины, при котором за время срабатывания первого взорвавшегося ЭД в сеть успел бы пройти импульс тока, достаточный для воспламе­ нения наименее чувствительных ЭД.

Безотказным током называется ток, обеспечивающий безотказное воспламенение последовательных групп ЭД при самых неблагоприят­ ных условиях. Величина безотказного тока зависит от рода вос­ пламеняющего тока.

во взрываемую группу попадут наиболее и наименее чувствительные

106

ЭД (с наименьшим и наибольшим импульсами воспламенения, при­ сущими электродетонаторам данной группы). При этом наиболее чувствительный ЭД имеет минимальное время передачи. Это означает, что первым взорвется наиболее чувствительный ЭД.

Для ЭД мгновенного действия условие, что первый взрыв должен произойти не раньше, чем воспламенятся все остальные ЭД, может быть выражено соотношением

группы ЭД невозможно *, в формулу (П.44) приходится подставлять значения этих параметров для партии ЭД.

группе ЭД импульс тока, достаточный для воспламенения всех вклю­ ченных в нее ЭД.

Формула для расчета безотказного постоянного тока впервые была предложена К. Дрекопфом, поэтому называется формулой Дрекопфа. Эта формула показывает, что величина безотказного тока будет тем выше, чем больше разность крайних значений импульсов воспламенения и чем меньше минимальное значение времени пере-

При определении этих параметров ЭД уничтожаются.

107

дата. В связи с этим желательно, чтобы выпускались ЭД с мини­ мальным разбросом по импульсам воспламенения и достаточно боль­ шим временем передачи.

При использовании формулы Дрекопфа возникает ряд затруд­ нений. Во-первых, возникает вопрос, какому значению тока должны соответствовать Кв _ m j n и К в т а х , поскольку их величина зависит от тока. Для правильного определения безотказного тока в формулу (11.44) следовало бы подставить значения импульсов воспламенения, соответствующие искомому току. Однако сделать это невозможно, поскольку величина безотказного тока заранее неизвестна. Во-вто­ рых, для достаточно однородных по импульсам воспламенения ЭД, а также для ЭД с большим временем передачи ток, полученный по формуле Дрекопфа, может оказаться меньше безопасного тока, что является абсурдом. Все это является следствием того, что при вы­ воде формулы (11.44) ставилась лишь задача иайти величину тока, при котором за минимальное время передачи взрывная сеть может получить импульс тока, равный разности между максимальным и ми­ нимальным импульсами воспламенения. Кроме того, не учитывалась зависимость величины импульсов воспламенения от величины воспла­ меняющего тока. Формула (11.44) может дать правильный результат только в том случае, когда применяются ЭД с заметным разбросом по импульсам воспламенения или с малым временем передачи, по­ скольку при этом искомый безотказный ток достигает величины, при которой импульсы воспламенения практически уже не зависят от тока.

Из-за невозможности заранее определить импульсы воспламе­ нения, соответствующие искомому безотказному току, в формулу (11.44) приходится подставлять максимальное и минимальное зна­ чения п о м и н а л ь н ы х импульсов воспламенения (см. § 2). При этом критерием правильности полученного по этой формуле результата может явиться найденная величина безотказного тока. Результат можно считать приемлемым, если при подстановке в фор­ мулу номинальных значений импульсов воспламенения безотказный ток окажется равным или будет больше двукратной величины стомиллисекундного воспламеняющего тока.

Вследствие изложенного формула для определения безотказного постоянного тока должна иметь следующий вид:

•108

Если ток, полученный по формуле (11.45), будет меньше двукрат­ ного значения стомиллисекундного тока, безотказный ток следует принять равным 2 - / 1 о о .

Значения безотказного постоянного тока для ЭД разных заводов,

безотказный ток для ЭД этого завода следует принять равным 0,74 А.

вие расплавления мостика током. У ЭД с замедлением разрыв мо­ стика газами обычно происходит в момент выброса из головки ЭВ луча огня, т. е. как и в ЭД мгновенного действия. Нет различия и во времени перегорания мостика у ЭД с замедлением и у ЭД мгно­ венного действия. ЭД с замедлениями, как и ЭД мгновенного дей­

переменным током величина безотказного тока зависит не только от параметров ЭД, но и от момента включения воспламеняющего тока, поскольку его мгновенные значения непрерывно изменяются.

Переменный ток в осветительных и силовых линиях и выраба­ тываемый передвижными электростанциями изображается синусо­

где i — мгновенное значение тока; / м — максимальное значение тока; ю — угловая частота тока (со = 2л. /); / — частота тока; t — момент времени, для которого определяется мгновенное"значение тока (от­ считанный от начала положительной полуволны синусоиды).

109