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

п заряжается конденсатор Си1. Прп этом он получит полярность, показанную на рис. 65. В течение следующего полупериода, когда вывод 1 имеет отрицательную, а вывод 2 положительную полярность, открыт диод Д2 п заряжается конденсатор Сн2, имея полярность, изображенную на рис. 65. Так как заряженные конденсаторы Сп1 и Сн2 соединены между собой последовательно, напряжение на блоке конденсаторов-накопителей будет в два раза больше, чем па каждом конденсаторе.

После того как лампочка Л светосигнального устройства начнет давать^вспышкп, рукоятку взрывного переключателя переводят

3

<s Кл5

Рис. 65. Электрическая схема сетевого конденсатор­ ного прибора «Барбара-2а»

в^положение «Взрыв». Прп этом разомкнутся контакты а — а (пре­ кратится зарядка) и на 4 мс замкнутся контакты б — б (блок кон­ денсаторов-накопителей подключится к взрывной сети). После этого замкнутся контакты в — в (к блоку конденсаторов присоединится разрядное сопротивление Rp).

Приборы «Барбара-2с» предназначены для взрывания в шахтах, опасных по газу I и I I категорий, а приборы «Барбара-4» — для взрывания с поверхности в сверхкатегорных шахтах. Производитель­ ность у этих приборов такая же, как и у «Барбара-2а».

Приборы «Барбара-2с» имеют конденсатор-накопитель емкостью 450 мкФ, заряжаемый до 770 В, а «Барбара-4» — емкостью 300 мкФ, заряжаемый до 700 В. Масса первых 69,5 кг, вторых — 84 кг.

Электрическая схема прибора «Барбара-2с» [125] отличается от схемы, приведенной на рис. 65, наличием омметра, которым можно измерять сопротивление взрывной сети, не перенося магистраль на специальные зажимы (прибор имеет всего одну пару выводных зажимов). Схема прибора «Барбара-4» [125] значительно сложнее. Она имеет электроннорелейиые блокировки, которые не позволяют производить взрывание, если конденсатор-накопитель не зарядился

•130

до расчетного напряжения или если сопротивление взрывной сети превышает предельно допустимое.

Сетевые взрывные приборы с включением тока в фиксированной точке синусоиды, предназначенные для взрывания от сети пере­ менного тока. Их применение преследует цель уменьшить воспламе­ няющий ток до величины, близкой к постоянному гарантийному току /р-

Это может быть достигнуто, если воспламеняющий ток будет включен в такой момент (в такой точке синусоиды), когда за мини­ мальное время передачи обеспечивается прохождение во взрывную

при наивыгоднейшем моменте включения переменного воспламеня­

Так как 9 m i n и tB могут принимать разные значения и заранее неизвестны, невозможно добиться, чтобы ток всегда включался в наи­ выгоднейший момент времени. Поэтому взрывные приборы с включе­ нием тока в фиксированной точке синусоиды включают ток раньше или позже оптимального момента, а потому воспламеняющий ток

напряжению зажигания) разрядник (через несколько микросекунд) зажжется (откроется) и будет пропускать через себя ток. Разряд­ ник погаснет (закроется), когда мгновенное значение питающего напряжения станет меньше падения напряжения в нем (может со­ ставлять 10—20 В в зависимости от типа разрядника), а также при разрыве взрывной сети.

ток может быть включен в любой из моментов, лежащих в этих пре­ делах, в зависимости от того, когда будет подано напряжение. Вели­

чина интервалов t'SK!l — t"msi и £в 'к л — t'B'^ будет тем больше, чем значительнее разница между амплитудой переменного напряжения 1/ы

и напряжением зажигания £/,. Если интервал t'BKSl — t"BKSl будет

132

большим, может получиться, что отрезок, изображающий время передачи б,,,^ окажется у нижней частп графика Г2 = / (t) (рис. 68, б). В этом случае при иеболыпом воспламеняющем токе за время пере­ дачи во взрывную сеть не успеет пройти импульс тока, необходимый для воспламенения наименее чувствительных ЭД, что вызовет отказы электродетонаторов.

По указанным причинам газовый разрядник для взрывного при­ бора должен выбираться с напряжением зажигания U3 не на много ниже амплитуды питающего напряжения UM. Однако осуществить это обычно не удается, так как напряжение зажигания данного разрядника зависит от внешних условий (температуры, освещен­ ности и др.), а у разных разрядников одного п того же типа оно может отличаться на 10—20 В. Кроме того, при выборе разрядника необ­ ходимо учитывать возможность понижения напряжения питающей сети. В результате U3 обычно оказывается значительно ниже 11ы.

Из изложенного следует, что при воспламенении ЭД переменным током, величина которого близка к гарантийному постоянному току, применение взрывных приборов с газовым разрядником хотя и по­ вышает надежность взрывания (по сравнению с прямым'включением переменного тока), ио все же не исключает возможности появления отказов.

В 1960 г. в ЦНИИЛ Госгортехнадзора РСФСР был разработан взрывной прибор ПМС-220 (переносная минная станция на 220 В), имеющая газовый разрядник с напряжением зажигания 200 В [41]. Этот прибор предназначался для воспламенения однофазным пере­ менным током напряжением 220 В смешанных взрывных сетей, име­ ющих до 80 параллельных ветвей, каждая из которых содержит до 70 последовательно соединенных ЭД при сопротивлении до 210 Ом. При этом воспламеняющий ток в каждой группе будет равен 1,05 А.

В ПМС-220 предусмотрен прибор, позволяющий измерять сопро­ тивление взрывной сети и напряжение на входе взрывного прибора при отсутствии нагрузки. При включении взрывной сети напряже­ ние, подведенное к взрывному прибору, может сильно уменьшиться, поскольку воспламеняющий ток (до 80 А) может вызывать в про­ водах питающей сети значительное падение напряжения. В резуль­ тате этого воспламеняющий ток может оказаться меньше 1 А. Это будет тем вероятнее, чем ниже мощность источника тока и чем меньше сечение и больше длина проводов питающей сети.

В связи с изложенным, приведенное в инструкции по исполь­ зованию прибора ПМС-220 указание, что им можно взрывать до 80 групп ЭД с 70 ЭД в каждой, является необоснованно завышенным.

Размеры прибора 173 X 90 х 63 мм, его масса 1,6 кг.

Сетевые тиристорные взрывные приборы могут включать ток в заданную точку синусоиды значительно точнее и способны обеспе­ чить более надежное взрывание, чем приборы с газовым разрядником. Однако первые намного сложнее вторых.

Основные данные приборов взрывания, изготовляемых в СССР,

приведены в табл. 14.

133

* Типа эдс.

Г л а в а I I I

ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫЕ СЕТИ

1§ 11. СХЕМЫ Э Л Е К Т Р О В З Р Ы В Н Ы Х СЕТЕЙ И И Х СВОЙСТВА

Электровзрывная сеть состоит из электродетонаторов, распре­ делительной сети и магистрали.

Под распределительной сетью понимается совокупность проводов, которые связывают между собой электродетонаторы и присоединяют их к магистрали, а под магистралью — провода, соединяющие рас­ пределительную сеть с приборами взрывания.

Последовательные взрывные сети. В последовательных сетях ЭД соединены между собой последовательно. Конфигурация этих сетей зависит от расположения взрываемых зарядов (однорядное или многорядное) и от места примыкания магистрали к распределитель­ ной сети (с торца или с боку). На рис. 69, а, б, в показаны схемы последовательных сетей при однорядном, двухрядном и четырех­ рядном расположении зарядов при торцовом примыкании маги­ страли, а на рис. 69, г — при двухрядном размещении зарядов и боко­ вом примыкании магистрали.

Последовательная распределительная сеть состоит из следующих проводов (рис. 69, а):, концевых (к), идущих в скважинах, колодцах, шурфах, рукавах и т. д. от выводных проводов ЭД до поверхности земли; участковых (у), соединяющих между собой смежные концевые провода; соединительных (с), присоединяющих крайние концевые провода к магистрали.

При взрывании шпуровых и наружных зарядов концевых про­ водов не будет, а при небольшом интервале между зарядами будут отсутствовать также участковые и соединительные провода. В по­ следнем случае распределительная сеть создается соединением между собой выводных проводов ЭД. Если в каждом заряде имеется один ЭД, взрывная сеть называется п р о с т о й последовательной сетью.

Параллельные взрывные сети. В параллельных сетях ЭД соеди­ няются параллельно. Параллельная сеть может быть пучковой (рис. 70, а), в которой все ЭД присоединены к одним и тем же точкам

135

Конфигурация параллельных сетей также зависит от размещения зарядов. Так, при проходке стволов шахт применяют параллельно-

распределяются по группам. Если ЭД в группах включены последо-

вательно, а группы соединены между собой параллельно (рис. 72), сеть называется п о с л е д о в а т е л ь н о - п а р а л л е л ь н о й .

136

В том же случае, когда ЭД в группах включены параллельно, а группы (№ 1 п № 2 на рис. 73) соединены последовательно, сеть называют

па р а л л е л ь н о - п о с л е ­

до в а т е л ь н о й .

При взрывании большого числа зарядов от сетей трехфазного тока иногда применяют трехфазные взрывные сети. При этом ЭД

137

Рис. 75. Схема [трехфазной взрыв­ ной сети с двумя параллельными

группами в каждой ветви

эвс

сдш

9777777777 WWWli - 'WMWA

щтш V77,

V . С7777777&. 777777777%

к точкам (фазам) А — В магистрали, вторую ветвь — к точкам!? — С и третью ветвь — к точкам А — С. При массовых взрывах каждая ветвь трехфазной взрывной сети может состоять из нескольких параллельно включенных групп (на рис. 75), в которых ЭД соеди­ нены между собой последовательно.

Взрывные сети с парным включением ЭД. В патроны-боевики часто помещают по два ЭД, которые могут быть соединены между собой последовательно (рис. 76, а) или параллельно (рис. 76, б). При этом соединение ЭД между собой обычно производится внутри боевика. В первом случае в боевике применяется парно-последова­ тельное, а во втором случае — парно-параллельное включение ЭД. Любое из этих включений может быть использовано в последова­ тельных, параллельных и смешанных взрывных сетях. Для взры­

выводятся свои концевые провода, при помощи которых боевики могут быть включены в сеть последовательно или параллельно.

Комбинированные взрывные сети. Если производительность имеющихся взрывных приборов или машинок недостаточна для взры­ вания всех подготовленных зарядов, часть из них может быть взор­ вана электрическим способом, а остальные детонирующим шнуром (рис. 77). В этом случае взрывная сеть называется комбинированной.

Дублирующие взрывные сети. При массовых взрывах для повы­ шения надежности взрывания электровзрывные сети часто дубли­ руют. Особое значение имеет дублирование подземной части сети, так как ее повреждение, которое может произойти при заряжании, потребовало бы вскрытия выработок, ведущих к зарядам, а при неблагоприятных условиях и частичной разборки зарядов.

Дублирование может быть осуществлено второй (дублирующей) электровзрывной сетью или сетью из детонирующего шнура. В пер­

(рис. 78, в) или только подземной части сети (рис. 78, г).

Впоследнем случае, поставив перемычку в месте подсоединения

ксети ЭД, концевые провода которого повреждены, можно обеспе­ чить взрывание. Показанные на рис. 78, а, б, в ж г электродетонаторы следует рассматривать как боевики. В каждом из них может быть по одному или по два ЭД, соединенных между собой последовательно или параллельно.

**

При взрывании при помощи ЭД замедленного и короткозамедленного действия применяют обычные взрывные сети (последовательные, параллельные, смешанные). При этом в сеть можно включать ЭД с различными ступенями замедления, а также и электродетонаторы

139