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

Основные жплы кабелей ГРШН рассчитаны на номинальное напряжение 500 В, а кабелей ГРШНЭ — на 660 В. Жилы управле­ ния кабелей рассчитаны на напряжение 127 В. Эти кабели пред­ назначены для работы при температуре окружающей среды от —30 до +50° С.

Основные технические данные кабелей ГРШН н ГРШНЭ при­ ведены в табл. 18.

Т а б л и ц а 18

Сопротивление жил кабелей ГРШН и ГРШНЭ при температуре + 2 0 ° С приведены в табл. 19.

Изоляцию всех жил кабелей ГРШН и жил управления кабелей ГРШНЭ испытывают при тех же условиях, как и проводов ПР-660. Изоляцию основных жил кабелей ГРШНЭ в течение 5 мин испыты­ вают напряжением 4000 В постоянного тока. В готовом виде кабели ГРШН должны выдерживать в течение 5 мин переменное напряжение •3000 В, а кабели ГРШНЭ — 2500 В, приложенное между основными жилами, и 1500 В — между жилами управления.

150

Для устройства электровзрывных сетей могут быть применены провода и кабели других марок. Их сопротивление может быть взятоиз любой вышеприведенной таблицы, поскольку разница в сопроти­ влении проводов разных марок (с одинаковыми жилами) весьма незначительна.

При расчете электровзрывных сетей в ряде случаев необходимознать удельное сопротивление жилы провода. Для медных жил оно может быть принято равным 0,018 Ом-мм2 /м, а для алюмини­ евых — 0,03 Ом-мм2 /м.

Приведенные в табл. 15—19 данные о сопротивлении проводов^

где г 2 о — сопротивление провода при + 2 0 ° С, Ом; a — температур­ ный коэффициент сопротивления (для меди и алюминия может бытьпринят равным 0,004, а для стали — 0,006).

При использовании многожильных кабелей для устройства двух­ проводных магистралей жилы кабелей в параллель соединяют между собой, образуя две объединенные жилы. При этом последние могутсостоять пз разного числа жил разного сечения. Эквивалентноесопротивление 1 км объединенной жилы может быть найдено поформуле

где rlt г2, . . ., гп — сопротивление 1 км жил, входящих в первуюобъединенную жилу, Ом; г[, г'2, . . ., Гп — сопротивления 1 км жил, входящих во вторую объединенную жилу, Ом.

Эквивалентное сечение объединеиной жилы кабеля может бытьопределено по формуле

где р — удельное сопротивление материала жпл,Ч)м-мм2 /м.

151;

Пример 12. Определить эквивалентные сопротивление и сечение шахтного кабеля ГШРН сечением 3 X 2,5 + 1 X 1,5 мм2 при использовании его в каче­ стве двухпроводной магистрали. Первая объединенная жила будет состоять пз двух жил сечением 2,5 мм2 , а вторая — из жил 2,5 и 1,5 мм2.

нии взрывных сетей приходится выбирать марку проводов и нх сеченпе. Прп этом следует учитывать напряжение источника взрывания, условия, в которых будут находиться провода (в сухих или обвод­ ненных местах), допустимое сопротивление взрывной сети, а также возможность механических повреждений проводов.

Вследствие кратковременности работы проводов взрывной сети нужно пметь в виду, что к проводам может быть приложено напря­ жение, намного превышающее их номинальное, а потому провода взрывной сетп можно выбирать по их испытательному напряжению; токовая нагрузка проводов может быть значительно больше пред­ усмотренной правилами устройства электроустановок, поэтому вы­ бранные провода взрывной сети на величину проходящего через них тока не проверяются.

При выборе марки проводов следует иметь в виду, что наиболее дешевыми являются провода со стальными жилами, предназначенные для промышленных взрывных работ (ЭВЖ, ЭПЖ, ВМВЖ, ВМПЖ). Поэтому во всех случаях, где это возможно, следует использовать такие провода. Провода с медными жилами (ЭВ, ЭП, ВМВ, ВМП) допустимо применять, если провода со стальными жилами создают недопустимо большое сопротивление взрывной сети, или при исполь­ зовании проводов в шахтах, опасных по газу или пыли.

Если провода, предназначенные для взрывных работ, не под­ ходят, приходится использовать, особенно для устройства маги­ страли, установочные провода и кабели. При этом следует применять более дешевые алюминиевые провода и только в особых случаях (например, в шахтах, опасных по газу или пыли, или при необхо­ димости иметь малое сопротивление сети) — медные.

При использовании проводов в обводненных местах предпочтение следует отдавать проводам с поливинилхлоридиой или полиэтилено­ вой изоляцией.

Прп выборе марки проводов следует учитывать, что испытатель­ ное напряжение проводов должно быть не меньше напряжения применяемого прибора взрывания. Если провода будут находиться

152

в ооводыетшых местах, следует руководствоваться напряжением, при котором провода испытываются после замачивания в воде.

При выборе сечения проводов следует исходить из допустимого сопротивления сети и из необходимости обеспечить достаточную механическую прочность сети. Для выполнения последнего условия

наличии повышенной опасности механических повреждений, а также при массовых взрывах сечение проводов распределительной сети обычно берется не менее 0,5 мм2 , а магистрали — не ниже 0,75 мм2 .

§ 13. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫМ СЕТЯМ

Электровзрывные сети должны быть надежными (безотказными) в действии, экономичными и безопасными.

Чтобы электровзрывная сеть была надежной, необходимо: обеспечить прохождение через каждый ЭД импульса тока, доста­

точного для его воспламенения; при использованпп в качестве источ­ ника тока динамоэлектрических взрывных машинок, батарей или сетевых взрывных приборов (кроме конденсаторных) это условие равносильно требованию, чтобы ток, проходящий через каждый ЭД, был не меньше гарантийного;

стремиться к тому, чтобы токи, проходящие через ЭД, включен­ ные в разные параллельные ветви, были близки друг к другу по вели­ чине, что необходимо для одновременного взрыва зарядов.

Для обеспечения экономичности, т. е. минимума затрат на устрой­ ство электровзрывной сети, следует стремиться к тому, чтобы длина

Чтобы распределительная сеть, уничтожаемая во время взрыва, имела наименьшую длину, следует стремиться к использованию последовательной схемы, а если это невозможно, к применению смешанной схемы с наименьшим числом параллельных ветвей. Мини­ мальное число параллельных ветвей обеспечивает также потребление электровзрывной сетью наименьшего тока.

Для обеспечения безопасности при монтаже электровзрывной сети и в части расположения и оборудования взрывного пункта должны строго выполняться требования «Единых правил безопас­ ности при взрывных работах».

Электровзрывная сеть всегда должна быть двухпроводной. Ис­ пользование воды, земли, труб, рельсов, канатов и т. п. в качестве одного из проводов запрещается. И только во время взрывания при сейсморазведке па водных бассейнах и при торпедировании и прострелочных работах в скважинах с применением одножильного каротажного кабеля допускается исключение из этого требования.

Чтобы выполнить указанные выше требования, каждая электро­ взрывная сеть должна быть рассчитана проверочным или полным расчетом.,

153

Проверочный расчет дает возможность убедиться в том, что в сети с данной схемой, с заданным числом ЭД и с данным сечением проводов каждый ЭД получит импульс тока, достаточный для вос­ пламенения, пли в том, что проходящий через него ток не меньше гарантпйного.

Цель полного расчета — установить, какую схему должна иметь взрывная сеть, как должны быть распределены ЭД по ветвям (если •сеть будет параллельной или смешанной) и какое сечеиие должно •быть у проводов, чтобы взрывная сеть была надежной и экономичной.

Прп расчете взрывных сетей необходимо исходить из фактиче­ ского сопротивления применяемых ЭД. Если такие данные отсут­ ствуют, можно считать, что ЭД общего применения с медными вы­ водными проводами имеют сопротивление 3 Ом, а со стальными проводами длиной до 3 м включительно — 5 Ом.

При определении сопротивления взрывной сети для учета не­ предвиденных изгибов длину проводов необходимо увеличивать на 10%.

Методы расчета электровзрывных сетей зависят от их схемы и от применяемого прибора взрывания. Ниже рассматривается расчет взрывных сетей, воспламеняемых конденсаторными приборами (ма­ шинками) и сетевыми взрывными приборами *.

§ 14. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ СЕТЕЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОНДЕНСАТОРНЫХ ВЗРЫВНЫХ ПРИБОРОВ И МАШИНОК

При использовании конденсаторных взрывных приборов и маши­ нок проверочный расчет электровзрывной сети сводится к сопоста­ влению ее расчетного сопротивления с предельно допустимым, чтобы убедиться в том, что первое ие превышает второе.

Проверочный расчет последовательных взрывных сетей

Расчет последовательных сетей простых и с парно-последова­ тельным включением ЭД. Наибольшее сопротивление для таких взрывных сетей принимается равным номинальному сопротивле­ нию Лном> т - е - сопротивлению, указанному на паспорте взрывного прибора (машинки). Значения i?H O M для отечественных конденсатор­ ных приборов (машинок) приведены в табл. 20.

В табл. 20 приведены также значения:

импульса тока Хн о ы, который мог бы дать взрывной прибор (машинка) при срабатывании на сеть с номинальным сопротивлением при условии, что ток в конце импульса будет равен 1 А (для приборов, рассчитанных на воспламене­ ние 100 ЭД) и 1,3 А (для приборов, предназначенных для взрывания до 300 ЭД); импульса тока К'ном, который успеет пройти во взрывную сеть с номиналь­ ным сопротивлением до разрыва в ней цепи; предполагается, что в сети находится

наиболее чувствительный ЭД с импульсом воспламенения КВ- т\п = 0,739 А2 X X мс (см. табл. 11), который обладает минимальным временем передачи (0,6 мс);

* Методы расчета сетей при использовании динамоэлектрических взрывных машинок см. [10].

154

величины тока iK в конце импульса при номинальном сопротивлении взрыв­

ной сети; предельно допустимого сопротивления взрывной сети Япр, при котором

сеть успеет получить импульс тока 3 А2 • мс, установленный требованиями Между­ ведомственной комиссии по взрывному делу;

предельно допустимого сопротивления взрывной сети i ? n p , при котором в нее успеет пройти импульс тока, достаточный для безотказного воспламенения

„U-C^ ч^ы. дСрДн 0 М

при номинальном сопротивлении взрывной сети могут дать импульс тока КНОы не менее 3 А2 • мс, при этом ток в конце импульса будет не меньше допустимого; при орабатывании взрывных приборов и машинок (за исключением машинки КПМ-1А) на взрывную сеть с номинальным сопротивлением, в сеть, до разрыва

в ней цепи, успеет пройти импульс тока менее 3 А2 • мс; импульс тока 3 А2 • мс пройдет во взрывную сеть лишь в том случае, если

ее предельно допустимое сопротивление будет меньше номинального (исключе­ ние составляет машинка КПМ-1А);

155

во взрывной сети, содержащей ЭД с импульсами воспламенения, лежащими

номинального, все же считают, что безотказное взрывание обеспечивается и при номинальном сопротивлении взрываемой сети. Это объясняется тем, что вероят­ ность возникновения условий, прп которых определялась величина импульса тока, успевшего пройти во взрывную сеть (наличие в сети ЭД с импульсом вос­ пламенения 3 А3 • мс и электродетонатора с наименьшим импульсом и минималь­ ным временем передачи), весьма мала. Поэтому последовательные взрывные •сетп как простые, так и с парно-последовательным включением ЭД рассчиты­ ваются исходя из номинального сопротивления.

Выше указывалось, что при использовании конденсаторных приборов и машинок с миллисекундным замыкателем должно быть проверено, успеют лп они дать необходимый импульс тока до отклю­ чения замыкателем взрывной сети от конденсатора-накопителя. Это проверяют по формуле (11.32). Однако для отечественных конденса­ торных приборов и машинок указанную проверку можно не де­ лать, так как расчеты по формуле (11.32) показали, что ее левая часть меньше минимального времени срабатывания миллисекуидного замыкателя.

Расчетное сопротивление рассматриваемых взрывных сетей может -быть определено по формуле

где N — общее число ЭД во взрывной сети; гэ — расчетное сопро­ тивление одного ЭД, Ом; гм — сопротивление 1 м магистрального провода, Ом; гк , гу , гс — сопротивление 1 м соответственно конце­ вых, участковых п соединительных проводов, Ом; L K , L y , L z — длина концевых, участковых и соединительных проводов, м; Ьы — длина магистрали (в одни конец), м.

Если концевые, участковые и соединительные провода имеют •одинаковое сечение и сделаны нз одного и того же материала, выра­ жение (III.5) примет следующий]вид:

В ряде случаев при устройстве'взрывных сетей для уменьшения их сопротивления вместо одного провода применяют несколько параллельно соединенных между собой проводов, а при использо­ вании кабелей — несколько жил. Если соединяемые между собой провода (жилы) одинаковые, входящие в формулы (III.5) и (III.6) значения сопротивлений проводов должны быть разделены на число соединенных между собой проводов (жил). Если же соединенные провода (жилы) разные, сопротивление объединенного провода может •быть найдено по формуле (III.2).

Для обеспечения безотказного взрывания необходимо, чтобы расчетное сопротивление взрывной сети не превышало номинальное.

156

Пример 13. Проверить, можно ли конденсаторным взрывным прибором КВП-1/ЮОм взорвать 50 последовательно включенных ЭД ЭД-Б-Ж со стальными выводными проводами длиной 2 м. Магистраль, выполненная из двух парал­ лельно соединенных проводов ВМВ, имеет длину 250 м в один конец, а распре­ делительная сеть, смонтированная из одиночных проводов ВМВ, имеет про­ тяженность 400 м.

Р е ш е н и е . 1. Для применяемого взрывного прибора ЛНом = 320 Ом. 2. Расчетное сопротивление взрывной сети по формуле (III.6)

Д с = 50-5 + (400- 1,1)-0,04+2 (250- 1,1) - ^=278, 6 Ом.

3. Так как расчетное сопротивление взрывной сети меньше номинального, взрывание будет безотказным.

Расчет последовательных сетей с парно-параллельным включе­

Для эквивалентной схемы выражение, позволяющее определить предельное сопротивление i ? n p . n n , при котором конденсатор-нако­ питель может послать во взрывную сеть импульс тока 4К, имеет следующий вид:

минимально допустимый ток в конце импульса К при последова­ тельном соединении ЭД, А;

Выражение (III.7) получается из (11.20), если в него вместо / м д

157

тельных взрывных сетей с парно-параллельным включением ЭД сохранить такую же надежность, как и при воспламенении простых последовательных сетей, в выражение (III.8) вместо Кв гаах следует подставить значение импульса тока, который получают эти сети при номинальном сопротивлении (см. табл. 20).

Результаты расчетов но формулам (III.7) и (III.8) для обоих усло­ вий приведены в табл. 21.

Пример 14. Проверить, можно ли прибором ПИВ-ЮОм взорвать последо­ вательную взрывную сеть с парно-параллельным включением ЭД, еоли в нее будет включено 80 электродетонаторов ЭД-8-Э с медными выводными проводами. Магистраль длиной 500 м (в один конец) будет сделана из проводов ПВ сечением 1,5 мм2, а распределительная сеть длиной 300 м — из проводов ВМВ.

158

Р е ш е н и е . 1. Предельное сопротивление сети для взрывного прибора ПИВ-ЮОм при парно-параллельном включении ЭД (табл. 21) — 133 Ом.

2. Расчетное сопротивление взрывной сети по формуле (III.10)

имеют одинаковые сопротивления, к чему на практике стремятся, то весь пучок ветвей можно заменить одиой эквивалентной ветвью с одним эквивалентным ЭД. При этом сопротивление у эквивалентной

тивления, при котором конденсатор-накопитель может послать во

где К — импульс тока, который должен получить каждый ЭД, А 2 - с;

импульса К в каждой ветви, для параллельной взрывной сети при­

где гэ — сопротивление ЭД, Ом; ZK и 1у — длина концевых и уча­ стковых проводов ветви, м; гк и гу — сопротивление 1 м концевых л участковых проводов, Ом.

159