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

Д ля определения токов в группах необходимо найти их сопро­ тивления, сопротивление магистрали н ток в ней.

Токи в группах должны быть не меньше гарантийного тока.

Пример 20. Произвести проверочный расчет последовательно-параллель­ ной пучковой взрывной сети, состоящей из трех параллельно включенных групп, в которых электродетонаторы ЭД-8-Ж с медными выводными проводами соеди­ нены последовательно. Число ЭД в первой, второй и третьей группах соответ­ ственно 20, 19, 18; общая длина концевых, участковых и соединительных про­ водов 150, 200 и 250 м.

Распределительная сеть смонтирована из проводов ВМВ. Магистраль длиной 450 м в одни конец — из провода ПВ сечением 0,75 мм2 . Взрывание производится сетевым прибором с прямым включением тока, получающим пита­ ние от сети переменного тока напряжением 380 В.

Р е ш е н и е . 1. Сопротивление гр5гпп:

#гр. i = 20 • 3 + 150 • 1,1 • 0,04 = 66,0 Ом; Rrp. 3 = 19 • 3 + 200 • 1,1 • 0,04 = 65,8 'Ом; ДгР . з = 18 -3 + 250 -1,1 -0,01 = 65,0 Ом.

2. Сопротивление распределительной сетп по формуле (III.40)

3.Сопротивление магистрали по формуле (III.42)

Ям = 2-450• 1,1 -0,0242 = 24,0 Ом.

4.Общее сопротивление взрывной сети по формуле (III.41)

Л= 21,9+24,0 = 45,9 Ом.

5.Ток в магистрали по формуле (III.48)

6. Токи в ветвях по формулам (III.46):

аяп380-8,288-•24,0 _ 65,0

7. Токи во всех группах больше гарантийного и мало различаются между собой по величине, поэтому взрывание будет безотказным.

Данным способом можно рассчитывать и последовательные взрыв­ ные сети с дублированием ее распределительной части (см. рис. 78, б). В этих сетях обе группы одинаковые, поэтому общее сопротивление распределительной сети будет в два раза меньше сопротивления одной группы.

170

к необходимости применять магистральные провода очень большого сечения, идут на увеличение числа групп.

В связи с изложенным при полном расчете смешанной пучковой взрывной сети приходится определять минимально допустимое число групп и соответствующее ему сечение проводов магистрали, а затем производить проверочный расчет для определения действительных значений токов, протекающих в группах. В ряде случаев приходится, кроме того, находпть минимально допустимое сопротивление маги­ страли п соответствующее ему число групп.

Д л я о п р е д е л е н и я м и н и м а л ь н о д о п у с т и ­ м о г о ч и с л а г р у п п задаются небольшим числом их и распре­ деляют ЭД по ним так, чтобы сопротивления групп меньше различа­ лись по величине. Затем определяют напряжение, которое должно быть в конце магистрали (считая, что в группе с наибольшим сопро­ тивлением будет протекать гарантийный ток), пользуясь при этом формулой

в них будет меньше гарантийного. Тогда число групп увеличивают на единицу п снова подсчитывают величину напряжения в конце маги­ страли, и так до тех пор, пока окажется, что U0 <; U. Число групп, при котором U0 стало меньше U, будет минимально допустимым.

Найдя минимально допустимое число групп, по формулам (III.46) определяют токп в них и в магистрали (как сумму токов). После этого находят сопротивление магистрали, соответствующее мини­ мально допустимому числу групп,

Ви=^=Л±, Ом. (111.50)

По этому сопротивлению определяют сечение проводов маги­

ствующего ему числа групп приходится рассчитывать ряд вариантов, принимая в каждом последующем варианте число групп на единицу больше чем в предыдущем. Так поступают до тех пор, пока дальней­ шее увеличение числа групп, вначале вызывавшее уменьшение сече­ ния магистрали, начнет давать увеличение ее сечения.

Упрощенный способ расчета последовательно-параллельных пуч­ ковых взрывных сетей позволяет без составления вариантов опре-

172

делить наименьшее допустимое число групп в сети и соответству­ ющее ему сечение магистрали, а также найти критическое (наиболь­ шее допустимое) сопротивление магистрали и соответствующее ему число групп в сети. При разработке рассматриваемого способа рас­ чета предполагалось, что все группы имеют одинаковые сопроти­ вления, к чему на практике и стремятся. Кроме того, было сделано допущение, что длина проводов распределительной сети такая же, как и при последовательном соединении всех ЭД. Это допущение не вносит заметной ошибки, так как сопротивление распределитель­ ной сети обычно не превышает 5% от общего сопротивления ЭД.

Известным считается напряжение прибора взрывания, сопроти­ вление электродетонаторов, а также длина, марка и сечение

где N — общее число ЭД в сети; N6 — общее число боевиков; 1К — длина концевых проводов у одного боевика (в один конец), м; 1у — длина участкового провода между смежными зарядами, м; L c — общая длина соединительных проводов, м.

После простых преобразований уравнения (III.52) получается квадратное уравнение

При этом знак минус относится к корню, дающему минимальное число групп (Mmin), а знак плюс — к корню, соответствующему максимальному числу групп (Мтах).

Из уравнения (III.54) можно получить также-выражение для определения сопротивления магистрали при данном числе групп. Оно будет иметь следующий вид:

Сечение проводов магистрали, соответствующее найденному со­ противлению, может быть определено по формуле (III.51).

173

Путем несложных преобразований выражению (III.55) для мини­ мального числа групп можно придать следующий вид:

Полученное по этой формуле число параллельных групп должно быть округлено до ближайшего большего целого числа M'min.

Из выражения (III.57) следует, что по мере уменьшения сопро­ тивления магистрали число групп становится меньше. Теоретически

Полученное по этой формуле число групп должно быть округлено до ближайшего целого числа M'min-m. Сопротивление магистрали, соответствующее этому числу групп, может быть определено по фор­ муле (III.56), если в нее подставить значение M'min т .

Критическое (наибольшее допустимое) сопротивление магистрали может быть определено исходя из следующих соображений. Число групп в сети должно быть числом вещественным, поэтому необхо­ димо, чтобы в выражении (III.55)

г /2

откуда критическое сопротивление магистрали

при данных значениях U и Rp с ток в группах будет меньше гаран­ тийного. Критическое сечение проводов магистрали может быть

противление магистрали и сечение ее проводов для ряда значений М, лежащих между M'min и МкР. Это дает возможность выбрать наи­ более приемлемое число групп во взрывной сети.

После выбора числа групп следует распределить ЭД по ним, стремясь к тому, чтобы, несмотря на разную длину проводов, сопро-

174

тивлеиия групп мало различались между собой. Определив факти­ ческое сопротивление групп указанными выше способами, находят токи в них с тем, чтобы убедиться, что эти токи не меньше гарантий­ ного и близки к нему.

Так как фактические сопротивления ветвей могут различаться между собой, при расчете сети по гарантийному току может ока­ заться, что в группе с паиболыппм сопротивлением воспламеняющий ток будет несколько меньше гарантийного. Для избежания этого значение / г , входящее в формулы (III.56), (III.57), (III.58) и (III.59), должно быть на 5—10% больше гарантийного тока. Так, при взры­ вании переменным током стандартной частоты значение 1Г должно приниматься равным 2,6—2,75 А.

Рассматриваемый упрощенный способ расчета пригоден и для последовательно-параллельных взрывных сетей с двумя ЭД в боеви­ ках. Однако при парно-параллельпом включении ЭД сопротивление распределительной сети следует определять по формуле

Кроме того, в формулах (111.56), (111.57), (111.58) и (III.59) под 1Г следует понимать удвоенное значение гарантийного тока с указанной выше поправкой.

Пример 22. Рассчитать упрощенным способом последовательно-параллель­ ную пучковую взрывную сеть для взрывания 55 зарядов, расположенных по одной линии (рис. 82). Расстояние между смежными зарядами по поверхности 5 м, глубина заложения зарядов 6 м. Боевики имеют по два последовательно соединенных электродетоиатора ЭД-8-Ж со стальными выводными проводаот длиной 2 м.

Длина магистрали 500 м в один конец. Распределительная сеть смонтиро­ вана из проводов ВМВ. Взрывание будет производиться сетевым прибором с прямым включением переменного тока напряжением 380 В.

Р е ш е н и е . 1. Общее сопротивление распределительной сети, если бы все ЭД были включены последовательно,

Др. с = 55 • 2 • 5 + 2 • 55 • 4 • 1,1 • 0,04+ 2 • 55 • 5 • 1,1 • 0,04 = 593,6 Ом. 2. Теоретически наименьшее число групп определяется по формуле (III.58)

175

5. Критическое сопротивление магистрали по формуле (Ш.59)

нпем 4 мм2 (см. табл. 17)

Л " . К Р = -^Г-2-500-1,1 =8,21 Ом.

№ N55

Рпс. 82. Схема последовательно-параллельной пуч­ ковой взрывной сети

8. Минимальное число групп при магпстралп сопротивлением Д'м .к р по формуле (III.57)

относительно невелико п поскольку длина уничтожаемых прп взрыве проводов распределительной сетп прнМ = 5 меньше, чем при М = 8, целесообразно, чтобы взрывная сеть состояла из иптп групп и имела магистраль сечением 10 мм2 .

10.Распределение ЭД по группам: в 1-й и 2-й группах по 12 пар, в 3-й группе — 11 пар, а в 4-й и 5-й группах — по 10 пар.

11.Сопротивления групп:

+ 2 [(10+11 +12+12) 5 -1,1] 0,04= 123,3 Ом; Дгр . 5 = Ю • 2 • 5 + 2 • 10 - 4 • 1,1 • 0,04 + 2 [(10 + 10+11 +

+12+12) 5 -1,1] 0,04 = 127,7 Ом.

12.Сопротивление магистрали с проводами сечением 10 мм2

176

14.Ток в магистрали по формуле (III.48)

15.Напряжение в конце магистрали по формуле (III.45)

U0 = 380-13,22 -2,99 = 340,5 В. 16. Токи в группах по формулам (III.46):

/ г р - 3 - Т 2 9 Т ~ 2 , 6 3 А ' / г р - 4 - Т 2 0 " _ 2 ' 7 6 А '

,340,5 „„„ .

/г Р . 5 = -Т 2ту = 2,6/ А.

17.Сумма токов в группах

2 / = 2,63 + 2,53 + 2,63 + 2,76 + 2,67 = 13,22 А;

сумма токов в группах равна току в магистрали, следовательно, растет сделан правильно.

18. Поскольку токи в группах ие меньше гарантийного и близки к нему по величине, взрывание будет безотказным.

Результаты расчета показывают, что в рассматриваемом случае целесооб­ разнее было бы применить конденсаторную взрывную машинку ВМК-500 или КПМ-2, поскольку при этом можно было бы использовать последовательную взрывную сеть и тем уменьшить расход проводов.

Максимальное число ЭД, которое допустимо включить в последо­ вательно-параллельную взрывную сеть, можно определить по формуле [44]

где RM — сопротивление магистрали (обоих проводов), Ом; к— коэффициент, учитывающий сопротивление концевых, участковых и соединительных проводов (может быть принят равным 1,1—1,2).

Найденное по формуле (III.62) число ЭД можно воспламенить, если число групп во взрывной сети

При другом числе групп ток в каждой из них будет меньше гаран­ тийного.

Пример 23. Определить максимальное число ЭД с медными выводными проводами, которое можно включить в последовательно-параллельную взрывную

сеть, п необходимое при этом число групп. Воспламенение будет произво­ диться от сети переменного тока напряжением 3S0 В. Сопротивление маги­ страли 10 Ом.

Р е ш е н и е . 1. Максимальное число ЭД определяется по формуле (II 1.62)

2. Необходимое число групп в сети по формуле (III.63)

Если число воспламеняемых ЭД будет меньше полученного по формуле (III.62), то при числе групп, найденном по формуле (111.63), ток в них будет больше гарантийного. Так, например, если пужио воспламенить 100 электродетонаторов, то при том же сопротивлении магистрали по формуле (III.63) получим шесть групп, и при этом ток в ннх будет равен 3,4 А.

Проверочный расчет последовательно-параллельных ступенча­ тых взрывных сетей. Расчет ступенчатых взрывных сетей (см. рис. 72, в) значительно сложнее расчета пучковых, так как в первых, вследствие падения напряжения в распределительной линии, напря­ жения, приложенные к параллельным группам сети, будут различ­ ными. Поэтому при ступенчатой схеме нет явного критерия, который позволил бы так распределить ЭД по группам, чтобы токи в них были одинаковыми, в то время как при пучковой схеме таким кри­ терием является равенство сопротивлений групп. Кроме того, при ступенчатой схеме для каждой группы приходится определять напря­ жение, под которым она находится, тогда как при пучковой схеме ко всем группам приложено одно п то же напряжение.

Вследствие изложенного для ступенчатых сетей обычно делается только проверочный расчет. Если расчет покажет, что ток хотя бы в одной группе будет меньше гарантийного, или если окажется, что токи в группах сильно различаются между собой, необходимо изме­ нить распределение ЭД по группам или взять другое сечение проводов и снова произвести расчет, и так до тех пор, пока токи в группах будут не меньше гарантийного и в то же время близкими к нему.

Расчет ступенчатой электровзрывной сети удобно вести следу­ ющим образом (способ расчета ступенчатой сети рассмотрен на при­ мере 24).

1.Определяют сопротивления групп (рис. 83).

2.Находят сопротивление всех участков распределительных про­

водов между точками включения групп (3—3'; 4—4'; 5—5').

3.Определяют сопротивление каждого провода магистрали.

4.Составляют эквивалентную схему взрывной сети, т. е. такую схему, в которой провода магистрали и распределительные провода,

атакже группы ЭД заменены сосредоточенными сопротивлениями, равными тем, которыми обладают эти провода и группы. Эквива­ лентная схема, соответствующая взрывной сети, приведенной на

178

рис. 83, показана на рис. 84, а. Для большей наглядности нумера­ ц и я точек на схеме взрывной сети и на эквивалентной схеме сделана •одинаковой.

5. Определяют общее сопротивление эквивалентной схемы, для

Рис. Si. Эквивалентные схемы последовательно-параллельной ступенчатой

взрывной сети

б) заменяют последний контур укороченной эквивалентной схемы {3—4—4'—3'—3) эквивалентным сопротивлением, которое будет равно:

* При параллельном соединении двух сопротивлений rl и г2, как известно,

эквивалентное им сопротивление