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

В результате получается еще более укороченная эквивалентная схема, приведенная на рис. 84, в. Эта схема является последова­ тельной, состоящей из пяти сопротивлений: Rl,2, R2,3, R'l, R2',3' и Rl',2' *. Вследствие этого общее сопротивление эквивалентной схемы, т. е. общее сопротивление рассматриваемой электровзрывпой сети, будет равпо сумме указанных сопротивлений, т. е.

6. Определяют величину тока, протекающего по проводам маги­ страли, которая согласно закону Ома будет

7. Определяют напряжение, приложенное к первой группе (на­ пряжение между точками 3—3' на рис. 84, а); оно будет меньше напряжения прибора взрывания на величину падения напряжения в магистрали п на участках распределительных проводов, лежащих между магистралью и местом включения первой ветви (между точ­ ками 2—3 и между точками 2'—3'). Это падение напряжения

где R1 — сопротивление первой группы, Ом.

9. Определяют напряжение, приложенное ко второй группе (на­ пряжение между точками 4—4' на рис. 84, а); оно будет меньше напряжения, приложенного к первой группе, на величину падения напряжения на участках распределительных проводов, располо­

* Если бы электровзрывная сеть имела не три параллельные ветви, а на­ пример пять, для приведения ее к последовательной схеме пришлось бы про­ извести не два преобразования, как это имело место в рассматриваемом примере, а четыре.

180

к третьей и последующим группам (если таковые имеются), и токи, протекающие по этим ветвям.

12. Чтобы убедиться в правильности произведенных расчетов,,

подсчитывают сумму вычисленных токов в группах, которая должна быть равна току в магистрали.

Пример 24. Произвести проверочный расчет смешаипой ступенчатой взрыв» ной сети, состоящий из трех параллельных групп, в которых электродетонаторы ЭД-8-Ж со стальными проводами длиной 2 м соединены последовательно (см. рис. 83).

Состав групп: число ЭД в первой группе 16, во второй — 15, в третьей — 14; общая длина концевых, участковых и соединительных проводов соответ­ ственно 300, 275 и 250 м.

Все провода марки ПР, при этом концевые, участковые и соединительныеимеют сечение 0,75 мм2 , распределительные — 1,5 мм2 и магистральные — 1,5 мм2. Длина магистралп 600 м в один конец длина распределительных про­ водов (м) приведена на рис. 83.

Источником тока служит сеть переменного тока напряжением 380 В. Р е ш е н и е . 1. Сопротивления групп, Ом:

Д2 = 16 • 5 + 300 -1,1 -0,0242 = 88,0;

R2 = 15 • 5 + 275 • 1,1 • 0,0242 =•• 82,3; R3 = 14 • 5+ 250 • 1,1 • 0,0242 = 76,7.

2. Сопротивление участков распределительных проводов, Ом (см. рис. 83):: между точками 2 и 3:

R2,3 = 5 -1,1 -0,0121=0,07;

между точками 3 и 4:

R3,4 = 90 -1,1 -0,0121 = 1,20;

между точками 4 и 5:

Д4,5=80-1,1 • 0,0121 = 1,06; между точками 2' и 3':

R2',3' = 65 -1,1 -0,0121 = 0,87; между точками 3' и 4':

R3', 4'= 80-1,1 -0,0121=1,06; между точками 4' и 5':

R4', 5' = 80 -1,1 - 0,0121 = 1,06.

181

Заменив этот контур эквивалентным сопротивлением R'2, получим эквп- •валентнуто схему, приведенную на рис. 84, б.

Сопротивление контура 3— 4—4'—3' —3 (см. рпс. 84, 6) по формуле (III.65)

88,0 + (1,20 + 40,2 +1,0В) ~ * й ' '

Заменив этот контур эквивалентным сопротивлением R'l, получим экви­ валентную схему, приведенную на рис. 84, е.

Общее сопротивление взрывной сети (сопротивление контура 1—2—3—3' — 2'—Г, показанного на рис. 84, в)

R = 7,98 + 0,07 + 28,7 + 0,87 + 7,98 = 45,6 Ом. 5. Ток, протекающий в магистрали, по формуле (III.67)

/ М = Ц ° 8,34 А.

6. Напряжение между точками 3—3' (в месте примыкания первой группы ж соединительным проводам) по формуле (III.69)

Ux = 380 - 8,34 (7,98 + 0,07 + 0,87 + 7,98) = 238,9 В.

7.Ток в первой группе по формуле (111.70)

8.Напряжение между точками 4—4' (в месте примыкания второй группы) спо формуле (III.73)

U2 = 238,9-(8,34-2,71) (1,20 + 1,06) = 226,2 В. 9. Ток во второй группе по формуле (III.74)

226,2

/2 = w = 2 - 7 5 A -

10.Напряжение между точками 5—5' (в месте примыкания третьей группы)

f/3 = 226,2—(8,34—2,71-2,75) (1,06 +1,06) = 220,2 В.

11. Ток в третьей группе

220,2 / з ~ 76,7 ~ 2 ' 8 8 А -

12. Сумма токов в ветвях

2/=2,71 + 2,75 + 2,88 = 8,34 А.

Сумма токов в группах оказалась равной величине тока в магистрали, сле­ довательно, расчет сделан правильно.

182

13. Результаты расчета показывают, что токи во всех группах больше гаран­ тийного и близки к нему, поэтому рассмотрепиая взрывная сеть обеспечитбезотказное взрывание.

Смешанные взрывные сети как пучковые, так и ступенчатые прп вытянутом расположении зарядов могут быть рассчитаны графо­ аналитическим методом [4, 10], позволяющим в один прием опре­ делить минимально допустимое сечение проводов магистрали; найти минимально допустимое число параллельных ветвей; произвести такое распределение электродетонаторов, при котором ток во всех ветвях будет одинаковым.

Проверочный расчет параллельно-последовательных взрывных сетей. При проверочном расчете таких сетей (см. рис. 73) ставится задача проверить, что ток, проходящий через каждый ЭД, не меньше гарантийного.

Как указывалось, в параллельно-последовательных сетях в груп­ пах должно быть одинаковое число параллельно включенных ЭД. Если считать, что все концевые провода имеют одинаковую марку, длину и сечение, а все ЭД имеют равные сопротивления, ток в ма­ гистрали может быть определен по формуле

Пример 25. Проверить, можно лп сетевым взрывным прибором с прямым включением тока, получающим питание от сети переменного тока напряжением 380 В, взорвать параллельно-последовательную сеть, состоящую из девяти групп, в каждую из которых параллельно включено по пять электродетонаторов • ЭД-8-Ж со стальными проводами длиной 2,5 м.

Магистраль длиной 250 м (в один конец) будет смонтирована из проводов-, марки ПР сечением 1,5 мм2 , а в качестве концевых, участковых и соединительных проводов будут использованы провода марки ВМВ. Длина концевых проводов- у каждого заряда (в один конец) равна 5 м. Общая длина соединительных про­ водов 150 м, а участковых — 100 м.

Р е ш е н и е . 1. Ток в магистрали определяется по формуле (III.75)

2 • 250 • 1,1 • 0,0121 +150 • 1,1 • 0,04 + 100 • 1,1 • 0,04+ (5 + 2 • 5 • 1,1 • 0,04)+-

О

= 13,8 А.

183:

2. Ток, проходящий через каждый ЭД, по формуле (III.76)

/э = -^М- = 2,76 А.

о

3. Ток во всех ЭД превышает гарантийный переменный ток, взрывание «будет безотказным.

Расчет параллельных взрывных сетей

Для безотказного воспламенения переменным током параллельно соединенных ЭД через каждый из них должен пройти ток не менее 1 А. Однако, если имеются основания опасаться, что первые взрывы

Затем по формулам (III.46) определяют токи в ветвях. Эти токи должны быть не меньше тока, необходимого для безотказного воспла­ менения параллельно включенных ЭД.

При одинаковом сопротивлении ветвей выражение (III.79) при­ нимает следующий вид:

184

При одинаковом сопротивлении ветвей протекающие в них токиможно определить по формуле

Токи в ветвях параллельно-ступенчатой сети определяют так же,, как в ветвях смешанной ступенчатой сети, только сопротивления ветвей определяют по формуле (III.77) или (III.78).

При большом числе ветвей для определения протекающих по ним токов требуются весьма громоздкие вычисления. Однако в том случае, когда сопротивления всех ветвей равны между собой и ветви находятся одна от другой на одинаковом расстоянии, определениетоков в ветвях параллельно-ступенчатой сети может быть значительно*

b

Рпс. 85. Схема параллельно-ступенчатой сети при одинаковом сопро­ тивлении параллельных ветвей, расположенных на одинаковом рас­ стоянии одна от другой

упрощено. Так как наименьший ток будет в последней ветви, а н а и ­ больший ток — в первой ветви, для суждения о возможности обе­ спечить безотказный взрыв достаточно найти токи в крайних ветвях, (иногда ограничиваются определением тока только в последней

Д' = ]ДрДв + - 1 ,

185--

где R B — сопротивление ветви, Ом; гр — сопротивление участка распределительной линии (обоих проводов) между двумя смежными ветвями, Ом.

В ступенчатой взрывной сети к концам d—d нагрузка не подклю­

последняя ветвь. Вследствие этого выражения (III.83) и (III.84)

1)находят сопротивления ветвей и участков распределительной -линии;

2)определяют по формуле (III.91) сопротивление распределитель­ ной сети;

3)вычисляют сопротивление магистрали, а если имеются соеди­

186

6) находят напряжение между точками Ъ — Ь , к которым присоеди­ нена первая ветвь

будет равен разности токов в участках распределительной линии,

в магистрали и сечение ее проводов, при которых ток в последней

2)из выражения (111.88) находят ток, который должен проте­ кать в магистрали;

3)определяют сопротивление, которое должна иметь вся взрыв­ ная сеть,

если оно получится отрицательным, то это будет означать, что напря­

187/

В параллельно-ступенчатых сетях токи в ветвях с одинаковыми сопротивлениями имеют разную величину, уменьшающуюся по мере удаления ветвей от магистрали, вследствие чего в этих сетях первые ЭД взрываются раньше последних. Следует стремиться к тому, чтобы ток, проходящий через первый ЭД, ие более чем в 2—3 раза превышал ток, протекающий через последний ЭД. Это может быть достигнуто применением распределительных проводов с достаточно малым сопротивлением.

Пример 26. Определить токи в первой, третьей и последней ветвях парал­ лельно-ступенчатой сети, в которую включено пять электродетонаторов ЭД-8-Ж -со стальными выводными проводами длиной 2,5 м (рис. 86). Расстояние между зарядами по поверхности земли равно 5 м, глубина заложения зарядов 3 м, расстояние от линии зарядов до распределительной лпнпп 7 м. Длина маги­ страли 500 м (в один конец). Концевые п участковые провода марки ВМВ, а для

шрп таком значении у = 0,15 (см. приложение II).

5. Значения гиперболического синуса и косинуса при т = 5: sh (ту) = sh (5 • 0,15) = sli 0,75 = 0,822;

ch (ту) = ch 0,75 = 1,295.

6.Сопротивление распределительной сети по формуле (III.91)

ЛР . с = 0,886-gg- = 1,40 Ом.

7.Сопротивление магистрали

188

9. Напряжение в конце магистрали по формуле (III.94) #1 = 8,70 -1,40 = 12,18 В.]

13. Ток в третьей ветви (для х = 3):

токи в участках распределительной линии по формулам (III.98) п (III.99)

ток в третьей ветвп по формуле (III.97)

/в 3 = 4,92-3,2 = 1,72 А.

14.Ток в последней ветви больше 1 А, а отношение токов в первой и послед­ ней ветвях менее трех, следовательно, взрывание будет безотказным.

Если параллельно-ступенчатая сеть имеет форму разрезанного кольца (см. рис. 71, б) с симметричным распределением ЭД, ее расчет производится аналогично указанному выше. Однако в такой сети рассчитывается только одно полукольцо. При расчете следует учитывать, что сопротивление всей распределительной сети равно половине сопротивления одного полукольца, а ток в магистрали будет в два раза больше тока, потребляемого каждым полукольцом.

Точно так же рассчитываются и симметричные параллельно-сту­ пенчатые сети, имеющие форму замкнутого кольца (см. рис. 71, а). В такой сети точка токораздела Е лежит против точки Д, и в точке Е сеть можно было бы разрезать (т. е. привести к схеме, изображенной на рис. 71, б), не изменяя распределения токов в ней.

Пример 27. Определить токи в первой п последней ветвях параллельноступенчатой сети, имеющей форму замкнутого кольца, в которую включено 58 электродетонаторов ЭД-8-Ж с медными выводными проводамп. Кольца (ан­ тенны) сделаны из медного провода сечением 1 мм2 . Расстояние между точками, в которых смежные ЭД присоединены к антеннам, равно 0,3 м. Соединительные провода, подключающие антенны к магистрали, медные, сечением 1 мм2 , общей длиной 23 м. Для устройства магистрали длиной 350 м (в один конец) будет использован шахтный кабель марки ГРШН сечением 3 X 2,5 + 1 X 1,5 мм2 . Взрывание будет производиться сетевым прибором с прямым включением пере­ менного тока напряжением 380 В.

189