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

интеграла для ta (см. прпложеппе 1)

Ф(-2,0) = —0,477.

3.Для A'g = 1,0 А2 • мс определим величины:

t6 по формуле (1.28)

интеграла для

до 1,0 А2 - мс по формуле (1.32)

D' =0,248— (—0,477) = 0,725,

т. е. в рассматриваемой партии содержится 72,5% (145 шт.) ЭД с импульсами воспламенения, лежащими в указанных пределах.

5. Доля и число ЭД с импульсами воспламенения, превышающими 1 А2 • мс по формуле (1.33)

£>" = 0,5 -0,248 = 0,252,

т.е. такпх ЭД в партии имеется 25,2% (50 шт.).

6.Доля и число ЭД с импульсами воспламенения ниже 0,8 А2 - мс по фор­ муле (1.34)

D"' = 0,5 + (-0,466) = 0,023,

т.е. такпх ЭД в партии содержится 2,3% (5 шт.).

7.Правильность расчета проверяется по формуле

D' + D"+D"' =0,725 + 0,252 + 0,023 = 1,0.

Следовательно, расчет сделан правильно.

8. На графике плотности вероятности распределения импульса воспламе­ нения для условий примера показаны также площади (рис. 9) соответствующие доле ЭД с импульсами тока, лежащими в заданных пределах (£)' = 0,725, D" = = 0,252 и D"'= 0,023).

30

Если известны среднее значение параметра X и его среднее квадратическое отклонение, можно, использовав интеграл вероятностей, определить распределение параметра, например построить кумуля­ тивную кривую распределения. Делается это следующим образом. Для ряда произвольно взятых зна-

чений t, например —3; —2; — 1 ; 0; + 1 ; +2 ; + 3 , определяют вели­ чину ta. Затем по формуле (1.29) вы­ числяют значения х, соответству­ ющие выбранным величинам t. По таблице интеграла вероятностей на­ ходят его величины для взятых зна­ чений t, а стало быть и для соответ­ ствующих им значений х. Исполь­ зовав формулу (1.34), определяют накопленные частости для всех значе­ ний х, по которым строят кумуля­ тивную кривую распределеиия.

+2; +3.

2.Величины t o , К [вычисленные по формуле (1.29)], Ф (t) (найденные в при­

ложении 1) и р н [определенные по формуле (1.34)], приведены в табл. 2.

3. По полученным значениям р н строим кумулятивную кривую распре­ деления импульсов воспламенения (рис. 10).

§ 3. ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОРЫ ОБЩЕГО П Р И М Е Н Е Н И Я , В Ы П У С К А Е М Ы Е В СССР

Отечественные заводы выпускают ЭД мгновенного действия и с за­ медлением (короткозамедленного и замедленного действия).

31

Требования, предъявляемые к электродетонаторам

Безопасный ток — 0,18 А. Импульсы воспламенения ЭД *, пред­ назначенных для шахт, опасных по газу или пыли 0,6—2,0 А2 -мс, остальных 0,6—2,5 А2 -.мс.

(тряски). При испытании ЭД в течение 10 мин на приборе с 60 уда­ рами (падениями) в минуту с высоты 150 мм не должно быть взрывов, нарушений конструкции, обрывов мостика, коротких замыканий.

4.ЭД с проводами в пластмассовой изоляции должны выдержи­ вать давление водяного столба высотой 2 м в течение 3 ч. Двадцать последовательно соединенных ЭД после испытания на водоустойчи­ вость должны срабатывать от постоянного тока 1 А. Отказы и непол­ ные детонации не допускаются.

5.ЭД, соединенные в группы последовательно по четыре, при воспламенении от взрывной машинки ВМК — 1/100 или взрывного

прибора КВП — 1/100 м (см. гл. II), должны срабатывать.

* Разброс значений импульса воспламенения у ЭД выборки, для которой определяются импульсы, не должен превышать 1 А2 • мс.

32

6.Узлы ЭД должны быть прочно соединены между собой: при подвешивании к выводным проводам груза в 3 кг ЭВ не должен от­ соединяться от капсюля-детонатора, а провода не должны выдерги­ ваться из пластмассовой пробки.

7.ЭД не должны взрываться при приложении к проводам дина­

мической нагрузки — груза в 3 кг, падающего с высоты 0,5 м.

8.Гарантийный срок хранения ЭД без снижения их иницииру­ ющей способности должен быть не менее 1,5 лет.

9.К предохранительным ЭД, т. е. таким, которые не должны взрывать метано-воздушнуго смесь, предъявляется дополнительное требование: при взрывании ЭД, свободно подвешепного в специаль­ ной камере, заполненной метано-воздушной смесью взрывчатой кон­ центрации, не должно быть более 4% воспламенений газа, а для ЭДКЗ — не более 10% воспламенений.

Среди параметров, приведенных в указанных выше ГОСТе и МРТУ, нет данных о воспламеняющем длительном и четырехмиллисекундном токах, а также данных о времени передачи. Кроме того, для приведенных в ГОСТе и МРТУ параметров не дается ни их сред­ него значения, ни среднего квадратического отклонения, что не по­ зволяет оценивать качество ЭД и не дает возможности находить рас­ пределение значений параметра.

Междуведомственной комиссией по взрывному делу разработаны технические требования к ЭД для горной промышленности, которые были утверждены в 1964 г.

Вэтом документе даются предельные значения параметров ЭД (включая время передачи) и указываются серии и ступени замедле­ ния ЭД с замедлением. В документе, кроме того, приведены требова­ ния к ЭД по водостойкости, по безопасности в обращении и по устой­ чивости к механическим воздействиям, а также к гильзам и вывод­ ным проводам. Проект этих требований был разработан МакЫИИ [75].

В1971 г. Междуведомственная комиссия по взрывному делу раз­ работала технические требования на ЭД, безопасные в отношении блуждаюшчх токов. Эти требования предусматривают выпуск ЭД:

пониженной чувствительности (с импульсами воспламенения 25— 50 А 2 - мс и безопасным током 1А) для использования в условиях опасности преждевременных взрывов ЭД от электротяговых блужда­ ющих токов, токов утечки из электрических установок, электроста­ тических зарядов и электромагнитных излучений; весьма низкой чувствительности (с импульсами воспламенения 1100—2500 А 2 - мс и безопасным током 5А), предназначенных для работы в условиях интенсивной грозовой деятельности (грозоупорные).

Проект технических требований на ЭД понишеиной и весьма низ­ кой чувствительности был разработан М. И. Озерным.

Повышенные требования Междуведомственной комиссии по взрыв­ ному делу к ЭД преследуют цель улучшить их качество в соответст­ вии с требованиями производства. Новые ЭД для горной промыш­ ленности разрабатываются на основании требований Междуведом­ ственной комиссии.

Электровосплаыенителп

В ЭД мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия

к концам проводов 2„ заведенных в ЭВ (к вилочкам). При таком спо­ собе крепления применяют медные выводные провода *. Длина мо­ стика 2—5 мм в зависимости от расстояния между вилочками мос­ тика и его формы (прямой пли изогнутый).

При жестком креплении (рис. 11, б) используется каркас, со­ стоящий из двух не соприкасающихся между собой тонких латунных контактных полосок 4, обернутых тонким изоляционным картоном 5, который, в свою очередь, охвачен латунной скобкой 6, обжатой по картону в нескольких местах. Мостик 1 приштамповаи и припаян к контактным полоскам, облуженньш с одной стороны. К ножкам контактных полосок 7, которым придается форма желобков, припаяны или приварены выводные провода.

Жесткое крепление мостика применимо как при медных, так и при стальных выводных проводах. При жестком креплении мостика его длииа, а следовательно, и сопротивление, а также разброс по длине и по сопротивлению меньше, чем при эластичном креплении мостика.

В о с п л а м е н и т е л ь н а я г о л о в к а электровоспламе­ нителя представлена двухслойным воспламенительный составом. Первый слой 8 состава (см. рис. 11) очень чувствителен к тепловому импульсу. Второй слой 3 способен давать мощный и жгучий форс огня. Наружная поверхность головки покрыта нитролаком, защища­ ющим ее от увлажнения.

женой жилы диаметром 0,6 мм (0,50—0,52 Ом/м).

Применяют медные провода марки ЭВ или ЭП и стальные марки ЭВЖ или ЭПЖ. Провода ЭВ и ЭВЖ — с поливинилхлоридиой изоля­ цией, а провода ЭП и ЭПЖ — полиэтиленовой.

Длииа проводов 2; 2,5; 3; 3,5 и 4 м (каждого конца). Свободные концы проводов очищены от изоляции на длину 25—35 мм.

* Стальные провода применять нельзя, так как вследствие большой упру­ гости они разрывают мостпк.

34

В шахтах, опасных по газу всех категорий или по пыли, при­ меняют ЭД с медными проводами. Это объясняется тем, что при ис­

использоваться ЭД со стальными проводами, так как, попадая в соль, медь окисляется и образует ядовитую окись меди.

Стальные выводные провода дают значительно большее сопро­ тивление ЭД и, как следствие этого, уменьшают производительность приборов взрывания. Однако из-за необходимости экономить медь там, где это допустимо, следует применять ЭД со стальными прово­ дами.

В гильзе капсюля-детонатора ЭВ закрепляют полиэтиленовой или полихлорвиниловой пробкой. Пробка напрессована на изоли­ рованные выводные провода, а затем обжата вместе с гильзой. При этом образуется несколько канавок (зигов). Такое крепление обес­ печивает достаточную прочность соединения частей ЭД и гермети­ зирует дульце гильзы, благодаря этому исключена возможность выдергивания ЭВ из гильзы (при котором может произойти его вос­ пламенение) и проникновения в гильзу влаги, а следовательно, и от­ сыревания первичного заряда КД и головки электровоспламенителя.

Параметры электровоспламенителей. Значения параметров ЭВ и ЭД ограничены пределами, предусмотренными ГОСТ 9089—63. Од­ нако эти пределы значительно шире фактических. О действительных значениях сопротивления, импульсов воспламенения и времени сра­ батывания, а также о не предусмотренных ГОСТом величинах дли­ тельного и стомиллисекундного воспламеняющих токов, импульса плавления мостика и плавящего тока можно судить по приведенным ниже результатам испытания ЭД. _

Средние значения импульса воспламенения К, времени передачи 6 и времени срабатывания т, измеренные при воспламенении их по­ стоянным током в 1 А, а также значения средних квадратических отклонений этих параметров ск , 0 е и о т , полученные в результате испытания ЭД, приведены в табл. 3 [103].

Т а б л и ц а 3

Среднее значение сопротивления 7-3 ЭД с медными проводами длиной 2 м при эластичном креплении мостика равно 2,97 Ом при среднем квадратическом отклонении о>, равном 0,41 Ом, а при жест­ ком креплении гэ = 2,46 Ом при ог — 0Д14 Ом [89]. Эти данные

показывают, что ЭД с жестким креплением мостика имеют более низкое сопротивление при значительно меньшем разбросе.

Безопасный ток для ЭД разных заводов не превышает 0Д8А.

ное значение тока, при котором может плавиться мостик ЭВ (мини­ мальный плавящий ток), равно 0,6 А, а наименьший импульс пла­ вления мостика составляет 5—5,5 А2 -мс. Таким образом, импульс плавления мостика больше импульса воспламенения наименее чув­ ствительных ЭВ, вследствие чего, несмотря на быстрое перегорание мостика при больших токах, воспламенение ЭВ будет обеспечено. По мере совершенствования технологического процесса параметры ЭД изменяются.

Приведенные в табл. 2 средние значения параметров ЭД и их средние квадратпческие отклонения позволяют указанными выше способами найти распределение параметров п их крайние значения. Однако для ЭД, выпускаемых заводами А, Б и Г, минимальное время передачи получается ниже наименьшего значения, зафикси­

ное распределение, а потому для ЭД указанных выше заводов его ми­ нимальное значение следует принимать равным 0,6 мс.

Разброс значений параметров ЭД, изготовленных на одном п том же заводе и взятых из одной партии и из одной коробки, обусловлен неодинаковыми мостиками, а также неоднородностью воспламени­ тельного состава ЭВ.

Так как для изготовления мостиков применяется калиброванная по диаметру проволока с допуском ± 2 мкм, главной причиной неод­ нородности ЭВ по сопротивлениям является неодинаковая длина мостиков. В первую очередь это относится к ЭВ с эластичным кре­ плением мостика, длина которого может изменяться более чем на 100%. Некоторое изменение сопротивления может быть вызвано наплывами олова на мостик, которые могут образовываться в про­ цессе припайки мостика. Чем толще наплыв и чем большую длину мостика он захватывает, тем меньшим сопротивлением будет обла­ дать мостик. Однако основным фактором, определяющим сопроти­ вление ЭВ, является все же длина мостика.

Разброс по импульсам воспламенения, как это показал Б . М. Сте­ панов [7J, в основном является следствием неодинаковой физиче­ ской структуры первого слоя воспламенительного состава, т. е. следствием неодинаковой толщины пленки цемеитатора (лака), обво­ лакивающего активные частицы состава, а также результатом неоди­ накового числа, разных размеров и различного расположения пор в воспламенительных головках. Действительно, если к наиболее на­ гретой части мостика (к его середине) будет прилегать частица со­ става, покрытая толстой пленкой плохо проводящего тепло цемен-

36

татора, или большая пора, для воспламенения состава потребуется более высокая температура мостика, чем в том случае, когда к его середине будут прилегать непосредственно частицы активных ком­ понентов воспламенительного состава.

Значительная неоднородность ЭД по времени передачи является следствием неодинаковой плотности вопламенительиого состава, разного содержания цементатора в нем, а также следствием неодина­ кового расположения мостика в головке. Некоторое значение имеют

иразмеры воспламенительной головки. Время передачи будет меньше

утого ЭД, у которого в головку попадет более плотный воспламенительный состав или состав с меньшим содержанием цементатора. Время передачи будет небольшим, если мостик будет находиться

факторов, что и неоднородность по импульсам воспламенения и по времени передачи.

Отсутствие явно выраженной зависимости между импульсом вос­ пламенения и сопротивлением ЭВ, т. е. длиной его мостика, объ­ ясняется тем, что при относительно большом токе, при котором определяется импульс воспламенения, разогрев мостика идет так быстро, что отвод тепла в выводные провода незначителен, и поэтому длина мостика почти не влияет на общий тепловой баланс ЭВ. Вслед­ ствие этого сопротивление ЭД не является критерием его чувстви­ тельности, что делает совершенно неоправданным требование старых инструкций включать в последовательную цепь ЭД, сопротивления которых различаются не более чем на 0,05—0,1 Ом.

Электродетонаторы мгновенного действия

Отечественная промышленность выпускает ЭД мгновенного дей­ ствия общего применения в непредохранительном и в предохрани­ тельном исполнении.

Непредохранительные электродетонаторы предназначены для ини­ циирования зарядов ВВ на открытых и подземных взрывных ра­ ботах, кроме шахт, опасных по газу или пыли. Их можно

37

использовать в качестве пулевой группы при взрывании с замед­ лением.

Непредохраиптельпьте ЭД выпускают следующих типов: ЭД-8-Э

иЭД-8-Ж.

Эл е к т р о д е т о н а т о р ы ЭД-8-Э (рис. 12) — водостойкие, пормальиой мощпости (инициирующей способности), соответству­

ющей капсюлю-детонатору № 8 (пробивает свинцовую пластинку

л -в/

толщиной 5 мм), имеют стальную или биметаллическую гильзу с тол­

Рпс. 14. Электродетопатор предохранительный повышенной мощности ЭД-8-ПМ:

Предохранительные электродетонаторы предназначены для ис­ пользования в шахтах, опасных по газу или пыли. Их можно при­ менять и в качестве нулевой группы при взрывании с замедлением. Предохранительные ЭД выпускаются следующих типов: ЭД-8-ПМ,

* В технически обоснованных случаях по требованию заказчиков могут быть изготовлены ЭД с медными гпльзамп.

38

ЭДБ-ПМ и ЭД-8У *. Электродетонаторы ЭДБ-ПМ п ЭД-8У допу­ щены к промышленным испытаниям.

Э л е к т р о д е т о н а т о р ы ЭД-8-ПМ (рис. 14) — предохра­ нительные, повышенной мощности, водостойкие, могут инициировать переуплотненные ВВ. Предохранительные свойства ЭД-8-ПМ дости­ гаются нанесением иа наружную поверхность гильзы слоя пламега­ сителя. Повышенная мощность обеспечивается увеличенным коли­ чеством вторичного ВВ.

Гильза электродетонатора ЭД-8-ПМ биметаллическая. Первичный

Э л е к т р о д е т о н а т о р ы ЭДБ-ПМ (рис. 15) — предохрани­ тельные, повышенной мощности, малочувствительные к механиче­ ским воздействиям, водостойкие.

Предохранительные свойства эдектродетонатора ЭДБ-ПМ обес­ печиваются пламегасителем, покрывающим наружную поверхность гильзы, повышенная мощность — увеличенной навеской ВВ, а ма­ лая чувствительность к механическим воздействиям — отсутствием первичного заряда ВВ, прочным колпачком и защитной пластмассо­ вой втулкой с отверстиями, помещаемой между ЭВ и ВВ. При ударе по ЭД втулка сминается и отверстия в ней закрываются, вследствие чего заряд ВВ изолируется от ВВ. Электродетоиатор ЭДБ-ПМ не взрывается при ударе по нему в любом месте с энергией 6 кгс-м (при падении груза 10 кг с высоты 0,6 м).

Гильза электродетонатора ЭДБ-ПМ биметаллическая. Вместо первичного заряда применяется специальный зажигательный состав, вторичный заряд состоит из тэна (0,25 г) и гексогена (1,3 г). ЭВ — типовой с эластичным или жестким креплением мостика, провода медные с пластмассовой изоляцией.

Диаметр электродетонатора ЭДБ-ПМ 7,6 мм, длина 80 мм.

Э л е к т р о д е т о н а т о р ы ЭД-8У — предохранительные, по­ ниженной чувствительности к механическим воздействиям, водо-

* Выпускавшиеся ранее электродетонаторы ЭД-8П-59, ЭДБ и ЭД-8Б Госгортехнадзором СССР запрещены с 1.01.72 г.

39