книги из ГПНТБ / Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

/?с — сопротивление соединительных проводов;

/V —количество последовательно соединенных электродетона­ торов.

Если напряжение известно, то общая величина тока I в сети

определяется из выражения

(85)

ги

где Е — напряжение на зажимах источника тока в в; г„—внутреннее сопротивление источника тока в ом\ R —общее сопротивление электровзрывной сети в ом.

Общая величина тока в сети при последовательном соединении должна быть не меньше гарантийной, необходимой для безотказно­ го взрывания каждого электродетонатора.

Последовательное соединение несложно по своему расчету и монтажу. Однако при таком соединении в случае неисправности

хотя бы одного электродетонатора или необнаруженного разрыва концевого провода во время заряжания вся сеть окажется разомк­ нутой. Кроме того, при недостаточном токе электродетонаторы,

обладающие малым импульсом воспламенения, взорвутся раньше,

чем воспламенится зажигательный состав других электродетона­ торов, в результате чего цепь окажется разомкнутой.

Отмеченный недостаток может, быть в значительной степени устранен путем повышения надежности электровзрывной сети, соединенной последовательно, за счет либо дублирования сети, т. е. введения в заряды электродетонаторов от двух последовательных сетей, одновременно взрываемых от одного и того же источника тока (рис. 98), либо за счет ввода в каждый заряд двух электроде­ тонаторов, соединенных параллельно (рис. 99). Соединение по

последней схеме носит название последовательного соединения с парным включением электродетонаторов. В этом случае при неис­ правности одного из электродетонаторов сеть не будет разомкнута.

Рис. 98. Схема двойной последовательней сети при электри­ ческом взрывании

Последовательное соединение при условии повышения его на­ дежности указанными выше способами является наиболее рацио­ нальным способом соединения электровзрывных сетей. Основными

достоинствами этого соединения являются: возможность примене­ ния маломощного источника тока; простота схемы электровзрывной

сети, облегчающая выполнение работ; несложность расчета и про­

290

верки электровзрывной сети; значительно меньший, чем при других способах соединения, расход проводов.

При использовании взрывных машинок, применяемых для взры­ вания последовательно соединенных электродетонаторов, расчет сети фактически сводится к проверке возможности взрывания заданного количества электродетонаторов.

Рис. 99. Схема последовательного соединения с пар­ ным включением электродетонаторов

Параллельное соединение. Известны две основные разновидно­

сти параллельного соединения—пучковое и ступенчатое. Пучковым соединением называется такое параллельное

соединение, при котором одни концы проводов электродетонаторов собраны вместе в пучок и

водимостей ветвей будет равна произведению проводимости одной ветви на количество ветвей:

где N — число ветвей;

Ri— сопротивление одной ветви.

Общее сопротивление всех ветвей в этом случае будет равно:

о —

При соединении двух ветвей с неравными сопротивлениями об­ щая проводимость будет равна:

-L = J-+-L,

общего сопротивления всех ветвей и сопротивления магистральных проводов:

я = /?в + ям.

При напряжении на зажимах источника тока, равном Е, общая величина тока I в цепи с учетом внутреннего сопротивления источ­

ника тока ги будет равна:

соединения обратно пропорционально их сопротивлениям (или пря­ мо пропорционально проводимостям). Если сопротивления ветвей равны, то величина тока в каждой ветви Ц составит:

Для упрощения расчета сетей и обеспечения большей гарантии

в безотказном взрывании всех электродетонаторов необходимо подбирать сопротивления ветвей при пучковом соединении одина­ ковыми. Различия импульсов тока в неодинаковых по чувствитель­ ности электродетонаторах будут тем большими, чем больше будет разница в величинах токов, проходящих по отдельным ветвям.

При пучковом соединении так же, как и при последовательном, следует использовать возможно бдльшую в данных условиях вели­ чину тока.

Особенностью пучкового соединения является независимость действия включенных в сеть электродетонаторов. При случайном обрыве проводов или неисправности электродетонатора какой-либо ветви— отказа других электродетонаторов не происходит.

Недостатками пучкового соединения являются: а) большой расход проводов;

б) возможность разновременного взрыва или даже отказа за­ рядов при различных сопротивлениях отдельных параллельных

292

ветвей вследствие того, что через электродетонаторы будут про­ текать токи различной величины;

в) необходимость в источнике электроэнергии, способном да­ вать большую величину тока;.

г) практическая невозможность проверки исправности всей

взрывной сети с взрывного пункта; д) необходимость применения магистральных проводов боль­

шого сечения для пропуска тока большой величины.

Сравнивая пучковое соединение с последовательным, можно установить, что при одном и том же количестве электродетонато­

ров и прочих равных условиях общее сопротивление, пучкового соединения сети всегда меньше сопротивления последовательного.

Если при пучковом соединении сумма сопротивлений участковых и концевых проводов с электродетонаторами значительно больше сопротивления магистрали, то оно будет целесообразнее последо­ вательного, так как позволит использовать источник тока меньшей мощности. В остальном пучковое соединение никаких преимуществ

проводов, собираемых в пучок. Для устранения этого неудобства

может быть рекомендована схема пучкового соединения группами

293

Общее сопротивление сети аналогично предыдущим формулам будет равно:

/? = /?„ + (/« - 1) Ry + т Rk-±--^ .

N

Величина тока рассчитывается по общей формуле (86).

При последовательно-параллельном соединении электродетона­ торы соединены в группе последовательно, а группы между со бой — параллельно (рис. 103).

динительные провода

Такое соединение рассчитывается как параллельное, в котором вместо отдельных электродетонаторов имеются их группы.

Сопротивление группы Ri при условии равенства сопротивле­ ний электродетонаторов (вместе с их концевыми проводами) будет:

— tn (Ry -j- RK -ф /?д).

Сопротивление всех групп составит:

Величина тока рассчитывается по общей формуле (86).

Смешанные сети применяются преимущественно при большом количестве взрываемых за один прием зарядов, расположенных на

значительном расстоянии. Наиболее удобны в этих случаях после­ довательно-параллельные соединения с парным включением элект­ родетонаторов в заряде. Группы из последовательно соединенных

зарядов могут быть включены в сеть параллельно в пучок или же

294

ступенчато. Парное включение электродетонаторов при смешанных

соединениях, как, впрочем, при последовательных и параллельных соединениях, имеет наибольшее применение.

Основным требованием при расчете смешанных сетей с парал­ лельным соединением последовательных групп следует считать такой подбор параллельных ветвей, при котором сопротивления их, а также величины протекающих по ним токов были бы одина­ ковы.

Для выравнивания сопротивлений в ветвях проще применить пучковую схему. Однако более экономичны (в отношении расхода проводов) и более удобны в монтаже ступенчатые соединения.

Расчет электровзрывной сети в этом случае после определения числа ветвей и электродетонаторов в них, а также сечения прово­ дов сводится к определению токов в ветвях с целью проверки до­ статочности этих токов для безотказного взрывания.

Расчет производится в следующем порядке:

1)подсчитывается сопротивление каждой ветви;

2)определяется сопротивление магистрали;

3)определяется общее сопротивление сети;

4)подсчитывается величина тока в магистрали;

5)определяется величина тока в ветвях и электродетонаторах.

Если величина тока во всех ветвях и электродетонаторах будет

больше минимального безотказного тока, расчет является прием­ лемым.

Иногда расчетная проверка показывает, что заданные распре­ деления электродетонаторов в сети, а также количество ветвей и размеры проводов не обеспечивают достаточной надежности взры­ вания и заставляют принимать источник тока большей мощности

или идти на излишний расход проводов. В связи с этим следует подбирать такое количество ветвей и так распределять электроде­ тонаторы в ветвях, чтобы обеспечить прохождение по ним тока не менее безотказного при минимальных сечении и длине проводов. Для решения такой задачи вначале берут небольшое количество ветвей (с таким расчетом, чтобы не пропустить наименьшего допу­

стимого количества их) и распределяют электродетонаторы по ветвям так, чтобы было обеспечено равенство их, в крайнем случае, небольшая разница сопротивлений ветвей. Затем определяют необ­ ходимое напряжение Ек в конце магистрали, исходя из условия прохождения минимальной безотказной величины тока в ветви с наибольшим сопротивлением. Это напряжение определяют по фор­ муле:

Ек = I(,Ri макс ,

где 1в —минимальная безотказная сила тока;

/?(макс — сопротивление ветви, обладающей наибольшим в дан­

ной сети значением сопротивления.

Если Ек окажется больше, чем напряжение источника тока Е, то

это будет означать, что принятое количество ветвей недостаточно.

В этом случае необходимо будет количество ветвей увеличить и

295

снова произвести распределение по ним электродетонаторов Так следует поступать до тех пор, пока не будет обеспечено соотно­ шение: Ек < Е.

После определения минимально допустимого количества ветвей и фактической величины напряжения в конце магистрали подсчи­

тывают величину тока в магистрали как сумму токов, протекаю­ щих в ветвях, а затем определяют наибольшее допустимое сопро­ тивление магистрали. Это максимально допустимое сопротивление магистральных проводов будет равно:

_ Е-Ек

Лм. макс — 7 •

где о — удельное сопротивление материала проводов; /м—общая длина магистральных проводов (двух линий).

Полученное по формуле (87) значение сечения магистральных проводов округляют до ближайшегобольшого стандартного сече­ ния (согласно табл. 63—65).

Определив сопротивления ветвей сети и магистральных' прово­ дов, можно подсчитать общее сопротивление электровзрывной сети и величины токов в магистрали и в ветвях.

Расчет последовательно-параллельных сетей со ступенчатой

схемой включения ветвей представляет наибольшую сложность

вследствие падения напряжения в распределительной линии по мере удаления ее от источника тока. В этом случае напряжения в ветвях электровзрывной сети будут различны, и распределить

электродетонаторы в ветвях так, чтобы было обеспечено равенство величин токов в них, будет затруднительно. При расчете таких се­

тей приходится определять напряжение для каждой ветви от­ дельно.

При смешанном соединении допускается более низкое напря­ жение и обеспечивается большая надежность электровзрывной сети по сравнению с последовательным соединением. Однако по

простоте устройства сети, расчета и проверки ее, а также по расхо­

ду проводов смешанные соединения безусловно уступают последо­ вательному.

Применение той или иной схемы электровзрывной сети обуслов­

ливается количеством включенных в сеть электродетонаторов, а также мощностью и свойствами источника тока.

Для выбора наиболее целесообразной схемы электровзрывной сети в данных конкретных условиях следует производить сравни­ тельные расчеты.

296

Для обеспечения должного эффекта электровзрывания необхо­ димо прежде всего, чтобы применяемые электродетонаторы и про­ вода были вполне исправны.

Все без исключения электродетонаторы, поступающие на пред­ приятие, перед выдачей в работу должны подвергаться наружному осмотру и испытанию на проводимость тока.

Правила безопасности допускают колебания разницы в сопро­

тивлениях электродетонаторов в сети в пределах не более 0,3 ом для электродетонаторов с константановыми мостиками и не более 0,5 ом — с нихромовыми мостиками.

Подбор и проверка электродетонаторов (одновременно не более

100 шт.) должны производиться в специальном помещении вблизи

места раздачи взрывчатых материалов или на открытом воздухе.

Проверяемый электродетонатор должен находиться либо: а) за

щитом из 50-миллиметровых досок; б) в закрытом ящике из таких же досок; в) на открытом месте на расстоянии не менее 10 м от проверяющего.

Приборы, применяемые для проверки электродетонаторов и

подбора их по сопротивлению, а также для проверки токопроводимости сети, должны давать в сеть ток не более. 50 ма. Про­ верку самих приборов необходимо производить не менее 4 раз в год и при каждой смене батарей.

Применять для одновременного взрывания в одной и той же сети электродетонаторы разных заводов-изготовителей и разных партий изготовления запрещается.

Провода для электровзрывания должны быть намотаны на специальные катушки или свернуты в бухты. На каждой катушке или бухте прикрепляется табличка с указанием длины провода, сопротивления его, времени составления таблички и разборчивой подписи лица, производившего измерения. Перед применением должна быть проверена исправность жилы и изоляции провода.

Способ закрепления электродетонатора в патроне-боевике по­ казан на рис. 104 в порядке последовательности выполнения операций.

Провода электродетонаторов перед введением их в заряды должны быть замкнуты накоротко и находиться в таком положе­ нии все время до присоединения их к участковым или к маги­

стральным проводам.

В процессе монтажа -.электровзрывной сети приходится произ­

водить сращивание проводов. Место соединения двух-трех и т. д. концов проводов называется сростком.

Сростки бывают трех видов-

а) прямой сросток, получаемый при соединении двух концов провода; способ изготовления такого сростка показан на

один отрезок провода приращивается к другому не в качестве про­ должения, а как ответвление (рис. 106);

297

в) сетевой сросток, получаемый в случае присоединения к одному проводу в одном месте нескольких проводов.

5 см; изоляцию вокруг жилы при этом прорезают очень осторожно

во избежание подрезания или перерезания самой жилы. После сня­ тия изоляции жилы очищаются от окисленного слоя металла тупой стороной ножа или наждачной бумагой. На расстоянии 1,5 см от

298

обнаженной жилы провода с него снимают оплетку, не допуская повреждения резиновой изоляции.

Зачищенные концы проводов соединяют один с другим, придер­ живая место соединения одной рукой; другой рукой, пользуясь плоскогубцами, перекручивают жилы проводов. Во всех случаях жилы скручивают в таком направлении, чтобы отдельные проволоч­ ки (при многожильных проводах) не раскручивались. Готовые

сростки тщательно изолируют прорезиненной лентой. При работе во влажных местах и в воде рекомендуется обнаженную часть сростка вначале обмотать резиновой лентой, покрытой клеем. Изолирование сростков не производится лишь в тех случаях, когда работы проводятся в сухих местах и при этом имеется возможность подвести такие сростки без соприкосновения неизолированных участков между собой, с землей или с окружающими предметами (но не в шахтах, опасных по газу).

При монтаже сети нужно следить за тем, чтобы провода не ка­ сались металлических предметов и в особенности какой-либо

электрической проводки. При дублировании электровзрывной сети детонирующим шнуром необходимо следить за тем, чтобы на всем протяжении они не пересекались.

При проходке стволов электровзрывную сеть нужно монтиро­

вать с помощью антенных проводов, укрепленных на колышках.

Последние вставляются в специально пробуренные короткие шпу­

ры так, чтобы вода до момента взрыва не достигла проводов электровзрывной сети. Располагать колышки следует по двум

концентрическим окружностям. При проходке стволов взрывание производится от сети, причем только с поверхности (при углубле­

нии— с действующего горизонта). Применять электродетонаторы с концевиками короче 2,5 м и с неводоустойчивой изоляцией при проходке стволов запрещается. Взрывная сеть во всех случаях

должна быть двухпроводной. Использование воды и земли в каче­

стве второго провода категорически запрещается. Электровзрывание на открытых работах нельзя производить в

случае приближения грозы.

Общее сопротивление всей электровзрывной сети должно быть подсчитано, а затем измерено с помощью мостика. Расхождение между измеренной величиной и ее расчетным значением не должно превышать 10%. В противном случае необходимо найти заведомо

имеющиеся неисправности (например, неплотные сростки, плохо зачищенные жилы проводов и т. п.) и устранить их. Правила безопасности допускают в случае невозможности измерения сопро­ тивления электровзрывной сети проверку ее токопроводимости с

помощью малого омметра. При этом соединение проверяемой сети с омметром должно продолжаться не более 1—2 сек.

Измерять сопротивление электровзрывной сети и определять ее токопроводимость разрешается только с безопасного расстояния и после удаления всех людей с места расположения зарядов или же при условии последовательного включения в проверяемую сеть

дополнительного сопротивления не менее чем 50 ом.

299