Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Недин В.В. Буровзрывные работы учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
20.74 Mб
Скачать

240

Взрывные работы

Расчет электровзрывной сети ведут следующим порядком: 1) определяют сопротивление каждой ветви;

2)подсчитывают сопротивление магистральных проводов;

3)вычисляют общее сопротивление электровзрывной сети;

4)определяют величину тока в магистрали;

5)подсчитывают величину тока в ветвях и в отдельных элек­ тродетонаторах.

Полученные расчетные значения величин тока в электродето­ наторах должны быть не меньше гарантийного значения, необхо­ димого для безотказного взрывания.

Величину тока в электровзрывной сети определяют по извест­

ной формуле, вытекающей из закона Ома:

R — г0 ’

(И5)

 

где 1 — величина тока, а; Е — напряжение на зажимах источника тока, в;

R— общее сопротивление электровзрывной сети, ом-, г0 — внутреннее сопротивление источника тока, ом.

Внутреннее сопротивление источника тока г0 учитывают при

использовании взрывных машинок, при взрывании же от сети оно не учитывается.

Общее сопротивление электровзрывной сети зависит от схе-

мы соединения.

При последовательном соединении общее сопротивление

электровзрывной сети 7?ПОсл определяют по формуле

 

Rnocn ~ Rпр ~г 4гг,

(1^6)

где Rnp сопротивление магистральных и соединительных про­ водов, подводящих ток к электродетонаторам, ом;

г—сопротивление одного электродетонатора с концевыми проводами, ом;

п-—число электродетонаторов в сети.

Величина тока в каждом электродетонаторе i равна при пос­

ледовательном соединении величине тока в сети 1ПОСЛ

и рассчи­

тывается по общей формуле (115)

 

 

;

г

Е

,

 

-

■'поел “

 

 

 

''поел : го

 

При параллельном соединении сопротивление электровзрыв-

ной сети определяют по формуле

 

 

 

 

Rnap ~ Rnp Н

~.

(117)

Величина тока в сети соответственно будет равна

I =____£____ .

ЭР Rnap + ro

Способы взрывания зарядов

24 f

Ток же в каждом электродетойаторе составит

 

г -

(118)

При смешанном последовательно-параллельном

соединении

сопротивление сети будет равно

 

Ясм = ЯпР+—,

(Н9)

ni

 

где «1 — число электродетонаторов в одной группе;

пг — число групп.

Величина тока в сети составит

Ясм + Го ’

а в электродетонаторе

(120)

m

Аналогично рассчитывают и смешанное параллельно-после­ довательное соединение. Приведенные формулы для смешанных

соединений применимы в тех случаях, когда число электродетона­ торов во всех группах одинаково. Если же число электродетона­ торов в разных группах смешанного соединения не одинаково, то расчет несколько осложняется.

Пример При проходке ствола

шахты диаметром 6

м на глубине 200 м

шпуры

расположены

по четырем

концентрическим

окружностям: в первом

круге

10 шпуров, во

втором — 19,

в третьем — 28 и

в

четвертом — 38. Всего

95 шпуров. Сопротивление каждого электродетонатора с концевыми прово­ дами 2 ом.

Решить, можно ли взорвать за один прием все эти шпуры от сети пе­ ременного тока напряжением 220 в и какой способ соединения в данном слу­ чае приемлем.

Решение. 1. Определяем сопротивление проводов. Принимаем, что для магистрали использован медный двухжильный кабель длиной 220 м с сечени­

ем каждой жилы 2,5 мм2. Сопротивление магистральных проводов

Rm

будет

согласно формуле (105) равно

 

 

 

I

220-2

 

 

Ям = р—-1,1 =0,0175- ———-1,1 =3,4 ом.

 

 

S

2,5

 

 

Сопротивление соединительных проводов Rm (общая длина

30 м,

сече­

ние 1,0 лш2) аналогично составит

 

 

 

Rc = 1,1-0,0175 -

30

 

 

-— = 0,6 ом.

 

 

Общее сопротивление проводов будет равно

РпР = Ям + 7?с= 3,44-0,6 = 4,0 ом.

16 В. В. Недин, Ш. И. Ибраев

242

Взрывные работы

 

2. Проверяем величину тока при

наиболее

простом последовательном,

соединении:

Е

220

 

Iпоел — i —

о = 1,13а.

'

=

 

Rnp + пг

4 + 95-2

Как видим, величина тока в случае последовательного соединения недо­ статочна длч безотказного взрывания.

3.Проверяем величину тока при параллельном соединении:

Е

г

220

AiaP=

2

 

 

Епр +

п

4 -1---------

95

Величина тока в каждом электродетонаторе при этом составит:

что явно недостаточно.

4. Проверяем величину тока при последовательно-параллельном соедине­ нии. Для удобства монтажа сети группы составляем следующим образом: из первого круга —одну группу (10 электродетонаторов), из второго круга — вторую группу (19 электродетонаторов), из третьего круга—две группы по 14 электродетонаторов в каждой, из четвертого круга—тоже две группы по

19 электродетонаторов в каждой. Всего будет 6 параллельно соединенных групп. В каждой из них электродетонаторы будут включены последовательно.

Поскольку количества электродетонаторов в каждой группе неодинако­ вы, воспользоваться приведенными выше формулами нельзя. Решать задачу следует так.

Найдем общую проводимость всех ветвей сети. Она будет равна

1

1 , 1

,

1 ,

1

, 1

, 1

RB = 2-10 + 2-19 + 2-14 + 2-14 + 2-19 + 2-19 =

 

_ 133 + 70 + 95 + 95 + 70 + 70

533

 

=

2660

 

= 2660

откуда общее сопротивление всех ветвей RB

составляет

 

 

RB = 1

533

 

 

 

 

:------ г — 5 ом.

 

 

в

 

2660

 

 

 

Общая величина тока в злектровзрывной сети будет

Е

220

I = ----- —— =

7 = 24,4 а.

Rnp т Кв

4 + 5

На каждую долю проводимости приходится величина тока

24,4:533 = 0,046 а.

Величина тока в ветвях будут соответственно равны:

= i = 0,046-133 = 6,1 а;

/2 = /в = /„ = / = 0,046-70 = 3,2 а;

/3 = Ц = 0,046-95 = 4,3 а.

Следовательно, при последовательно-параллельном соединении можно обеспечить безотказный взрыв (во всех ветвях величина тока превышает 2,5 а).

Способы взрывания зарядов

243

5.Источники тока при электровзрывании

Вкачестве источника тока при электрическом способе взры­ вания разрешается применять взрывные машинки, аккумулятор­

ные батареи, силовую и осветительную сети.

При применении аккумуляторных батарей или осветительных

исиловых сетей должно быть проверено даваемое ими во внеш­

нюю (электровзрывную) сеть напряжение. Проверка произво­ дится путем подключения эквивалентных сопротивлений.

Наиболее надежными источниками тока являются электриче­ ские сети, применение которых при электровзрывании особенно

целесообразно при больших количествах одновременно взрывае­

мых зарядов. При использовании электрической сети на откры­ тых работах и в шахте, не опасной по газу или пыли, применяют

стационарный рубильник, замыкающий цепь на момент взрыва. Рубильник монтируют в закрывающемся шкафчике, ключ от ко­ торого должен находиться у лица, ответственного за безопас­ ность взрывных работ.

На рис. 85, а дана схема такого рубильника. Перед вклю­ чением тока вилку 7, связанную с магистральными проводами электровзрывной сети, вставляют в штепсельную розетку 6. За­ тем при помощи рубильников 4 и 5 ток подается в электровзрыв­ ную сеть. Контрольная лампочка 3, соединенная с сетью через

предохранитель 2 и отвод 1, всегда находится под током и пока­ зывает наличие напряжения в сети.

В шахтах, опасных по газу или пыли, взрывать от сети можно только при помощи специальных взрывобезопасных приборов.

При массовой подземной отбойке камерными и скважинны­ ми зарядами часто пользуются несколькими рубильниками, за­ крываемыми на замок. Среди них различают сетевые рубиль­ ники и главный рубильник, который устанавливается на так называемой минной станции. При подземных массовых

взрывах минную станцию с главным рубильником оборудуют

на поверхности.

Сетевые рубильники,

устанавливаемые под

землей, являются

промежуточными звеньями, между главным

рубильником и электровзрывной сетью

(или несколькими элек­

тровзрывными сетями). Все рубильники до момента взрыва дол­ жны быть разомкнуты; концы входящих в них проводов должны

быть изолированы, а шкафчики заперты на замок. Включают рубильники в такой последовательности, которая обратна на­ правлению подачи тока, т. е. от электровзрывной сети к минной

станции. Главный рубильник (на минной станции) включается в последнюю очередь. Включение в обратной последовательности

строго запрещено.

Взрывные машинки, применяющиеся для электровзрывания, бывают двух типов: динамоэлектрические и конденсаторные.

16*

/

12 ft

 

Рис.

85

Источники

тока

для

электрического взрывания:

а — схема

устройства рубильника

для взрывания от осветительной сети;

б — взрывная

машинка ПМ-1; в — взрывная машинка ПМ-2;

г — приве­

дение взрывной машинки

ПМ-2

в

действие; д — взрывная

машинка

 

 

ВМК-3/50;

е — взрывная машинка ВМ-10

 

Способы, взрывания зарядов

245

Действие динамоэлектрической взрывной

машинки

основано на получении электрического тока в обмотке якоря, вращающегося между полюсами электромагнита. Вначале ток

через щетки отводится в электромагнит для усиления магнитно­

го поля, а при достижении наибольшей величины — автоматиче­ ски подается в электровзрывную сеть.

Различные типы динамоэлектрических взрывных машинок по­ казаны на рис. 85.

Взрывная машинка ПМ-1 (рис. 85, б), предназначенная для

шахт, не опасных по газу и пыли, приводится в действие спу­ ском предварительно заведенной пружины. На одной из торцо­

вых стенок кожуха машинки имеется панель 8, на которой рас­ положены два зажима 7 для присоединения магистральных про­

водов взрывной сети. Гнездо с пальцем 6 служит для завода пру­

жины, а второе гнездо с пальцем 12— для спуска пружины. Ма­

шинка закрывается дверцей 3 с резиновой прокладкой 4, закры­ вающейся при помощи винта 5 и гнезда И. Завод и спуск пру­

жины, а также завинчивание винта, запирающего дверцу, произ­ водятся торцовым ключом 10, для хранения которого в кожухе 13 выше дверцы имеется специальное гнездо 2. Для переноски машинки на корпусе ее имеется ременная ручка 1. Машинка смонтирована на станине 9.

Принципиальная схема динамоэлектрической взрывной ма­ шинки ПМ-1 дана на рис. 86.

Взрывная машинка ПМ-2 (см. рис. 85, в), также предназна­

ченная для шахт, не опасных по газу и пыли, приводится в дей­

ствие резким поворотом ключа 4, вставляемого в гнездо гайки 1. На крышке, укрепленной на алюминиевом кожухе при помощи винтов 2, имеются (кроме гайки /) два зажима 5 для присоеди­ нения магистральных проводов от взрывной сети. На ремне 3 имеется специальное гнездо для ключа 4. Приведение в действие взрывной машинки ПМ-2 показано на рис. 85, г.

Действие конденсаторной взрывной машинки

основано на постепенном заряжании конденсатора-накопителя электрической энергией — и последующей отдачи накопленной энергии в электровзрывную сеть. Заряжание конденсатора осу­

ществляется через твердые выпрямители от генератора перемен­ ного тока с ручным приводом.

Из конденсаторных машинок в СССР известны модели КПМ-2 для открытых разработок, ВМК-3/50 (см. рис. 85, б) и

АВМ-4/50 для шахт, опасных по газу и пыли.

На рис. 87 дана принципиальная схема конденсаторной ма­

шинки ВМК-3/50.

Приводится в действие машинка ВМК-3/50 следующим обра­

зом. В гнездо вставляется заводная ручка, при помощи которой индуктор машинки вращается в течение 10—15 сек. со скоро-

246

Взрывные работы

стью 2—4

об/сек. За это время развивается напряжение тока до

400—440 в и вспыхивает неоновая лампочка сигнально-предохра­ нительного устройства, сигнализирующая о готовности машинки

для взрывания. После прекращения вращения заводной ручки неоновая лампочка продолжает вспыхивать еще несколько се­ кунд. За это время необходимо повернуть замыкатель мгновен­ ного действия на четверть оборота в любую сторону, в резуль­ тате чего в электровзрывную сеть в течение 4—8 мсек будет по­

ступать мощный импульс то-

)0 ц

Рис. 86.

Электрическая

схе­

Рис. 87. Электрическая схема кон­

ма взрывной

машинки

 

денсаторной машинки

 

ПМ-1:

 

 

 

 

ВМК-3/50:

1 — шунтовая обмотка

электро­

1 — генератор;

2 — конденсатор удвое­

магнита

статора;

2 — сериесная

ния;

3 и 3' — селеновые выпрямитель­

обмотка

электромагнита

стато­

ные

столбики;

4—задвижки; 5—раз­

ра; 3 — коллектор

якоря;

4 —

рядное сопротивление; 6 — конденсатор-

щетки; 5 — контактный

сегмент;

накопитель;

7

и

Т — сопротивления

6 — контактные

пластинки

сигнального

устройства; 8 — неоновая

 

 

 

 

 

лампочка;

9 — конденсатор; 10 — замы­

 

 

 

 

 

катели мгновенного

действия; 11 — за­

жимы

Основные характеристики взрывных машинок отечественно­ го производства даны в табл. 31 а.

Работами советских исследователей [14] установлено, что ди­ намоэлектрические машинки создают длительный импульс, большая часть которого не может быть использована, причем форма кривой генерируемого тока мало подходит для целей

электровзрывания. Кроме того, динамоэлектрические машинки с ручным приводом требуют для приведения в действие значитель­ ного, хотя и кратковременного, мускульного усилия оператора.

Конденсаторные взрывные машинки гораздо больше соответ­ ствуют условиям электровзрывания. Использование разряда кон­ денсатора позволяет отдавать накопленную энергию в электро­ взрывную сеть за сравнительно короткий отрезок времени (4—10 мсек против 250 мсек при действии большинства динамоэлект­ рических машинок), что позволяет получить мощный импульс то­ ка. Форма кривой разрядного тока конденсатора наилучшим об­

разом отвечает условиям электрювзрывания — она

отличается

большой величиной начального тока, позволяющего

свести к

минимуму время, необходимое для возбуждения взрыва электро­ детонаторов.

Т а б л и ц а 31а

Характеристика взрывных машинок

Тип взрывной машинки

Наименование

показателей

Величина тока, вы­ рабатываемая машин­ кой, а ..........................

Развиваемое напря­

жение, в..................

Число одновременно взрываемых электро­ детонаторов:

последовательно

ПМ-1

ПМ-2

ПМ-627

ПМ-ЗГ

BM-I0

КПМ-2

ВМК-3/50

АВМ-4/50

 

 

Значения показателя при сопротивлении электровзрывной сети, ом

 

 

 

130;

290

80

150

40

25

200

55;

70

55

1,83;

1,0

1,0—1,5

1,0

2,5

2,0

__

7—9

7—8

238;

290

80-120

150

100

86,8

1800

400—440

400—450

соединенных ....

50

20—25

50

15

10

100

50—60

50

параллельно

сое­

 

 

 

 

 

 

 

 

диненных ....

2—3

Не взр1>1вают

 

 

4 группы

6

6

Вес машинки, кг .

7,0

2,5

4,9

2,5

8,2

2,2

4,0

2,4

 

Размеры машинки,

мм 215x125x100

120х1Юх 70

327x109 120X110X70

144x64x167

215хЮ8

112x140

зарядов взрывания Способы

247

248 Взрывные работы

Большая мощность импульса конденсаторного разряда обес­ печивает воспламенение всех электродетонаторов, даже при не­ благоприятном их сочетании по сопротивлению, воспламенитель­ ному импульсу и времени передачи. Кроме того, сравнительно длительное время, затрачиваемое на заряд конденсатора-нако­ пителя, допускает минимальную мощность зарядного устройства, что снижает вес и габариты взрывной машинки.

Взрывная машинка или прибор, включающий ток, должны быть во всех случаях электровзрывания расположены в безопас­ ном месте и запираться на ключ, который находится у ответст­

венного за взрыв лица. При проходке стволов шахт и при под­ земных массовых взрывах взрывпункт следует располагать на поверхности.

После полного удаления людей из опасной зоны и перед вклю­ чением тока необходимо проверить исправность электровзрывной сети. Для этой цели измеряют ее сопротивление. При расхож­ дении фактически измеренного и расчетного сопротивлений До­ лее чем на 10% необходимо устранить неисправность, вызываю­ щую увеличение сопротивления электровзрывной сети (не: до блеска зачищенные жилы проводов, слабые сростки и т. п.). При невозможности измерения сопротивления (из-за отсутствия со­

ответствующих приборов). необходимо проверить токопроводимость сети при помощи малого омметра.

В случае неисправности электровзрывной сети необходимо от­ соединить измерительный прибор, вновь замкнуть накоротко кон­ цы магистральных проводов, запереть источник тока на ключ, осмотреть всю сеть, найти и устранить повреждение.

После взрыва электровзрывную сеть немедленно отключают и концы магистральных проводов изолируют.

Осмотр забоя производится после полного проветривания за­ боя, но не ранее чем через 15 мин. после взрыва, а при массовых взрывах — в соответствии с требованиями специальной инструк­ ции.

6.Короткозамедленное электровзрывание

Короткозамедленное электровзрывание осуществляют двумя способами: а) при помощи специальных электродетонаторов ко­ роткозамедленного действия; б) электродетонаторами мгно­

венного действия с применением специальных электрических при­ боров.

Первый способ по принципу действия не отличается от обыч­ ного электровзрывания. Разница заключается в том, что вместо обычных электродетойаторов используются специальные электродетонаторы короткозамедленного действия.

Отечественная конструкция электродетонатора короткозамед­ ленного действия представлена на рис. 88. Этот электродетонатор

Способы взрывания зарядов

249

имеет замедлитель, запрессованный в медную гильзу с зарядом высокобризантного ВВ. Электровоспламенитель 1 вмонтирован в гильзу путем обжимки дульца ее по пластикатовой пробке 3,

напрессованной в горячем состоянии на выводные провода

электровоспламенителя. Для капсюльной головки применен малогазовый воспламенительный состав; крепление мостика на­ каливания эластичное. Изготовлен мостик из нихромовой про­ волоки диаметром 0,03 мм.

Рис. 88. Электродетонатор короткозамедленного действия

Воспламенительный состав — двухслойный. Рецептура перво­ го слоя: 50 весовых частей бертолетовой соли, 50 весовых частей роданистого свинца и 1 весовая часть свинцового сурика. Рецеп­ тура второго слоя, служащего для воспламенения замедляюще­ го состава: 90 весовых частей свинцового сурика и 10 весовых частей силикокальция. Оба слоя замешаны на нитролаке. Голов­ ку электровоспламенителя лакируют.

В качестве окислителя в замедляющих составах используют свинцовый сурик, а в качестве горючих компонентов — силикокальций и ферросилиций.

Замедлитель — капсюль-детонатор — снаряжают следую­

щим образом: в луженый медный колпачок 4 вставляют кружок из шелковой сетки 5 и запрессовывают замедляющий состав 6.

Затем насыпают декстриновый азид свинца 7 и тэн 8, вставляют чашечку 9 и окончательно запрессовывают замедлитель. В мед­

ную гильзу 2 запрессовывают 0,5—0,7 г высокобризантного ВВ. Сверху добавляют навеску высокобризантного ВВ, в результа­ те чего замедлитель оказывается утопленным.

Новые электродетонаторы короткозамедленного действия до­ пущены Госгортехнадзором к промышленным испытаниям. Они выпускаются со следующими ступенями замедления: 25; 50; 75; 100; 150 и 200 мсек. Разброс по времени срабатывания состав­

ляет ± 10 мсек — для первых трех ступеней замедления и

±15 мсек —для остальных ступеней.

ВСША в настоящее время выпускают электродетонаторы ко­

роткозамедленного действия с 15 ступенями замедления. В Анг­ лии изготовляют электродетонаторы с интервалами замедления 25; 50 и 75 мсек. В Западной Германии приняты электродетона­ торы с 12 ступенями замедления и интервалом 34 мсек между

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ