7. Расчёт электровзрывных сетей
7.1. Краткая характеристика работы
При электрическом взрывании безотказность взрывания зарядов в значительной степени зависит от правильности расчета и монтажа электровзрывной сети.
Электровзрывная сеть представляет собой совокупность электродетонатора (ЭД) с проводниками, соединяющими их между собой и источником тока.
Электровзрывная сеть - электрическая сеть, состоящая из проводников и электродетонаторов, называется электровзрывной сетью. Провода электровзрывной сети подразделяются на детонаторные, соединительные и участковые (с их помощью соединяются в единую сеть отдельные электродетонаторы или группы) и магистральные (прокладываются от источника тока до места взрыва).
Расчет электровзрывной сети сводится к определению общего сопротивления взрывной сети и величины тока, проходящего через каждый электродетонатор.
7.2. Электровзрывные сети
7.2.1. Электровзрывные сети должны быть смонтированы по такой схеме, чтобы обеспечить ток не менее гарантийного, проходящий через любой ЭД. При этом должно соблюдаться условие
IЭd iГ ,
где iЭD – выбранная величина тока, проходящего через отдельно взятый ЭД, А; iГ – гарантийный ток, А.
При проведении сейсморазведочных работ наибольшее распространение получили последовательное, параллельно-пучковое, параллельно-ступенчатое, последовательно-параллельное, параллельно-последовательное и другие виды соединения ЭД в электровзрывной сети.
По назначению в электровзрывной сети проводники разделяются на детонаторные, концевые, участковые, соединительные, магистральные.
Детонаторные – непосредственно соединенные с ЭД. Сопротивление детонаторных проводников входит в величину сопротивления ЭД и при расчете электровзрывных сетей не определяется.
Концевые провода соединяют детонаторные провода с участковыми.
Длина концевых проводов
lk = 2 · lб, м, (2.8)
где lб – глубина расположения боевика, м.
При lб 0,7 · lд , lд – длина детонаторных проводов, концевые провода в электровзрывной сети не применяются.
Участковые провода соединяют концевые провода между собой. При глубине расположения боевиков lб 0,7 lд участковые провода непосредственно соединяют ЭД соседних боевиков.
Длина участковых проводов
lу = 1,1 · а · N, (2.9)
где а – расстояние между зарядами, м.
Соединительные провода соединяют два крайних участковых провода с магистралью.
Длина соединительных проводов определяется графоаналитическим способом в зависимости от принятой схемы взрывания и расположения зарядов. Длина магистральных проводов определяется расстоянием от места расположения зарядов до взрывной станции.
Сопротивление проводников при постоянном токе
,
Ом,
(2.10)
где l – длина проводника, м; S – сечение проводника, мм2;
0
– удельное сопротивление материала
проводника,
.
Значение 0 при t° =20°С (293°К) приведено в табл. 6.
Таблица 2.10
|
Материалы |
|
|
|
Алюминий |
0,03 |
0,004 |
|
Медь |
0,0175 |
0,0044 |
|
Сталь |
0,132 |
0,005 |
При других температурах удельное сопротивление проводника может быть определено по формуле
,
(2.11)
где 0 – удельное сопротивление проводника при t° = 20°С (273°К);
– температурный коэффициент сопротивления.
Характеристика проводов приведена в табл.2.11.
Длина магистрали (одного магистрального провода) определяется по формуле
Lм = k · lв.с, м, (2.12)
где lв.с – расстояние от взрывной станции до места взрывания, м;
k =1,1 – коэффициент запаса магистрали.
Длина магистральных проводов составляет 2 · Lм. Эта величина используется для определения сопротивления магистрали.
При неизвестном сопротивлении проводника сопротивление магистрали определяется по формуле
,
Ом.
(2.13)
Сопротивление магистрали при известном сопротивлении проводника
Rм = 2 · Lм ∙ rм , Ом, (2.14)
где rм – сопротивление 1м проводника, Ом/м.
Пример 1. Определить сопротивление медных магистральных проводов марки ВМВ, имеющих сечение S = 0,8 мм2 при температуре +300 С. Расстояние от места расположения зарядов до минной станции
lв.с = 300 м.
Решение. 1. Определяем длину магистральных проводов по формуле 2.12
Lм = 2·k · lв.с = 2 ∙ 1,1∙ 360 = 792 м.
2. Находим по формуле (2.13) удельное сопротивление медных проводов при t = +300C
.
3. По формуле (6) определяем сопротивление магистральных проводов
,
Ом.
Таблица 2.11
|
Марка провода |
Материалы жилы |
Сечение жилы, мм2 |
Сопротивление при + 200С, Ом/км |
|
ЭВ ЭЖВ ВПЖ ВМВ ВМП ВМВЖ ВМПЖ ПВ-500 АПР-500 ПР-500 ПР-200 СП-1 |
Медь Сталь луженая Сталь луженая Медь Медь Сталь оцинкованная Сталь оцинкованная Медь Алюминий Медь Медь Медь |
0,2 0,3 0,3 0,75 0,50 1,1 1,1 0,75 – 6,0 2,25 – 15,0 0,75 – 6,0 1,0 – 4,0 0,75 |
100 566 566 25 40 156 156 25 -3,7 12,3 - 1,84 25 - 3,7 18,4 – 4,6 25,0 |
Задача 1. Определить сопротивление стального провода сечением 1,1 мм2 длиной 400 м при t0 = 00 C.
Задача 2. Взрывается 20 скважин при а = 6 м. Температура окружающего воздуха +50С. Определить длину и сопротивление медных участковых проводов сечением 0,75 мм2.
Задача 3. Боевик расположен в скважине на глубине 16 м. Определить длину и сопротивление алюминиевых концевых проводов сечением 1,5 мм2 при температуре окружающей среды +100С.
Задача 4. В 18 взрываемых скважинах боевики расположены на глубине 12 м. Найти общую длину и общее сопротивление стальных концевых проводов сечением 1,1 мм2 при t = 200C.
Зад ача 5. Взрыванию подлежит 48 обводненных скважин. В 20 скважинах при а = 4 м боевики расположены на глубине 10 м, в остальных при а = 5 м на глубине 12 м. Определить общую длину (lk + ly)общ и общее сопротивление (Rk + Ry)общ стальных концевых и участковых проводов сечением 1,2 мм2 при температуре окружающей среды + 220С.
Выше были рассмотрены примеры решения задач для боевиков, имеющих один электродетонатор.