Введение

Темой данной бакалаврской работы является производство поверхностного инициирующего устройства. Данное устройство предназначено создания замедлений между скважинами при ведения взрывных работ на земной поверхности.

Взрывчатые вещества как высококонцентрированный и экономичный источник энергии широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. Около 90% всего объема руд цветных и черных металлов в нашей стране добывают взрывным способом. Массовые взрывы широко используются при вскрытии рудных тел, угольных пластов и месторождений других полезных ископаемых, в строительстве и других отраслях. При помощи массовых взрывов за короткий промежуток времени добывается большой объем полезных ископаемых. [1]

Многие системы для взрывных работ на земной поверхности имеют свои недостатки: срабатывание от блуждающих токов, чувствительность к различным воздействиям, опасны в обращении. Поэтому необходимо было разработать новую систему, которая была бы не чувствительна к электрическим и электромагнитным воздействиям, стойкая к механическим воздействиям, была бы безопасной в процессе ее эксплуатации, была бы водостойкой, что позволило применять ее во влажных условиях.

НСИ «Импульс» для взрывных работ на земной поверхности включает в себя поверхностное инициирующее устройство в двух вариантах: с соединителем под шесть волноводов с капсюлем детонатором не содержащий инициирующего взрывчатого вещества или с соединителем под пять волноводов с капсюлем детонатором , содержанием инициирующего взрывчатого вещества в небольшом количестве, скважинного инициирующего устройства и стартового устройства.

В зависимости от типа системы изготавливается волновод разных цветов.

Для скважинных систем волновод красный и зеленый, для поверхностных систем - синий. По заказу потребителя волновод может быть любой длины и другого цвета.

Также волновод может реализовываться как самостоятельное изделие.

Используя поверхностные устройства с различным временем замедления и соединяя их в разной последовательности, можно получить различные схемы инициирования. Это обеспечивает высокую управляемость процессом взрыва и возможность варьирования схемы инициирования в зависимости от характеристик взрываемой среды, диаметра скважин и сетки бурения, применяемых промышленных взрывчатых веществ, необходимого качества дробления среды, величины и направленности развала.

1.Литературный обзор

Применение в горной промышленности большого количества электрических машин различного назначения потребовало создания нечувствительной к воздействию электромагнитных полей системы инициирования, которая обеспечила бы полную безопасность использования взрывчатых материалов вблизи от источников электричества.[1] Такой системой явилась созданная впервые в мире фирмой Nitro Nobel система Nonel, что в переводе с английского означает: Non — не, El — электрическая

Основной частью этой системы является волновод который был запатентован шведской фирмой Nitro Nobel.[2]

Волновод служит только для передачи детонационной волны от одного устройства НСИ к другому.

Волновод сохраняет целостность оболочек и восприимчивость к детонационному импульсу при относительном удлинении не менее 50% после воздействия температур минус (50±3)°С плюс (85±3)°С течение 2 ч.

Волновод эластичен, сохраняет целостность и работоспособность после четырехкратного перегиба на стержне диаметром 58 мм после воздействия температур минус (50±3)°С и плюс (85±3)°С в течение 2 ч.

Волновод стойко сохраняет восприимчивость к детонационному импульсу после воздействия температур минус (50±3)°С и плюс (85±3)°С в течение 2 ч и выдержке в воде в течение 6 суток при давлении 0,2 МПа.

Волновод должен надежно инициировать от капсюлей-детонаторов.[3]

Для наглядности сравним два вида неэлектрической системы взрывания таких как УНС – ПА «ШКЗ» Импульс» и СИНВ ЗАО «Взрывпромкомплект». Для этого опишем характеристики каждого из указанных устройств.

Неэлектрическая система инициирования (СИНВ) допущена к применению Госгортехнадзором РФ решением № 04-35/481 от 28.07.98 г. Устройства СИНВ предназначены для инициирования скважинных и шпуровых зарядов, состоят из ударно-волновой трубки (УВТ) и капсюля-детонатора с замедлением, который не содержит инициирующих взрывчатых веществ (ВВ), ), что

обеспечивает высокую устойчивость устройств к механическим воздействиям, воздействию постоянного и переменного тока, а также статического электричества. Масса ВВ в УВТ в сотни раз меньше, чем у детонирующих шнуров, что позволяет полностью исключить боковое воздействие устройств СИНВ на заряд ВВ при инициировании скважинных и шпуровых зарядов. Незначительная масса ВВ в ударно-волновых трубках, транслирующих взрывной импульс позволяет исключить инициирование ударно-волновой трубкой других УВТ, детонирующих шнуров и т.д. Для инициирования скважинных зарядов при работе на земной поверхности применяются устройства СИНВ-С и СИНВ-П. [4]

Устройства СИНВ-С предназначены для транспортирования инициирующего импульса и инициирования с замедлением промежуточных детонаторов скважинных зарядов (создания внутрискважинного замедления) при взрывных работах на земной поверхности, имеют 11 ступеней замедления (от 100 до 500 мс).Технические характеристики представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Технические характеристики СИНВ-С ДИШВ

Наименование	Параметры
Наружный диаметр трубки волновода (проводника импульса), мм	3,5 (+/-) 0,2
Длина волновода, м	7,10,16,21,24,30 и по согласованию
Навеска ВВ, мг/м	20,0
Скорость передачи инициирующего импульса в волно-воде, м/с	1900
Прочность на разрыв с сохранением работоспособности не менее, Н - соединения волновода с КД - волновода	120,0 160,0

Продолжение таблицы 1.1
Удлинение с сохранением способности передачи им-пульса не менее, % При температуре от - 30 до + 10 0С	100
Водостойкость изделия - соединения КД с волноводом - волновода ( свободный конец)	336 час. при 2,0 кгс/см2 48 час. при 0,1 кгс/см2
Время замедления, мс	100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500
Восприимчивость к инициирующему импульсу	КД ГОСТ 6254, детонирующих шнуров ДШ-А, ДШ-В, ДШ-Э-12 ГОСТ 6196
Инициирующая способность КД устройства	Инициирует шашки Т-400Г, ТГ-500 ОСТ 84-411, ТГФ-850Э ТУ 84-08628424-692, детонирующий шнур ГОСТ-6196, патроны из аммонита 6ЖВ ГОСТ 21984.
Температурные условия применения,	от -40 до + 50 оC до 12 час при температуре в скважине до 85 оC

Устройства СИНВ-П состоят из ударно-волновой трубки и капсюля–детонатора с замедлением, распложенного в фиксаторе и предназначены для монтажа взрывной сети и задержки передачи инициирующего импульса устройству СИНВ-С при взрывных работах на земной поверхности. С помощью фиксатора к устройству СИНВ-П может быть подсоединено до 6 устройств СИНВ. Устройства СИНВ-П имеют 9 ступеней замедления (от 0 до 200 мс)

Применение внутрискважинного замедления позволяет обеспечить отставание взрывания скважинных зарядов от инициирующей взрывной сети и тем самым исключить подбой поверхностной сети кусками породы. Как правило, на одном блоке применяются устройства СИНВ-С с одними замедлениями. Замедление между скважинными зарядами обеспечивается

замедлением устройств СИНВ-П и различными вариантами монтажа поверхностной взрывной сети.

Применение устройств СИНВ при ведении взрывных работ на земной по-верхности имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными средствами взрывания:

• Высокий уровень управляемости массовыми взрывами за счет возмож-ности индивидуального замедления каждого скважинного заряда, широкого выбора времени замедления и реализации самых разнообразных схем взрывания

• Внутрискважинное замедление, исключающее подбой взрывной сети, отсутствие бокового энерговыделения УВТ, позволяет более эффективно использовать энергию заряда, особенно при применении простейших ВВ, где повышение эффективности использования энергии заряда может составлять 10-13%. Кроме того применение СИНВ позволяет реали-зовать наиболее эффективное «донное» инициирование скважинных за-рядов.

• Низкий сейсмический эффект и слабая интенсивность и слабая интенсивность воздушных ударных волн, малый разлет кусков горной массы при взрыве, обусловленные индивидуальным замедлением взрывания каждого

• заряда, что позволяет вести взрывные работы в стесненных условиях и вблизи охраняемых объектов.Технические характеристики представлены в таблице 1.2. [4]

Таблица 1.2 - Технические характеристики СИНВ-П ДИШВ

Наименование	Параметры
Наружный диаметр трубки волновода (проводника импульса), мм	3,5 (+/-) 0,2
Длина волновода, м	4,6,8,10,12 и по согласованию
Навеска ВВ, мг/м	20,0
Скорость передачи инициирующего импульса в волно-воде, м/с	1900
Продолжение таблицы 1.2
Прочность на разрыв с сохранением работоспособности не менее, Н - соединения волновода с КД - волновода	80,0 120,0
Удлинение с сохранением способности передачи им-пульса не менее, % При температуре от - 30 до + 10 0С	100
Водостойкость изделия	48 час. при 0,05 кгс/см2
Время замедления, мс	0,17,25,42,67,109,176
Восприимчивость к инициирующему импульсу	Инициируется от СИНВ-П, от ДШ-А, ДШ-В, ДШЭ-12 ГОСТ 6196, от ЭД ГОСТ 9089, КД ГОСТ 6254, пускового устройства ИВШП. 773722.001 ТУ
Инициирующая способность КД устройства	Инициирует до 6 волноводов СИНВ-П, СИНВ-С, СИНВ-Ш.
Температурные условия применения,	от -40 до + 50 оC

Устройства СИНВ-Ш состоит из отрезка ударно-волновой трубки и капсюля - детонатора с замедлением. Устройства СИНВ-Ш предназначены для инициирования шпуровых и скважинных зарядов на земной поверхности и в подземных выработках рудников и угольных шахт, где допущено применение непредохранительных ВВ II класса.

Устройства СИНВ-Ш имеют замедления от 0 до 10000 мс. В настоящее время выпускаются устройства СИНВ-Ш трех типов: СИНВ-Ш-К, СИНВ-Ш-С и СИНВ-Ш-Д имеющие разные временные ряды замедлений.

Для инициирования волноводы устройств СИНВ собираются в пучки и инициируются детонирующим шнуром или поштучно соединяются с детонирующим шнуром и инициируются им же.

Применение устройств СИНВ-Ш различных типов позволяет реализовать различные схемы взрывания: короткозамедленную, комбинацию короткозамедленного и замедленного и собственно замедленное взрывание.

Применения СИНВ-Ш:

• Уменьшает вероятность подбоя шпуровых зарядов по сравнению с электроогневым способом

• Позволяет реализовать наиболее эффективное обратное инициирование

• Исключает дополнительные трудозатраты на изготовление электрозажи-гательных трубок и их гидроизоляцию

• Уменьшает время монтажа взрывной сети

• Повышает КИШ, уменьшает заколообразование по контуру, уменьшает разлет породы и вероятность повреждения оборудования по сравнению с электровзрыванием.Технические характеристики представлены в таблице 1.3. [4]

Таблица 1.3 - Технические характеристики СИНВ-Ш ДИШВ

Наименование	Параметры
Наружный диаметр трубки волновода (проводника импульса), мм	3,5 (+/-) 0,2
Длина волновода, м	2, 4,7,10,16 и по согласованию
Навеска ВВ, мг/м	20,0
Скорость передачи инициирующего импульса в волно-воде, м/с	1900
Прочность на разрыв с сохранением работоспособности не менее, Н - соединения волновода с КД - волновода	80,0 120,0
Удлинение с сохранением способности передачи им-пульса не менее, % При температуре от - 30 до + 10 0С	100
Водостойкость изделия	6 час. при 0,1 кгс/см2
Время замедления устройств СИНВ-Ш-К, мс	0, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500
Продолжение таблицы 1.3
Время замедления устройств СИНВ-Ш-С, мс	25, 100, 200, 3000, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 100, 1250, 1500, 1750, 2000, 2250, 2500
Время замедления устройств СИНВ-Ш-Д, мс	25, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000
Восприимчивость волновода к инициирующему импульсу	Инициируется от СИНВ-П, ЭД ГОСТ 9089, КД ГОСТ 6254, детонирующих шнуров ДШ-А, ДШ-В, ДШ-Э-12
Инициирующая способность КД устройства	Инициирует патроны из аммонита 6 ЖВ ГОСТ 21984
Температурные условия применения	от -40 до + 50 оC

Устройства СИНВ относятся к классу 1, подклассу 1.1 группа совместимости D, классификационный шифр 1.1. согласно ГОСТ 19433. Номер ООН 0463, условный № 131, аварийная карточка - №152 при перевозке железнодорожным транспортом, №1 при перевозке автотранспортом, Код экстренных мер 24Э.[4]

Неэлектрическая система инициирования «Импульс» (система «Импульс») - водостойкая, повышенной безопасности, предназначенная для ведения взрывных работ на земной поверхности, а также на подземных рудниках и угольных шахтах, где допущено применение непредохранительных ВВ II класса.

Система «Импульс» разработана в Украине Казенным предприятием «Шосткинский казенный завод «Импульс» совместно с Государственным научно-исследовательским институтом химических продуктов Украины

(ГосНИИХП) и Государственным научно-исследовательским институтом безопасности труда и экологии в горнорудной и металлургической промышленности Украины (НИИБТГ).

Системы прошли весь цикл промышленных испытаний на горнорудных предприятиях Украины и допущены Госнадзорохрантруда Украины к постоянному применению для взрывных работ на земной поверхности, а также на подземных рудниках и угольных шахтах, где допущено применение непредохранительных ВВ II класса, лицензия серия АВ № 020909.

Система «Импульс» имеет следующие достоинства:

• высокий уровень управляемости массовыми взрывами, достигаемый за счет использования индивидуального замедления взрывания каждого скважинного заряда;

• эффективное использование донного инициирования скважинных зарядов, так как волновод, используемый в системе, не имеет бокового энерговыделения и не оказывает неблагоприятного воздействия на скважинный заряд;

• исключение возможности обратного инициирования от скважинного заряда в поверхностную взрывную сеть;

• исключение подбоя взрывной сети и возможность оптимизации поверхностных замедлений;

• не чувствительность к электрическим и электромагнитным воздействиям;

• стойкость к механическим воздействиям благодаря своим конструктивным особенностям;

низкий сейсмический эффект, обеспечиваемый разновременностью срабатывания скважинных зарядов.

В целом система «Импульс» обеспечивает существенное повышение эффективности и безопасности ведения взрывных работ.[3]

Описание системы для ведения взрывных работ на земной поверхности

Система «Импульс» для взрывных работ на земной поверхности включает в себя устройства УНС-ПА, УНС-П и УНС-С.

Устройства УНС-ПА и УНС-П, содержащие соединители, предназначены для инициирования волноводов устройств системы

«Импульс» и создания поверхностных замедлений. Они применяются при температуре от минус 40⁰С до плюс 60⁰С. Сохраняют работоспособность при пребы­вании 24 ч в водной среде при давлении 0,005 МПа (0,05 кгс/см²).

Устройства УНС-С служат для передачи инициирующего сигнала в скважинных взрывных цепях, создания внутри скважинных замедлений инициирования боевиков скважинных зарядов шашек ЗТП-800, ЗТП-1200, Т-400Г и др.

Устройства УНС-С применяются при температуре от минус 40⁰С до плюс 60⁰С, сохраняют работоспособность после пребывания в водной среде при давлении 0,2 МПа (2,0 кгс/см²) в течение 144 ч (6 суток).

Времена замедлений устройств УНС-ПА, УНС-П и УНС-С при длине волновода 1 м приведены в таблице 1.4. Добавление каждого метра длины волновода увеличивает время замедления на 0,5 мс.

Таблица 1.4 – Время замедлений устройства УНС-С

Устройство	Время замедления, мс
УНС-С-100	100
УНС-С-150	150
УНС-С-200	200
УНС-С-250	250
УНС-С-300	300
УНС-С-350	350
УНС-С-400	400
УНС-С-450	450
УНС-С-500	500