Порядок виконання роботи

1. Надати короткі відомості про конструктивні особливості електровогневого способу підривання та засоби для його здійснення.

2. Описати послідовність технологічних операцій при застосуванні цього способу підривання.

3. Розрахувати загальну довжину (L), ВШ при підриванні зарядів з довжиною запалювальної трубки ℓ_i, якщо довжина ℓ_n+1 більше за ℓ_n на 10 см.

4. Результати розрахунків занести до таблиці 6.1, замість приведених формул.

Таблиця 6.1

Довжина однієї запалювальної трубки, м	Кількість зарядів (запалювальних трубок)	Загальна довжина ВШ, м
ℓn=3+0,1n	n+10	L=∑ℓn

де n – номер варіанта за списком;

ℓ_n = 3м – довжина першої запалювальної трубки.

Контрольні питання

1. Що таке електровогневий спосіб підривання? Які засоби до нього відносяться?

2. Що таке запалювальна трубка і що таке патрон-бойовик?

3. За яким принципом збирають електровогневу підривну мережу?

4. Яка послідовність операції при здійсненні вибуху методом електровогневого підривання?

Додаткова література

1. Справочник взрывника (под общей редакцией Б.Н. Кутузова) – М.: Недра, 1988.

2. Справочник по буровзрывным работам (М.Ф. Друкованый, Л.В. Дубнов, Э.О. Миндели и др.) – М.: Недра, 1976.

3. Ткачук К.Н., Федоренко П.И. Взрывные работы в горнорудной промышленности. – М.: «Вища школа». 1990.

Лабораторна робота №7

ПРИНЦИПОВА ТЕХНОЛОГІЯ, ЗАСОБИ ЕЛЕКТРИЧНОГО

ПІДРИВАННЯ ТА КОНТРОЛЮ

Мета роботи – вивчити особливості будови засобів електричного підривання, послідовність технологічних операцій при його застосуванні, основи розрахунку та контролю підривних електричних мереж.

Теоретичні відомості

Електричний спосіб підривання широко застосовується, як ефективний елемент комплексу гірничих робіт, пов’язаних з видобутком корисних копалин у відкритих та підземних умовах.

До засобів електричного підривання відносяться:

• електродетонатори (ЕД);

• електричні проводи;

• джерело струму;

• контрольно-вимірювальна апаратура.

Залежно від технічних характеристик електродетонатори діляться на групи:

• за часом спрацювання на ЕД миттєвої, короткосповільненої та сповільненої дії;

• за потужністю на ЕД нормальної та підвищеної здатності до ініціювання;

• за стійкістю – на ЕД запобіжні (для шахт небезпечних по газу та пилу) та незапобіжні;

• за термостійкістю – на ЕД для нормальних та високих температур.

Гарантійний строк зберігання для усіх ЕД – 1,5 років.

Незапобіжні ЕД миттєві (рис. 7.1) виробляються таких типів:

• «ЕД-8-Е» (з еластичним кріпленням містка);

• «ЕД-8-Ж» (з жорстким кріпленням містка);

• «ЕД-І-8-Г» (з захистом від статичної електрики до 10кВ та блукаючого струму – до 1А).

Рис. 7.1 Принципова схема ЕД миттєвої дії.

1-металева гільза, 2-вторинна ВР (тетрил - 1,2г), 3-чашечка, 4-первинна ВР (гримуча ртуть – 0,5г), 5-електрозапальник, 6-пластикова пробка.

1

2

3

4

5

6

Електродетонатори короткосповільненої дії (ЕДКС) використовують у разі технологічної необхідності підривання окремих зарядів чи серій зарядів у визначеній послідовності з досить малими проміжками часу (у мілісекундах). До металевих проводів кожного ЕДКС кріпиться жетон, на якій вказують номер серії сповільнення.

Електродетонатори сповільненої дії (ЕДСД) (рис. 7.2) принципово не відрізняються від ЕДКС, але мають більш довгий час спрацювання (у секундах). Час спрацювання залежить від типу сповільнюючої речовини (сурик з кремнієм чи ін.) та довжини його стовпчика.

Таблиця 7.1

№ серії сповільнення	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Час сповільнення	0	25 мс	50 мс	75 мс	100 мс	150 мс	250 мс	0,5 с	0,75 с	1 с	1,5 с	2 с	4 с	6 с	8 с	10 с
Типи ЕД	ЕДКС									ЕДСД

Рис. 7.2 Принципова схема електродетонаторів короткосповільненої та сповільненої дії.

1-металева гільза, 2-вторинна ВР (тен), 3-чашечка, 4-первинна ВР (азид свинцю), 5-сповільнююча ВР, 6-електрозапальник, 7-пластикова пробка.

Принцип дії будь-якого ЕД полягає в тому, що електричний струм накаляє місток, спалахує запалювальна речовина, яка через отвір у чашці підриває первинну ВР детонатора. (у ЕДКС та ЕДСД після горіння сповільнюючої речовини) Потім спалахує вторинна ВР.

Для монтажу електропідривної мережі використовуються такі типи проводів(рис. 7.3):

• магістральні (які з’єднують джерело струму з дільничними проводами);

• дільничні (які з’єднують кінцеві проводи ЕД між собою);

• кінцеві (проводи, які відходять від електродетонаторів до вустя свердловини).

У якості джерела струму використовують підривні машинки, освітлювальні та силові електричні мережі з напругою 127÷ 380 В.

У нашій країні застосовують конденсаторні підривні машинки з ручним генератором струму чи з батарейками.

Рис. 7.3. Схеми з’єднання електродетонаторів в електропідривній мережі.

а) – послідовна; б) – паралельна; в) – змішана (пучково-послідовна); г) – змішана (пучково-паралельна): І÷IV – номер гілки; 1 – електродетонатор; 2 - вивідні проводи; 3 – кінцеві проводи; 4 – дільничні проводи; 5 – магістральні проводи.

Найбільш розповсюджені підривні машинки:

• конденсаторна підривна машинка «КПМ-1А»;

• конденсаторна підривна машинка «ВМК-500»;

• батарейний конденсаторний підривний прилад «ПИВ-100М».

Освітлювальні та силові мережі при використанні їх як джерело струму для підривання зарядів, повинні бути обладнані спеціальними рубильниками.

Для визначення справності електропідривної мережі та її опору використовують спеціальні контрольно-вимірювальні прилади з максимальною силою струму 50 мА (обмеження Держгіртехнагляду). Підключений до мережі прилад можна використовувати не більше 4 с.

Найбільш розповсюджені:

• вимірювальний місток «Р-353», яким визначається опір проводів, ЕД (від 0,2 до 50 Ом) та електропідривних мереж (від 20 до 5000 Ом);

• омметри «ОВЦ-2», «М-57» та омметри-класифікатори ЕД «ОКЕД-1»;

• п’єзоелектричні підривні випробувачі «ВИО-3».

Монтаж електропідривної мережі виконують після повної зарядки шпурів або свердловин від зарядів до джерела струму. Електропідривна мережа повинна бути двопровідною (заборонено використовувати землю, труби, рейки та ін., у якості одного з проводів). Кінці проводів змонтованої частини мережі повинні бути замкнутими. Електропостачання у межі зони монтажу підривної мережі повинно бути відключене. У електропідривних мережах використовують три типи з’єднання проводів (рис.7.3):

• послідовне;

• паралельне (пучкове та ступеневе);

• змішане (послідовно-паралельне та паралельно-послідовне).

Спрощений розрахунок електропідривної мережі з послідовним з’єднанням ЕД при підриванні підривною машинкою зводиться до визначення загального опору мережі R і порівняння його з опором підривної машинки. Сили струму І, який проходить через кожний ЕД при напрузі, яку дає в мережу електропідривна машинка.

Загальний опір мережі дорівнює:

R = R_В + R_К + R_Д + R_М+ R_ЕД × n Ом, (7.1)

де R_В – опір вивідних проводів, Ом;

R_К – опір кінцевих проводів, Ом;

R_Д – опір дільничних проводів, Ом;

R_М – опір магістральних проводів, Ом;

R_ЕД – опір електродетонатора, Ом;

n – кількість електродетонаторів, шт.

R_{(В,К,Д,М)} = r × ℓ; Ом, (7.2)

де r - опір 1м проводу, Ом;

ℓ– довжина проводу, м.

Для вивідних і кінцевих проводів опір дорівнює 0,1Ом/м. Для дільничних і магістральних проводів опір дорівнює 0,025 Ом/м. Опір електродетонатора дорівнює 3Ом.

Загальний опір мережі відносно опору підривної машинки повинен дорівнювати:

R ≤ R_П.М., (7.3)

де R_П.М.- опір підривної машинки, Ом.

Струм, який припадає на один електродетонатор буде дорівнювати:

І = , А, (7.4)

де U - напруга на затискачах підривної машинки або у електромережі, V.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПІДРИВНИХ МАШИНОК

Таблиця 7.2

Машинка	Напруга на конденсаторі накопичувача, В	Опір послідовної вибухової мережі при використанні ЕД типу ЕД-8-Ж, Ом	Число послідовно з’єднаних електродетонаторів ЕД-8-Ж та ін., шт.	Тривалість підключення конденсатора до мережі	Первинне джерело струму
Індукторні підривні машинки
КПМ-1А ВМК-500	1500 3000	300 2100	100 800	Не обмежується Не обмежується	Індуктор Індуктор
Батарейні підривні машинки
ПИВ-100м КВП-1/100м	600 600	380 380	100 100	2÷4 2÷4	Батарея живлення Три сухих елементи

Спрощений розрахунок електропідривної мережі при підриванні від силової або освітлювальної мережі наступний: кожен ЕД або група ЕД при паралельному з’єднанні складає окрему гілку, яка з’єднується за допомогою проводів з джерелом струму.

Визначаємо опір окремої гілки.

Для схеми з’єднання (а) опір окремої гілки визначається за формулою (7.5):

R_Г = R_ЕД + R_К + R_В, Ом, (7.5)

Для схеми з’єднання (б і г) опір окремої гілки буде дорівнювати:

_(7.5а)

Для схеми з’єднання (в) опір окремої гілки буде дорівнювати:

R_Г = ,(7.5б)

Опір всієї мережі:

R = R_М + R_Д + , (7.6)

де R_Г1…Гn - опір гілок мережі, Ом.

При однаковому опору гілок опір всієї мережі буде дорівнювати:

R = R_М + R_Д + , (7.7)

де n_Г – кількість гілок, шт.

Сила струму у магістралі:

І_М ≥ . (7.8)

Сила струму, яка припадає на один електродетонатор:

І_ЕД = . (7.9)

Сила струму, яка припадає на один ЕД повинна відповідати умовам:

І _ЕД ≥ І_ГАР, (7.10)

де I_ЕД – струм в електродетонаторі;

I_ГАР – гарантійний струм (2,5А);

n_Г – кількість гілок мережі;

n_Д – кількість детонаторів у гілці.

Послідовність технологічних операцій при електричному підриванні:

• перевірити та підібрати ЕД за опором;

• виготовити патрони-бойовики, подати попереджувальний сигнал та зарядити шпури (свердловини);

• виконати монтаж електропідривної мережі;

• перевірити справність мережі та визначити її опір;

• подати бойовий сигнал та підключити магістральні проводи до джерела струму;

• оглянути вибій після вибуху та провітрювання;

• при наявності ліквідувати відкази;

• подати сигнал «Відбій».

Порядок виконання роботи

1. Надати відомості про конструктивні особливості засобів електричного способу підривання зарядів та контролю електропідривної мережі.

2. Описати послідовність технологічних операцій електричного способу підривання;

3. Для варіантів 1÷12 розрахувати струм, який надходить до електродетонаторів за схемами (а; в), для варіантів 13÷26 – схеми (б; г).

4. Прийняти величину напруги в освітлювальній мережі 127 V, а в силовій – 380 V;

5. Заповнити таблицю:

• визначаємо згідно з номером варіанта кількість детонаторів, ділимо їх загальну кількість на групи по 3÷10 детонаторів у групі, які будуть складати окремі гілки;

• креслимо схему з’єднання електродетонаторів згідно з номером варіанта і представлених схем на рис. (7.3);

• розраховуємо довжини проводів і результати заносимо до таблиці 7.3.

Схема (а)

Розрахунок виконуємо за спрощеним розрахунком послідовного з’єднання (формули 7.1÷7.4, 7.10).

Схеми (б, г)

Розрахунок ведемо за такою схемою:

1. Визначаємо опір окремої гілки ЕД за формулою (7.5а);

2. Визначаємо загальний опір мережі за формулами (7.6, 7.7);

3. Визначаємо силу струму, яка припадає на один ЕД за формулою (7.9) і порівнюємо його з гарантійним струмом.

Схема (в)

Розрахунок ведемо за такою схемою:

1. Визначаємо опір окремої гілки ЕД за формулою (7.5б);

2. Визначаємо загальний опір мережі за формулою (7.1), але замість R_ЕД і R_K приймаємо R_Г ∙ n_Г;

3. Визначаємо силу струму, яка припадає на один ЕД за формулою (7.9) і порівнюємо його із гарантійним струмом.