физика. Гоувповоронежский государственный университет
 Скачать 2.2 Mb.
|
|
4.4. Расчет взрывной цепи Смысл расчета взрывной цепи сводится к обеспечению условий для производства взрыва при соблюдении мер безопасности Огневой способ Расчет сводится к определению длины отрезков огнепроводного шпура в каждом шпуре и в последовательности их поджигания, в выборе средств поджигания. Рис. 22. Зажигательная трубка (а), патрон-боевик (б) и зажигательный патрон (в): 1 - КД; 2 - ОШ; 3 - патрон ВВ; 4- воспламенительный состав; 5 —бумажная гильза; 6 - воспламеняющий отрезок ОШ. Взрывание шпуров огневым способом состоит из следующих последовательно проводимых операций: изготовления зажигательных трубок, изготовления патронов- боевиков, заряжания шпуров, забойки шпуров и зажигания огнепроводных шнуров (рис. 22). По соображениям техники безопасности минимально-допустимая длина отрезка ог- непроводного шнура должна быть не короче 1 м. Зажигательная трубка представляет со- бой капсюль-детонатор с введенным в него отрезком огнепроводного шнура. Патрон- боевик это патрон ВВ с зажигательной трубкой. 53 Расчет длины огнепроводного шнура: Длина отрезка огнепроводного шнура равна l заб + 15 см, где l заб – длина забойки. Общая длина отрезка огнепроводного шнура не может быть менее 100 см. Длина отрезка огнепроводного шнура за пределами шпура не может быть менее 15 см. Необходимая очередность взрыва зарядов ВВ достигается изменением длины от- резков ОШ в зажигательных трубках или последовательностью их зажигания. Зажигание группы шнуров в забое осуществляют отрезком ОШ, имеющим надрезы через 5—6 см; тлеющим фитилем из льняных или хлопчато-бумажных нитей, пропитан- ных раствором калиевой селитры; зажигательной свечой (бумажная гильза, наполненная с одной стороны горючим составом) общим временем горения 1, 2 и 3 мин или зажигатель- ным патроном. Взрывнику за одну "отпалку" разрешается поджигать не более 16 отрезков огне- проводного шнура. Если при этом используются зажигательные или электровоспламени- тельные патрончики, то количество одновременно поджигаемых отрезков от одного па- трончика может быть доведено до 30-37. Правилами техники безопасности разрешается поджигать одновременно не более 6 зажигательных патрончиков. Максимальное число отрезков шнура в этом случае будет достигать 37 * 6 = 222. Способ с использованием электровоспламенительных патрончиков получил название электро-огневого способа взрывания шпуров. Электрический способ Электрический способ взрывания может применяться в любых выработках, при чем количество одновременно взрываемыхшпуров не ограничивается, необходимо вы- брать только более мощный источник тока. Способ этот несколько сложнее огневого, тре- бует применения специального оборудования, но зато он и значительно безопаснее дру- гих. Радиус опасной зоны при шпуровых взрывах должен быть не менее 200 м. Взрыв- ник, производя с помощью машинки взрыв, находится от него на указанном расстоянии. Согласно Правилам техники безопасности, все электродетонаторы, взрываемые в одной сети, должны отбираться на одной коробки и иметь одинаковые сопротивления мостика накаливания и одинаковую величину гарантийного тока. Выше уже говорилось о необхо- димости расчета и качественного монтажа взрыва со всеми необходимыми замерами и проверками. Расчет цепи сводится к определению таких ее параметров как сопротивление и ве- личина силы тока. При использовании взрывных машинок отправными параметрами для 54 расчета служат характеристики машинки – напряжение воспламенительного импульса и предельное сопротивление. Поэтому вначале выбирается машинка, а потом рассчитывает- ся цепь по сопротивлению и току. Величина тока обратно пропорциональна сопротивле- нию цепи и должна быть не менее величины гарантийного тока электродетонатора, рас- считанного на определенную силу, которая обеспечит безотказное срабатывание воспла- менительной смеси в электродетонаторе. Чаще всего применяется схема последовательного соединения элементов цепи (рис. 23). При этом общее ее сопротивление будет складываться из сопротивления всех электродетонаторов и сопротивления электропроводов. Количество электродетонаторов равно количеству шпуров взрываемых за одну заходку. Сопротивление проводов рассчи- тывается как произведение длины провода на их удельное сопротивление Характеристи- ки детонаторов и провода находятся в справочной литературе. Для передачи электриче- ского тока от источника тока к детонаторам применяют изолированные медные и реже - алюминиевые проводники. В зависимости от назначения применяются провода детонаторные, соединитель- ные и магистральные. Сечение детонаторных проводников равно 0,20 мм 2 /d(-0,5 мм/. В качестве соединительных и магистральных проводников применяются провода сечением 0,75+1,50 мм 2 / d =0,98:1,38 мм/. Применять проводники с хлопчатобумажной изоляцией разрешается только в сухих местах; во влажных или мокрых выработках применяются проводники только с непроницаемой резиновой ивиниловой изоляцией. Длина маги- стрального провода равна удвоенному безопасному расстоянию от объекта - 400 м. Длина соединительных проводов равна сумме расстояний между шпурами на забое. Длина дето- наторных проводов равна суммарной длине шпуров увеличенной на длину отрезка, кото- рый выходит на поверхность (15-20см над каждым шпуром. Удельное сопротивление про- водов может быть разным в зависимости от материала и сечения. Величина тока в цепи равно отношению величины воспламенительного импульса машинки к величине общего сопротивления цепи. В итоге расчета делается вывод о воз- можности применения выбранной машинки. Если она не обеспечивает величину требуе- мого тока, выбирают другие машинки и снова производят расчет по той же схеме до по- лучения требуемой величины тока. Если сила тока в сети будет значительно превышать гарантийную силу тока каждого детонатора, то следует выбрать менее мощную машин- ку. Можно остановить свой выбор и на прежней машинке, но тогда в сеть желательно включить последовательно "гасящее" сопротивление. 55 Рис. 23. Схема последова- тельного соединения электро- взрывной сети. 1 — заряд ВВ; 2 — ЭД; 3 —выводной провод электро-детонатора; 4 — забойка; 5, 6,7, — соединительные провода, 8- магистральные провода. Расчет сопротивления взрывной цепи для последовательного соединения: • Общее сопротивление цепи (R общ ) R общ = R м + R с +n R д , где • R м - сопротивление магистральных проводов; • R с - сопротивление соединительных проводов; • n R д – сопротивление всех электродетонаторов • Сопротивление проводов R = ρ l/S , где ρ – удельное сопротивление провода; l – длина провода, м; S – сечение провода • Сила тока I = U/R общ , где • I – сила тока (не менее 1-2,5 а) Расчет сопротивления взрывной цепи для параллельного соединения (рис. 24) • Общее сопротивление цепи (Rобщ) R общ = R м + R с + R д/n , где • R м - сопротивление магистральных проводов; • R с - сопротивление соединительных проводов; • R д/n – сопротивление всех электродетонаторов и концевых проводов. • Условие безотказного взрывания I д > I г I г (гарантийный ток срабатывания электродетонатора) не менее - 1,0 – 2,5 а 56 Разница между фактической силой тока в сети и расчетной (особенно для конден- саторных машинок) всегда будет иметь место. Но она будет наименьшей, если сопротив- ление равно или близко значению величины наружного сопротивления. Все электродетонаторы должны тщательно подбираться по сопротивлению мости- ка накаливания и величине гарантийного тока. При изготовлении сростков обязательным условием является хорошая зачистка, плотное скручивание и качественная изоляция сра- щиваемых концов проводников. Рис.24.Схема параллельного соединения электровзрывной сети: а - пучковое; б — параллельно-ступенчатое; 1 - 8 —то же, что на предыдущем рисунке Безотказность взрыва и безопасность работ могут быть гарантированы только в том случае, если сеть будет правильно рассчитана и правильно смонтирована. Детонирующий способ Взрывание детонирующим шнуром при проходке горноразведочных выработок имеет ограниченное распространение. Но при взрывании скважинных и камерных заря- дов, зарядка и забойка которых стали совершенно безопасными и не требуют сложных мер предосторожности, столь необходимых при наличии в заряде детонаторов, взрывание детонирующим шнуром получило исключительное распространение. Этот метод широко используется и при необходимости одновременного взрыва большого числа зарядов ВВ. Шнур можно резать ножом на куски требуемой длины до введения его в заряд или боевик. После введения шнура в заряд или боевик резка его запрещается. Для сращивания отрезков детонирующего шнура применяются два вида соединений: накладной сросток и морской узел. Конец вводимого в заряд ДШ необходимо завязывать в два-три обычных узла с тем, чтобы увеличить весовое количество ВВ в заряде. Вместо узлов можно скла- дывать конец шнура в две-три линии и туго обвязать места соединений изоляционной тесьмой или шпагатом. Для присоединения отрезка шнура к магистрали методом наклад- ного сростка нужно выполнить то же условие, кроме того, нужно, чтобы присоединяемый отрезок отходилот магистрали по направлению развития детонации, а не наоборот, ина- че возможны отказы в передаче детонации. 57 Предельную длину магистральной линии детонирующего шнура рекомендуется брать не более 50 м, а приращенные к ней отрезки делать не более 15+25 м. При необхо- димости применения магистральной линии большей длины сростки нужно выполнять бо- лее тщательно. Угол изгиба шнура должен быть не менее 90°. Детонация шнура вызыва- ется капсюлем-детонатором при огневом взрывании или электродетонатором при элек- тричеством взрывании. Соединение детонирующего шнура с детонатором должно произ- водиться по типу накладного сростка на расстояния 10-15 см, от конца отрезка шнура. Все основные данные о проходческих работах приводятся в паспорте буровзрыв- ных работ. Паспортом буровзрывных работ (БВР) называют инструктивную карту (техни- ческий документ), определяющую основные параметры взрыва: число, направление и глубину шпуров, массу зарядов и последовательность их взрывания, схему и расчет электровзрывной сети, материал и размер забойки, указания о месте укрытия взрывников и рабочих, продолжительность проветривания забоя горной выработки после взрыва, ме- ры техники безопасности. Паспорт БВР определяет порядок выполнения взрывных работ. К паспорту БВР прикладывается схема расположения шпуров на забое горной выработки. Паспорт буровзрывных работ. 1 Тип выработки 2 Площадь сечения выработки 3 Длина выработки 4 Категория пород 5 Коэффициент крепости 6 Тип вруба 7 Общее количество шпуров - в т.ч. врубовых - вспомогательных - оконтуривающих 8 Угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя 9 Глубина шпуров: - врубовых - вспомогательных - оконтуривающих 10 Длина шпуров: - врубовых - вспомогательных - оконтуривающих 11 Длина заходки 12 Количество заходок на всю выработку 13 Коэффициент использования шпуров 58 14 Взрывчатое вещество 15 Средства взрывания: - электродетонаторы - проводники 16 Способ взрывания 17 Источник тока 18 Расход ВВ - на одну заходку - на всю выработку 19 Расход СВ - на одну заходку: - на всю выработку: 20 Величина заряда - в каждом врубовом шпуре - в каждом вспомогательном шпуре - в каждом отбойном шпуре 21 Расход СВ - в каждом врубовом шпуре - в каждом вспомогательном шпуре - в каждом отбойном шпуре 22 Длина зарядки - в каждом врубовом шпуре - в каждом вспомогательном шпуре - в каждом отбойном шпуре 23 Длина забойки - в каждом врубовом шпуре - в каждом вспомогательном шпуре - в каждом отбойном шпуре 4.5 Технология проведения взрыва и техника безопасности Бурение шпуров производят в соответствия с паспортом БВР для данного забоя. Взрывник перед взрыванием должен проверить глубину, угол наклона и правильность размещения шпуров. Если они не соответствуют паспорту, взрывник не должен произво- дить зарядку шпуров. Длину шпуров измеряет алюминиевым или деревянным забойником длиной 2-2,5м. Взрывные работы состоя ив следующих операций: 1/ изготовление зажигательной трубки при огневом способе 2/ изготовление боевого патрона, 3/ очистки пробуренных шпуров от буровой муки, 4/ зарядки и забойки шпуров, 59 5/ взрывание шпуров. Изготовление зажигательной трубки производятся в специальном помещении или в специально отведенном месте. Столы, на которых готовят зажигательные трубки, должны быть обшиты войлоком и брезентом или резиной в толщину не менее 3 мм. Сто- лы должны иметь бортики для предохранения капсюлей от падения. Шнур режут на отрезки, соответствующие глубине шпура и глубине расположения боевого патрона. Но, как уже отмечалось, минимально допустимая длина отрезка шнура должна быть не менее 1 м. При этом длина отрезка шнура, которая выходит за пределами шпура, должна быть не короче 15 см. Концы шнуров, подлежащие вводу в детонатор, должны отрезаться под прямым углом, чтобы они плотно прилегали к чашечке капсюля- детонатора. Другие концы шнура - наискось, чтобы лучше обнажить поверхность порохо- вой сердцевины и облегчить ее поджигание. Перед тем, как вставить отрезок шнура в капсель-детонатор, необходимо проверить чистоту внутренней поверхности гильзы. Посторонние частицы следует удалить, посту- кивая открытым дульцем о ноготь пальца. Продувать капсюль нельзя. Конец отрезка шну- ра вставляют в капсель-детонатор до отказа, после чего капсюль-детонатор обжимают специальными щипцами на расстоянии не более 5 мм от края гильзы. Если при изготовле- нии зажигательной трубки используют детонатор в бумажной гильзе, то после вставки в него огнепроводного шнура, дульце затягивают суровой ниткой на расстоянии не более 10 мм от края, делая при этом не менее двух петель. В зажигательных трубках, предназначенных для работ в мокрых забоях, место со- единения шнура с капсюлем обматывают прорезиненной лентой или покрывают масти- кой. Изготовление боевых патронов производят только на месте взрывания и в коли- честве, требующемся только для данного забоя. Патрон ВВ, предназначенный для изготовления боевика, нужно размять руками и развернуть бумажную оболочку на торце. Затем в патроне по его длинной оси деревянной или медной наколкой нужно сделать углубление, необходимое для помещения капсюля- детонатора зажигательной трубки. Капсюль-детонатор вводят на полную длину. После введения капсюля в патрон края оболочки необходимо собрать в складки и завязать шпа- гатом вместе со шнуром зажигательной трубки. При изготовлении боевых патронов для работ в мокрых забоях место ввода в них детонатора должно быть изолировано мастикой. Соединение электродетонатора с патроном ВВ производится аналогично. Однако для того, чтобы натяжение детонаторов проводников не передавалось бы на сам детона- тор, патрон вытягивается петлей из детонаторных проводников, а детонатор устанавлива- ется в патроне только после этого. 60 Монтаж взрывной сети начинают только после полного окончания заряжания за- рядов и забойки всех шпуров или скважин. Монтаж цепи производят всегда от зарядов к источнику тока. Очистка шпуров от буровой муки /шлама/ производится бурильщиком. Но если взрывник обнаружит шпур, плохо очищенный от буровой муки и грязи, то очистку шпура обычно он производит сама. Зарядка не производится до тех пор, пока шпур не будет очищен. Для очистки шпуров применяют специальные ложки, скребки или совки. При наличии сжатого воздуха или водопровода продуваются или промываются. Заряжание и забойка шпуров. Прежде чем приступить к заряжанию шпуров взрывник должен убедиться в том, что в пределах опасной зоны отсутствуют люди. Ради- ус опасной зоны должен быть не менее 200 м ,в подземных выработках это расстояние может быть иным, но каждый раз оно связывается с безопасностью для людей и конкрет- ной обстановкой. Безопасные расстояния для всех механизмов определяются соответ- ствующими инструкциями и положениями Правил техники безопасности. В необходимых случаях для ограждения опасной зоны выставляются посты охраны. Убедившись в том, что в пределах опасной зоны никого нет, а забой подготовлен к взрыванию, взрывник подает первый предупредительный сигнал /один продолжительный сигнал свистком или сиреной/ и приступает к заряжению шпуров. Для обеспечения хорошей плотности заряжания рекомендуется надрезать оболоч- ку патронов ВВ. Надрезанные патроны аммиачно-селитренных ВВ и приравненных к ним вводят в шпур по одному и прижимают забойником. При этом надрезанные места обо- лочки разрываются, патрон расширяется и лучше заполняет сечение шпура. При заряже- нии восстающих шпуров оболочку патрона надрезать нельзя, нельзя также надрезать обо- лочку патрона-боевика. Патроны динамита также не подрезаются, но без того уплотня- ются достаточно хорошо. Если вес шпурового заряда значительно отличается от веса стандартных патронов ВВ /одного или нескольких/, то патроны аммиачно-селитренных ВВ можно резать на ча- сти для того, чтобы довести вес шнурового заряда до нужной величины. Производить то же самое с патронами динамита не желательно, хотя существующие Правила безопасно- сти и допускают резку динамитных патронов костяным или медным ножом. Экссудиро- нанные, замерзшие иполузамерашие динамиты резать нельзя. Патрон-боевик вводят в шпур последним, вводить его нужно очень осторожно, следя за тем, чтобы не нарушить зажигательной трубки или детонаторных проводников электродетонатора. Боевой патрон нельзя уплотнять забойником, так как при этом он мо- жет взорваться. 61 Едиными правилами безопасности при ведении взрывных работ предписывается обязательное применение забойки. Качественная забойка способствует повышению эф- фективности взрывных работ, снижению расхода ВВ и увеличивает безопасность в произ- водстве работ. В качестве забоечного материала применяется сухая или влажная смесь глины с песком (в соотношении 1:3), песок, породная мелочь, глина или любые другие негорючие порошкообразные или пластичные материалы. В мокрых выработках, направленных вниз, для этих целей используется также и вода. Для забойки горизонтальных и направ- ленных вверх шпуров изготавливают из забоечного материала пыжи длиной около 150мм. Забойкой заполняют все свободное пространство шпура вплоть до его устья. Первые пы- жи забойки вводят без уплотнения, а следующие - со слабым нажатием забойника. Длина забойки должна составлять не менее 30% от общей длины шпура, а в выработках опас- ных по газу или пыли - не менее 50%. |