Огневое инициирование зарядов

 

Огнепроводный шнур (ОШ), рис.22, представляет собой спрессованную из дымного пороха и добавок пластификатора сердцевину с центральной направляющей нитью, закрытую нитяной оплеткой с гидроизоляционным слоем. Внешний диаметр шнура 5,5 мм. В соответствие с требованиями "Единых правил безопасности при взрывных работах" отрезок ОШ длиной 60 см должен сгорать за 60-68 с.

Основные виды ОШ: экструзионный ОШЭ в полиэтиленовой оболочке, асфальтированный ОША предназначены для сухих и влажных забоев, пластикатный ОШП – для обводненных забоев, двойной асфальтированный ОШПА предназначен для мокрых забоев.

Рис.22 Огнепроводный шнур:

1 – направляющая нитка; 2 – пороховой сердечник; 3 – оплетка; 4 – гидроизоляция.

 

Капсюль-детонатор, рис.23, представляет собой цилиндрическую гильзу (медную, алюминиевую или биметаллическую) диаметром 6 – 7 мм и длиной 48–51 мм, снаряженную зарядами первичного инициирующего ВВ: гремучая ртуть (0,5 г), ТНРС (0,1 г), азид свинца (0,2 г) и вторичного инициирующего ВВ – тетрила (или гексогена) массой 1 г.

 

Рис.23 Капсюль-детонатор гремучертутнотетриловый № 8С (а) и азидотетриловый № 8А (б): 1 – гильза; 2 – гремучая ртуть; 3 – ТНРС; 4 – азид свинца; 5 – тетрил; 6 – чашечка; 7 – кумулятивная выемка.

 

В капсюлях-детонаторах заряд первичного инициирующего ВВ выбирается таким, чтобы вызвать детонацию во вторичном инициирующем ВВ. Заряд вторичного ВВ подбирается из условий безотказного инициирования зарядов порошкообразных промышленных ВВ. Для усиления инициирующей способности дно КД имеет кумулятивную выемку.

В настоящее время используют следующие КД: №8М в медной гильзе, №8Б в бумажной гильзе, №8С в биметаллической гильзе. Капсюли-детонаторы, снаряженные азидом свинца, немного мощнее гремучертутных, имеют высокую чувствительность к трению, удару, сжатию и огню.

Зажигательные патроны, рис.24, применяют для группового взрывания зарядов ВВ путем зажигания 10–38 зажигательных трубок или отрезков ОШ. Зажигательная смесь состоит из 85% мелкозернистого пороха, 5% канифоли и 10% парафина. Длина зажигательного ОШ составляет 15–25 см. Едиными правилами безопасности при ведении взрывных работ огневой способ взрывания в угольных и сланцевых шахтах запрещен к применению.

Рис.24 Зажигательный патрон:

1 – гильза; 2 – зажигаемые отрезки ОШ, идущие к зарядам ВВ; 3 – поджигающий ОШ; 4 – фиксирующий шпагат; 5 – зажигательный состав (толщина слоя 2.3 мм).

 

4.2.2 Система "НОНЕЛЬ"

Все современные неэлектрические системы инициирования полностью безопасны к различного рода электромагнитным наводкам и, при этом, позволяют создавать схемы взрывания зарядов с практически неограниченными возможностями управления процессами разрушения массивов горных пород. Основным элементом системы "НОНЕЛЬ" является полый пластиковый шнур-волновод, внутренняя поверхность которого покрыта тонким слоем взрывчатой смеси. При инициировании воздушная ударная волна распространяется по каналу шнура со скоростью 2 км/с. Ударная волна передает энергию, которой достаточно для инициирования КД, закрепленного на одно из концов шнура-волновода (рис.25).

Шнур “НОНЕЛЬ”, выполненный в виде пластиковой трубки (внешний диаметр 3 мм, внутренний – 1,5 мм), не имеет взрывчатых свойств, он не при каких условиях не возбуждает детонацию ни в одном из ВВ, которые используются на практике. Шнур не взрывается ни от удара, ни от воздействия огня. При передаче ударной волны шнур не разрушается, выполняя роль только лишь проводника сигнала.

Шнуры серии НD имеют повышенную прочность на разрыв, износостойкость и сохраняют свою работоспособность до температур +50°С. КД “НОНЕЛЬ” представляет собой алюминиевую гильзу, в середине которой находится чувствительное к огню первичное инициирующее ВВ, вызывающее детонацию во вторичном бризантном ВВ.

Достоинства системы "НОНЕЛЬ" - это безразличие к действию блуждающих токов, электростатических зарядов и электромагнитных полей в диапазоне разных частот;

- повышение продуктивности вследствие ускорения подготовки взрыва;

- снижение стоимости взрывных работ;

- высокая надежность.

Недостатки системы "НОНЕЛЬ" – это невозможность проверки целостности взрывной сети;

- многоэлементность.

Неэлектрическая система "НОНЕЛЬ" предназначена для открытых и подземных взрывных работ, в том числе и в условиях шахт, опасных по взрыву газа или пыли.

4.2.3 Система "ОПСИН"

 

В системе лазерного инициирования "ОПСИН", рис.26, передача энергии от лазера к оптическим детонаторам осуществляется с помощью световодов либо непосредственно через воздушную атмосферу.

Области применения новой прецизионной системы ОПСИН:

- производство массовых взрывов шпуровых и скважинных зарядов, сварка, гравировка, компактирование взрывом; упрочнение изделий со сложным рельефом поверхностей; взрывные работы в стеснённых условиях городов, производственных предприятий и т.п. Получение профилированных детонационных волн (плоских, сферических, цилиндрических и др.), которые невозможно реализовать при использовании традиционных средств инициирования. Испытания конструкций корпусов ракет на предмет устойчивости к импульсному воздействию рентгеновских и ультрафиолетовых излучений боевых лазеров и т.д.

Система обеспечивает особо высокие уровни безопасности и точности управления многозарядного взрывания.

Высокая безопасность обусловлена использованием специальных взрывчатых составов (ВС), высокочувствительных к воздействию характерного импульса лазерного излучения и имеющих низкую чувствительность к механическим и тепловым воздействиям.

Высокие точность управления обеспечивается за счёт:

- малого времени задержки срабатывания ВС (£10^–6 с);

- программируемого управления работой отдельных каналов лазерного устройства, обеспечивающего подачу лазерной энергии в локальные участки

оптоволоконной кабельной сети;

Рис.25 Соединительный блок и последовательность его монтажа в системе НОНЕЛЬ: а) – общий вид соединительного блока; б) – подключение шнуров-волноводов к соединительному блоку; в) – соединительный блок в зборе с четырьмя шнурами-волноводами; 1 – шнур-волновод; 2 – неэлектрический капсюль-детонатор; 3 – соединительный блок; 4 – заслонка; 5 – крышка; 6 – выводные шнуры для подключения к скважинным зарядам; 7 – внутрискважинный шнур "НОНЕЛЬ" для замедленного взрывания зарячдов ВВ; 8 – скважина.

 

Рис.26 Схема устройства оптического детонатора (ОД):

1 – алюминиевая трубка; 2 – втулка; 3 – вторичное инициирующее ВВ; 4 – стакан с первичным инициирующим ВВ (светочувствительное ВВ); 5 – канал для установки световода; 6 – световод; 7 – пиропатрон.

 

- поверки целостности оптоволоконной сети перед взрыванием за счёт измерения уровня лазерного излучения малой мощности отраженного от поверхности высокочувствительного взрывчатого состава оптических детонаторов.

 

Система «Прима-ЭРА»

 

Для исключения недостатков традиционных средств инициирования ВВ разработана неэлектрическая система инициирования (НСИ) Прима-ЭРА. Система Прима-ЭРА является водостойкой с повышенной безопасностью по производству и применению, предназначена для инициирования промежуточных детонаторов и патронов боевиков при ведении взрывных работ на дневной поверхности, в забоях подземных выработок (в рудниках и шахтах, не опасных по газу и пыли), при строении тоннелей, а также под водой. Позволяет создавать схемы мгновенного и замедленного взрывания с широким диапазоном интервалов замедления.

По заказу потребителя НСИ Прима-ЭРА может комплектоваться различными типами элементов: Прима-ЭРА-С соединитель (коннектор), Прима-ЭРА-Д детонатор, Прима-ЭРА-СД двойная, Прима-ЭРА-Т (Прима- ЭРА -Тм) тоннельная.

Прима-ЭРА-С соединитель (коннектор) поверхностная, представляет собой комплект, состоящий из капсюля-детонатора (КД) №6 с замедлением 0, 9, 25, 42, 67, 109 и 176 мс со стандартным интервалом замедления и волновода. Система предназначена для передачи и распределения инициирующего импульса при ведении взрывных работ на дневной поверхности, на открытых горных разработках.

Конструкция пластикового коннектора позволяет производить коммутацию до шести волноводов, а также при необходимости проводить перекоммутацию сети, выполнять работы в зимнее время и обеспечивать исключение разрушения поверхностной коммутирующей цепи.

Прима-ЭРА-Д детонатор внутрискважинная, представляет собой комплект, состоящий из КД №8 с замедлением от 0 до 400 мс с интервалом 100 мс, от 400 до 500 мс с интервалом 25 мс и волновода. Предназначена для инициирования промежуточных детонаторов и патронов-боевиков при взрывании скважинных зарядов.

Прима-ЭРА-С и Прима-ЭРА-Д предназначены для совместного использования при коммутации взрывной сети приведении взрывных работ на дневной поверхности.

Прима-ЭРА-СД двойного действия, представляет собой комплект, состоящий из КД № 6 с замедлением аналогично Прима-ЭРА-С, оснащенного соединителем (коннектором) соответствующего цвета и КД №8 с замедлением аналогично Прима-ЭРА-Д, соединенных между собой волноводом. Конец системы с КД №8 используется внутри скважины, а конец системы с КД №6 с помощью коннектора соединяется со следующим волноводом системы для коммутации взрывной сети.

Прима-ЭРА-Т тоннельная представляет собой комплект, состоящий из КД №8 с замедлением от 100 до 400 мс с интервалом 100 мс, от 400 до 500 мс с интервалом 25 мс, от 500 до 6000 мс с интервалом 500 мс, от 6000 до 9000 мс с интервалом 1000 мс и волноводом. Система предназначена для ведения взрывных работ в подземных горных выработках не опасных по газу и пыли.

Волновод системы Прима-ЭРА предназначен для передачи детонационной волны от инициирующего устройства к капсюлю-детонатору и представляет собой полую пластиковую трубку голубого, желтого или оранжевого цвета с наружным диаметром (3,00±0,15) мм. На внутреннюю поверхность трубки нанесено активное вещество массой 20 мг/п. м длины, обладающее скоростью передачи импульса до 2000 м/с.

Структура волновода обеспечивает ему прочностные качества при линейных нагрузках до 120 кг. При деформации в 200% сохраняется стабильность волновода к передаче инициирующего импульса. Эта способность волновода сохраняется и в случае неоднократного его перегиба и завязывания узлом. Возбуждение инициирующего импульса в волноводе может осуществляться от стандартных капсюлей-детонаторов типа КД №6, КД №8, электродетонаторов, детонирующих шнуров с навеской не менее 6 г/м, а также от высокоэнергетической искры мощностью не менее 5 Дж.

Для инициирования промышленных взрывчатых веществ в скважинах и шпурах применяются промежуточные детонаторы и патроны боевики, собранные с НСИ в качестве промежуточных детонаторов и патронов боевиков могут использоваться двухканальные шашки-детонаторы типа "Т", "ТГ", а также одноканальные шашки-детонаторы типа Т-400Г, патроны аммонита № 6ЖВ и патронированные эмульсионные ВВ кл.1.1.

НСИ Прима-ЭРА в отличие от применяемых традиционных средств инициирования обеспечивает повышенную безопасность. Благодаря низкой чувствительности к блуждающим токам, она позволяет производить взрывные работы без обесточивания энергетического оборудования.

Преимуществами НСИ. Прима-ЭРА является низкая чувствительность к механическим воздействиям, простота и надежность монтажа взрывной сети, повышенная безопасность при хранении, транспортировании и использовании. НСИ Прима-ЭРА позволяет создавать схемы короткозамедленного взрывания зарядов с практически неограниченными возможностями управления процессами разрушения массивов горных пород, эффективно снижать сейсмическое и воздушно-ударное действие взрыва и одновременно улучшает результаты взрывных работ.

При инициировании относительно нечувствительных взрывчатых веществ, таких как эмульсионные ВВ, детонирующий шнур может способствовать нежелательному уплотнению и выжиганию взрывчатых веществ, что снижает эффективность их применения. В отличии от детонирующего шнура НСИ не разрушает и не уплотняет ЭВВ, соответственно, использование НСИ позволяет повысить эффективность их применения при ведении горных работ.