14.6 Дополнительные меры безопасности

Все работы связанные с доставкой, хранением ВМ и производством взрывных работ выполняются в соответствии с "Едиными правилами безопасности при взрывных работах" Москва, НПО ОБТ 1992г. и "Типовой инструкцией по безопасности при металлообработке с использованием энергии взрыва" Москва, Госгортехнадзор СССР, 1977г.

К проведению взрывных работ допускаются сотрудники БГТУ, назначенные приказом Ректора.

Все лица участвующие в проведении взрывных работ проходят инструктаж по технике безопасности при проведении взрывных работ, что фиксируется в журнале под роспись.

БГТУ обеспечивает оснастку и технические средства, а также выполняет необходимые работы для:

- безопасной работы взрывников при заряжании и взрывании;

- защиты объектов попадающих в опасную зону взрыва;

- работы постов оцепления на воде.

14.7 Расчет параметров безотказного взрывания

Для проведения взрывных работ могут применяться автономные приборы взрывания и сетевые взрывные приборы. Автономные приборы взрывания имеют собственный источник энергии, сетевые приборы получают энергию от осветительных или силовых сетей электрических установок или передвижных электростанций.

К автономным взрывным приборам относятся:

- конденсаторные приборы (ток для воспламенения ЭД дает конденсатор, заряженный от собственной батареи);

- батарейные приборы (ток для воспламенения ЭД поступает непосредственно от гальванической или аккумуляторной батареи).

В конденсаторных взрывных приборах и машинках источником тока для воспламенения ЭД служит заряженный конденсатор.

Принцип действия рассматриваемых приборов и машинок заключается в относительно медленном (в течение 10 – 20 с) накоплении в конденсаторе накопителе электрической энергии, получаемой в процессе зарядки от маломощного первичного источника энергии, и в быстрой (в течении нескольких миллисекунд ) отдаче запаса энергии во взрывную сеть.

Электровзрывные сети имеют очень небольшую индуктивность и емкость, поэтому можно считать, что они обладают только активным сопротивлением. В этом случае значение тока, посылаемого конденсатором во взрывную сеть в данный момент времени, может быть определено из выражения

, А (18)

где U – напряжение, до которого был заряжен конденсатор, В;

R – сопротивление взрывной сети, Ом;

С – емкость конденсатора-накопителя, Ф;

t – время, прошедшее от начала разряда конденсатора, с;

е – основание натуральных логарифмов.

При этом в момент включения взрывной сети (при t = 0) ток в сети будет иметь максимальное значение равное U/R.

Импульс тока, посланный конденсатором во взрывную сеть за время t, может быть определен из выражения

, А² × с (19)

Из выражения 19 можно получить зависимости для определения основных параметров конденсатора-накопителя С взрывного прибора (машинки) для обеспечения безотказного воспламенения электродетонатора ЭД-8-Э (Ж), выпускаемых промышленностью по ГОСТ 9089-75.

При использовании конденсаторных взрывных приборов для безотказного взрывания должно быть выполнено следующее условие:

- Конденсатор-накопитель взрывного прибора должен быть способен послать во взрывную сеть импульс тока не меньше импульса воспламенения ЭД, причем ток в конце этого импульса должен быть не менее минимально допустимого значения.

Таким образом, для выбора параметров конденсатора-накопителя необходимо определить:

- электрические параметры взрывной цепи (полное сопротивление взрывной цепи R_ВЦ);

- импульс воспламенения ЭД.

Полное сопротивление взрывной цепи определяется из условия безопасного взрывания:

R_БВУВ – безопасный радиус по действию воздушной ударной волны;

R_БРО – безопасный радиус по разлету осколков.

Значения безопасного радиуса по действию воздушной ударной волны приведены в таблице № 3.

Значения безопасного радиуса по разлету осколков приведены в таблице № 6 (для веса осколка 50 г).

В качестве безопасного радиуса принимаем MAX значение радиуса R_БЕЗ = 550 м.

Исходные данные для расчета взрывной сети

Магистральный взрывной провод – СП-2 ГОСТ6323-71

- длина провода – 550 м;

- сечение жилы – 0,75 мм²;

- сопротивление 1 км провода при +20^оС – 25 Ом.

Участковый взрывной провод – ПР ГОСТ1977-68

- длина провода – 25 м;

- сечение жилы – 0,5 мм²;

- сопротивление 1 км провода при +20^оС – 100 Ом.

Сопротивление ЭД – 4 Ом.

Расчет электровзрывной сети

R_{МАГ 1}

R_УЧ1

R_ЭД

R_{МАГ 2} R_УЧ2

R_ВЦ = R_{МАГ 1} + R_{МАГ 2} + R_{УЧ 1} + R_{УЧ 2} + R_ЭД

R_ВЦ = 25×0,55 + 25×0,55 + 100×0,025 + 100×0,025 +4 = 36,5 Ом

Характеристики ЭД-8-Э ГОСТ 9089-75

- электрическое сопротивление – 2,0 – 4,0 Ом;

- безопасный ток – 0,2 А;

- безопасный импульс воспламенения – 0,6 А² мс;

- импульс воспламенения (не более) – 2 А² мс;

- безотказный ток – 1 А.

Значения импульса воспламенения ЭД полученные при проведении ПСИ партий ЭД на различных заводах изготовителях приведены в таблице № 7

Таблица № 7

Параметры КВ	Заводы
	А	Б	В	Г
КВ MAX, А2 мс	1,213	1,165	1,009	1,040
КВ MIN, А2 мс	0,823	0,739	0,751	0,687
КВ MAX - КВ MIN, А2 мс	0,39	0,426	0,258	0,353

Исходные данные для расчета параметров безотказного взрывания:

Сопротивление взрывной цепи - R_ВЦ = 36,5 Ом;

Импульс воспламенения ЭД - К_{В MAX} = 1,213 ×10^-3 А²с;

Конденсатор-накопитель 4,7 мкФ×160В (200В, 250В).

Из выражения (19) можно получить следующие зависимости для расчета параметров безотказного взрывания:

- время, в течение которого конденсатор-накопитель отдаст во взрывную цепь импульс тока К_{В MAX}

, с (20)

- ток в конце импульса воспламенения

, А (21)

- допустимое сопротивление взрывной цепи

, Ом (22)

- необходимую емкость конденсатора-накопителя

, Ф (23)

- напряжение, до которого должен быть заряжен конденсатор-накопитель

, В (24)

Расчет параметров безотказного взрывания

= 114,218×10^-6 с

= 2,25 А

Условие безотказности выполняется i_КВ > I_БЕЗ 2,25 > 1

= 45 Ом

Условие безотказности выполняется R > R_ВЦ 45 > 36,5

=0,003648 Ф (3,648 мкФ)

Условие безотказности выполняется С_КН > С 4,7 > 3,648

= 142 В

Условие безотказности выполняется U_КН > U 160 > 142

Таким образом, конденсатор-накопитель С_КН 4,7 мкФ ×160 В позволяет произвести безотказное взрывание взрывной цепи с сопротивлением R_ВЦ = 36,5 Ом.

На рис. 16 приведен график зависимости i = f (t).

На рис.17 показаны конденсаторы-накопители, используемые во взрывных цепях.

На рис.18 показана конденсаторная взрывная машинка КПМ-1А.

Технические характеристики конденсаторной взрывной машинки КПМ-1А:

- максимальное количество одновременно взрываемых ЭД нормальной чувствительности при их последовательном соединении – 100 шт.;

- номинальное сопротивление взрывной цепи при последовательном соединении ЭД – 300 Ом;

- номинальная емкость конденсатора-накопителя С = 2 мкФ × 1850 В;

- величина расчетного взрывного импульса тока К_В - более 3 А²мс.

Применяемая при взрывании конденсаторная взрывная машинка позволяет осуществить безотказное взрывание.

Рис.16

Рис.17 Конденсаторы-накопители

Рис.18 Конденсаторная взрывная машинка КПМ-1А

Приложения

к