Лекция 3(1-5)

1)в чем принцип работы способа взрывания зарядов ВВ с помощью электродетонаторов?

При взрывании с помощью электродетонаторов (ЭД) импульс тока подается из укрытия или из безопасного расстояния. Однако и этот способ взрывания имеет свои опасности. Прежде всего это возможность попадания в электровзрывную сеть блуждающих токов и, как результат, преждевременного взрывания зарядов.

2)по каким параметрам различают электродетонаторы?

Под параметрами электродетонаторов понимают величины, которые характеризуют их основные свойства. К важнейшим параметрам электродетонаторов относят импульс воспламенения, сопротивление, безопасный ток, длительный воспламеняющий ток, гарантийный ток и импульс плавления.

Величина, обратная импульсу воспламенения, называется чувствительностью электродетонатора.

В соответствии с техническими требованиями различают электродетонаторы нормальной чувствительности (Кв=3÷8 Ав2∙мс), пониженной чувствительности (Кв=50 Ав2∙мс) и весьма низкой чувствительности (Кв=1100÷2500 Ав2∙мс).

Сопротивление электродетонатора — суммарное значение сопротивлений мостика накаливания и выводных проводов. Этот параметр широко используется на практике, так как позволяет обнаружить при контроле возможные неисправности в электровоспламенителе (обрыв мостика, замыкание в проводах и т. п.).

3) что такое гарантийный ток?

Гарантийный ток — минимальный ток, который, протекая через последовательно соединенные электродетонаторы, вызывает воспламенение всех электродетонаторов. Гарантийный ток по величине больше минимального длительного воспламеняющего тока. Следует помнить, что гарантийный ток неодинаков для постоянного и переменного тока.

4)основные требования, предъявляемые ЕПБ при взрывании с применением электродетонаторов.

требования Единых правил безопасности при взрывных работах, подлежащих выполнению до начала заряжания шпуров. К числу этих требований относятся: забой должен быть хорошо проветрен; мастер-взрывник или лицо технического надзора обязано произвести замер содержания метана в забое и делать эти замеры перед заряжанием и взрыванием каждой серии зарядов (приемов); на шахтах, опасных по взрыву угольной пыли, должны быть проведены меры борьбы с возможным взрывом угольной пыли (предварительное нагнетание воды в пласт, орошение водой со смачивателями или осланцевание подготовительного забоя и прилегающих к нему на протяжении 20 м выработок).

5)устройство электродетонатора мгновенного действия

электродетонаторы мгновенного действия с константановым мостиком накаливания с нулевыми замедлениями во избежание отказов вследствие разрывов цепи при взрывании первого детонатора, когда ток в цепи еще слишком мал для возбуждения всех детонаторов.

Лекция 3 (6-18) 6. Электродетонаторы короткозамедленного действия (ЭДКЗ) по конструкции аналогичны ЭДЗД (замедленного действия) и состоят из электровоспламенителя, замедлителя и детонатора, смонтированных в одной гильзе .Необходимое замедление (до 250 мс) достигается подбором состава замедлителя и его высотой столбика. В качестве замедлителей применяют составы, сгорающие с образованием только твердых веществ (например, свинцовый сурик с кремнием и др.), время срабатывания ЭДКЗ указывают на донышке гильзы или металлической бирке, прикрепленной к концевым проводам. 7. Электродетонаторы замедленного действия (ЭДЗД) взрываются через строго определенный промежуток времени (0,5-10 с) после пропускания электрического тока через мостик накаливания. Замедляющее устройство представляет собой гильзу с медленно горящим составом, расположенную между воспламенительным составом и чашечкой капсюля-детонатора. Промышленность выпускает ЭДЗД с замедлением 0,5; 0,75; 1; 2; 4; 6; 8 и 10 с. 8. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ВЗРЫВАНИЕ— способ взрывания с помощью электрических средств инициирования, включённых вэлектровзрывную сеть. При электрическом взрывании заряд взрывчатых веществ инициируется электродетонаторами (ЭД), электротермическими элементами, электрозажигательными трубками и патронами, начальным импульсом которых служит электрический ток. Для контроля состояния ЭД и электровзрывной сети используются взрывной омметр, взрывной испытатель токопроводимости, испытатель прибора взрывания, прибор контроля параметров взрывного импульса тока. Электровзрывание включает в себя последовательные операции: проверку исправности ЭД и подбор их по сопротивлению, выбор схемы соединения электровзрывной сети, её расчёт, набор необходимого комплекта ЭД; изготовление патронов-боевиков; заряжание и забойку шпуров(скважин); монтаж электровзрывной сети; контроль исправности электровзрывной сети и соответствия её сопротивления расчётным данным; контроль исправности прибора взрывания и взрывание. После взрывания производятся осмотр забоя и обнаружение отказов.  9.

Порядок изготовления патрона боевика: разворачивается бумажная оболочка на конце патрона, делается углубление на длину детонатора или детонирующего шнура, которые вставляются в патрон, края оболочек патрона собираются в складки вокруг проводов детонатора или детонирующего шнура (огнепроводного) и обвязываются шпагатом. При этом детонатор вводится в патрон ВВ на полную длину независимо от применяемого ВВ.

Патроны-боевики необходимо изготавливать на месте взрывных работ, непосредственно перед заряжанием шпуров в количестве, не превышающем потребность в них для данной серии зарядов, взрываемых за один прием.

10. Электрический способ имеет ряд достоинств :

• осуществлять взрыв зарядов с безопасного расстояния или из укрытия

• контролировать исправность всей электрической сети, отдельных ее элементов и гарантировать безотказность взрыва

• производить взрыв в точно назначенный момент времени

• взрывать любое число зарядов одновременно или в разное время в любой желательной последовательности (очередности) однократным включением тока, т.е. производить взрыв с заданным замедлением

11. К недостаткам электрического способа взрывания следует отнести:

• большее время подготовки объекта к взрыву, чем при огневом способе взрывания

• использование более сложных средств и принадлежностей (источников тока, проводов, приборов), которое требует, соответственно. более квалифицированных взрывников

• сложность предотвращения преждевременных взрывов блуждающими токами и грозовыми разрядами

• уязвимость магистральных линий от огня противника

12. Огневой способ инициирования применяется в условиях, не опасных по взрыву газа или пыли, при наклоне выработки до 30° в условиях, не затрудняющих отход взрывника в укрытие, при дроблении негабаритов на карьерах, рыхлении грунтов и торфов, сооружении траншей, канав, при борьбе с лесными пожарами и пр. При огневом способе используются капсюли-детонаторы, огнепроводный шнур (ОШ), средства его поджигания, нож для резания ОШ, стержень из материалов, не дающих искры для создания углубления в патроне ВВ и размещения в нем капсюля-детонатора зажигательной трубки. Зажигательная трубка представляет собой капсюль-детонатор с закрепленным в дульце его отрезком ОШ которая вставляется в патрон ВВ, и эта конструкция называется патроном-боевиком.

13. КАПСЮЛЬ-ДЕТОНАТОР— устройство, предназначенное для возбуждения детонации зарядов взрывчатых веществ, детонирующих шнуров, промежуточных детонаторов и т.п. Входит в конструкцию промышленных электродетонаторов. Длявзрывных работ применяют капсюли-детонаторы со стальной, биметаллические (марка 8-С) или бумажной (8-Б) гильзой, имеющей кумулятивную выемку в донной части. Комбинированный заряд капсюлей-детонаторов размещается в гильзе и состоит из инициирующего взрывчатого вещества, запрессованного в выемку, и прессованной шашки бризантного взрывчатого вещества. Инициирующий импульс капсюля-детонатора служит эталоном для оценки чувствительности взрывчатых веществ к детонации и характеризует степень опасности в обращении с ними. На нефтегазовых промыслах в глубоких скважинах применяютсятермостойкие капсюли-детонаторы. 

14. ОГНЕПРОВОДНЫЙ ШНУР— предназначен для инициирования капсюля-детонатора при огневом взрывании. Состоит из сердцевины из слабо спрессованногодымного пороха с направляющей нитью, окружённой внутренней, наружной оплётками (льняной или хлопчатобумажной), пропитанными влагоизолирующим составом (смола, пек, парафин, пластмасса). По скорости горения различают нормально горящие (около 10 мм/с) и медленно горящие (около 5 мм/с) огнепроводные шнуры. В зависимости от наружного покрытия огнепроводные шнуры применяют в сухих (асфальтированный огнепроводный шнур), влажных (двойной асфальтированный огнепроводный шнур) и обводнённых горных породах (в пластмассовой оболочке).

Огнепроводный шнур не боится удара; зажигается спичкой, тлеющим фитилём, отрезками огнепроводного шнура, зажигательными или электрозажигательными патронами, электрозажигательной трубкой.

15. ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН— устройство, состоящее из влагоизолированной бумажной гильзы, на дне которой помещён слой уплотнённого зажигательного состава толщиной 2-3 мм. Открытый конец гильзы имеет прорези для удобства помещения в него пучка отрезков огнепроводного шнура.

Зажигательный патрон предназначен для группового их зажигания при огневом взрывании серий шпуровых зарядов в проходческих забоях шахт, не опасных по газу и пыли.

Применение зажигательного патрона позволяет ускорить и повысить безопасность группового огневого взрывания до 37 зарядоводновременно или с заданными интервалами, определяемыми длиной применяемых отрезков огнепроводного шнура.

16 . Система "НОНЕЛЬ"

Основным элементом системы "НОНЕЛЬ" является полый пластиковый

шнур-волновод, внутренняя поверхность которого покрыта тонким слоем

взрывчатой смеси. При инициировании воздушная ударная волна распростра-

няется 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. 3.6).

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 исполь-

зуются 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, износостой-

кость и сохраняют свою работоспособность до температур +50°С.

КД “НОНЕЛЬ” представляет собой алюминиевую гильзу, в середине ко-

торой находится чувствительное к огню первичное инициирующее ВВ, вызы-

вающее детонацию во вторичном бризантном ВВ. 17. Достоинства "НОНЕЛЬ"

􀂃 безразличие к действию блуждающих токов, электростатических заря-

дов и электромагнитных полей в диапазоне разных частот;

􀂃 повышение продуктивности вследствие ускорения подготовки взрыва;

􀂃 снижение стоимости взрывных работ;

􀂃 высокая надежность.

Недостатки "НОНЕЛЬ"

􀂃 невозможность проверки целостности взрывной сети;

􀂃 многоэлементность.

Неэлектрическая система "НОНЕЛЬ" предназначена для открытых и под-

земных взрывных работ, в том числе и в условиях шахт, опасных по взрыву газа

или пыли.

18. ЭЛЕКТРООГНЕВОЕ ВЗРЫВАНИЕ— способ огневого взрывания, при которомогнепроводный шнур зажигательной трубки воспламеняется с помощью электрических средств инициирования. Применяется главным образом при взрывании шпуровых и накладных зарядов на открытых и подземных горных разработках (кроме опасных по газу или пыли шахт и рудников), при геологоразведочных работах и в строительстве в тех случаях, когда отход взрывников по какого-либо причинам затруднён или невозможен.  Электроогневое взрывание, по сравнению с огневым, позволяет взрывать большее число зарядов в определённой последовательности, повысить производительность труда взрывников, обеспечить достаточную безопасность и эффективность работ.

19. Устройство электрозажигательного патрона.

Электрозажигательный патрон ЭЗ-ОШ-Б (рис. 3.8,а) состоит из бумаж-

ной гильзы с воспламенительной смесью и электрозажигателя.

Электрозажигательный патрон ЭЗП-Б (рис. 3.8,б) предназначен для за-

жигания нескольких отрезков ОШ в сухих и увлажненных условиях. Отрезки

ОШ вводят в патрон и закрепляют путем обжима резиновым кольцом на гильзе

патрона.

Рис. 3.8. Конструкции электрозажигательных патронов:

а – патрон ЭЗ-ОШ-Б: 1, 3 – обжимные металлические втулки;

2 – бумажная (металлическая) гильза; 4 – бумажная втулка; 5 – электровоспламенитель;

б – патрон ЭЗП-Б: 1 – электровоспламенитель; 2 – зажигательный состав;

3 – бумажная гильза с вырезами; 4 – резиновое кольцо; 5 – выводные провода;

6 – вставное дно гильзы

20. Строение детонирующего шнура

На рис. 3.9 показаны элементы ДШ. Сердцевину ДШ изготавливают из

ТЭНа с направляющими нитками или без них и покрывают оплетками из льня-

ных и хлопковых ниток. Для повышения водостойкости внешние оплетки шну-

ра покрывают воском или озокеритом. Шнур для подводного взрывания допол-

нительно прокрывают полихлорвиниловой оболочкой.

Рис. 3.9. Детонирующие шнуры ДША (а) и ДШВ (б):

1 – внешняя оплетка с двумя красными нитями 2; 3, 4 – льняные оплетки;

5 – хлопковая оплетка; 6 – ТЭН; 7 – направляющая нить; 8 – полиэтиленовая оболочка;

9 – армирующие капроновые нити

21. Основные схемы соединения ДШ

Отрезки ДШ между собой соединяют внакладку или внакрутку на длине

не менее 100 мм, рис. 3.10. Шнуры закрепляют изоляционной лентой, шпагатом

или скотчем. Наиболее надежным способом наращивания ДШ является их свя-

зывание морским узлом или петлей.

Рис. 3.10. Основные способы соединения ДШ при монтаже взрывной сети

22. Достоинства и недостатки взрывания с помощью ДШ

Достоинства взрывания с помощью ДШ:

• минимальная опасность выполнения заряжания и особенно ликвидации

отказов и простота их выполнения.

Недостатки взрывания с помощью ДШ:

• отсутствие приборного контроля исправности сети перед взрывом и

высокая стоимость ДШ.

Лекция 4

1. Сформулируйте основные положения гипотезы Малляра и Ле-Шателье.

Малляр и Ле-Шателье предположили, что действие взрыва заряда ВВ на

МВС (метано-воздушня смесь) прежде всего зависит от температуры продуктов взрыва. Они утверждали: МВС будет воспламеняться всегда, если температура продуктов взрыва (ПВ) превысит 2200°С, и не будет воспламеняться, если температура ПВ будет меньше температуры вспышки – 650°С. При температурах ПВ, соответствующих значениям величин, лежащих в диапазоне от 2200 до 650°С, воспламенение может произойти или не произойти в зависимости от того, успеют ли ПВ охладиться ниже температуры вспышки за время, меньшее, чем время задержки вспышки, соответствующее данной температуре. Изложенные соображения явились основой первой антигризутной (термической) гипотезы.

2. Какую массу заряда ВВ называют предельной?

предельный заряд – заряд, превышение массы которого вызывает воспламенение газовой смеси.

3. Сформулируйте основные положения гипотезы Одибера и ее отличия от гипотезы Малляра и Ле-Шателье?

Французский исследователь Е. Одибер, проводя эксперименты по вос-

пламенению МВС, установил, что при свободном падении частиц песка, нагретых до 900–1100°С, в МВС наблюдалось воспламенение. В связи с полученными результатами, Е. Одибер предположил, что воспламенение вызывается твердыми нагретыми частицами.

Вклад в развитие представлений о механизме воспламенения МВС сделал

Е. Одибер, предположив, что воспламенение зависит от общей энергии ПВ, либо от удельной энергии, приходящейся на один моль газообразных продуктов взрыва. Механизм процесса воспламенения МВС следующий. При взрыве заряда ВВ продукты взрыва, имеющие высокую температуру, смешиваются с МВС (поэтому механизм иногда называют "механизмом воспламенения путем смешения"). Если в процессе разбавления ПВ метано-воздушной смесью будет достигнута температура вспышки, то произойдет воспламенение МВС. Одибер показал также, что ВВ с положительным или отрицательным кислородным балансом являются опасными в отношении воспламенения метана. Наименьшую

опасность представляют ВВ с нулевым кислородным балансом.

4. Приведите примеры взрывоопасных пределов содержания метана в метановоздушной смеси?

Взрывоопасные пределы содержания метана в МВС

Давление, атм	Пределы содержания метана, %
1	4,5 – 14,2
60	4 – 52,9
Более 100	2 – 75

5. Какими параметрами характеризуется взрывоопасность МВС?

Взрывоопасность характеризуется температурой вспышки (ТВСП) и задержкой вспышки (τВСП).

6. Что понимают под термином «период индукции»?

Вспышка МВС происходит с некоторым замедлением, зависящем от тем-

пературы нагревания. Величина замедления (период индукции) с повышением температуры уменьшается.

7. Как влияет температура нагревания МВС на задержку вспышки?

Задержка вспышки в зависимости от температуры

Температура нагревания МВС, оС	Задержка вспышки
650 (минимальная температура воспламенения метано-воздушной смеси)	через 10 секунд происходит взрыв
750	через 1,8 секунды происходит взрыв
800	через 0,5 секунды происходит взрыв
2000	взрыв происходит практически мгновенно

8. Как вы понимаете механизм действия отрицательных катализаторов?

Действие солей (NаСl, КСl) как отрицательных катализаторов объясняет-

ся тем, что реакции окисления СН4 до СО2 и Н2О являются цепными и цепи обрываются на поверхности частиц указанных солей.

СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О.

9. Какие особенности взаимодействия молекул метана с кислородом воздуха?

Лекция 4

10. Цепная реакция –химическая реакция, в каждом элементарном акте которой появляется по крайней мере одна активная частица, что вызывает цепи превращений.

Цепи превращений – последовательность химических реакций, в которых продукты предыдущих стадий являются реагентами для последующих.

11. Период индукции в зависимости от типа отрицательного катализатора

Отрицательный Период индукции, с

Катализатор 750оС 800оС

NаСl 3,2 0,6

КF 7,1 0,92

КСl – 5,6

12. Некоторые главные факторы, влияние которых на зажигание МВС наибо-

лее заметно:

• воздушная ударная волна;

• раскаленные или горящие твердые частицы;

• горячие газообразные ПВ.

13. • иметь небольшую теплоту и температуру взрыва;

• иметь небольшую работоспособность – порядка 200–240 см3 при взрывании по углю, а в особо опасных забоях – 170 см3; 240–300 см3 – при взрывании по породе;

• энергия взрыва должны быть ограничена;

• ВВ должны хорошо детонировать;

• иметь кислородный баланс, близкий к нулю;

• в состав ВВ целесообразно вводить инертные вещества, обладающие в

то же время отрицательными каталитическими свойствами относительно реакции окисления метана;

• не должны содержать посторонних включений (металлических и др.),

способных гореть в воздухе с развитием высокой температуры.

14. предохранительные ВВ имеют свои, присущие только им особенности, благодаря которым они обеспечивают высокую степень безопасности при взрывных работах. Современные предохранительные ВВ, безопасные с точки зрения воспламенения МВС, можно считать безопасными и в отношении воспламенения пылевоздушной смеси.

15. По оценкам специалистов до 25% от количества случаев воспламенения МВС или ПВС в опасных выработках шахт являются взрывные работы. Анализ взрывов в шахтах показывает (опыт Украины и России), что главными причинами являются выгорание зарядов (~25%) и их обнажение (~25%),далее идут трещины в массиве пород (~20%), отсутствие или недостаточность забойки(~12%), низкая водоустойчивость зарядов.

16. Результаты показывают, что сжатие вещества ингибитора при детонации ВВ происходит под действием возникающей внем ударной волны. Величина давления, возникающая в кристаллах соли, оказывает существенное влияние на уровень предохранительных свойств ВВ, т. к. кристаллы соли-ингибитора под действием высокого давления становятся не способными тормозить цепные реакции окисления метана кислородом воздуха.

Лекция 5

1. • сосредоточенные (заряды, имеющие форму шара, куба, цилиндра и т.п.,

у которых отношение наибольшей стороны к наименьшей менее 3–5 единиц);

• удлиненные (цилиндрические заряды, у которых отношение длины к

диаметру превышает 3–5 единиц, такие заряды называют еще колонковыми);

• фигурные (условно образующие П-, Г-, Т-форму и другие заряды слож-

ной формы);

• листовые (отношение длины или ширины во много раз превышает тол-

щину, обычно это заряды пластического ВВ).

2. По положению:

• наружный или накладной (заряд, помещаемый на взрываемый объект,применяют в основном для дробления негабарита, обрушения козырьков на уступах, в операциях по металлообработке);

• внутренний (заряд, помещаемый внутрь взрываемого объекта – шпуры,

скважины, камеры; применяют для отбойки минерального сырья, с целью его дробления и последующей переработки; для проведения подземных горных выработок, сооружения каналов, траншей и т.д.).

По конструкции:

• сплошной (не разделенный промежутками);

• рассредоточенный (отдельные части которого разделены промежутка-

ми воздуха, измельченной породы, воды и т.п.)

3. • заряд камуфлета (при взрыве разрушение, измельчение и трещинооб-

разование происходят только вокруг места расположения заряда без проявления видимых разрушений на открытой поверхности,

• заряд откола (при взрыве происходит откол породы у открытой по-

верхности и разрушение вокруг заряда)

• заряд рыхления (дробление породы происходит в объеме, начиная от

места расположения заряда до открытой поверхности массива без ее выброса из зоны или воронки разрушения)

• заряд выброса (вызывает дробление и выброс породы за пределы во-

ронки взрыва)

4. Кумулятивный заряд – заряд ВВ с выемкой (конической, полусферической и др.) в основании, в результате взрыва которого газообразные продукты детонации образуют сходящийся к выемке поток, называемый кумулятивной струей.Кумулятивные заряды бывают цилиндрические и удлиненные. Применяются для разрушения металлических преград, горных пород и других материалов.Широко используются при проведении прострелочных работ в скважинах.

5. Геометрические параметры и форма образуемой воронки при взрыве заряда ВВ зависят от свойств взрываемой породы. Форму воронки взрыва обычно принимают в виде конуса с вершиной в центре заряда ВВ.

основными элементами воронки выброса являются:

• W – глубина заложения заряда или линия наименьшего сопротивления

(ЛНС);

• r – радиус основания воронки или радиус воронки взрыва;

• 2α – угол раствора воронки.

Показатель действия взрыва определяется из выражения

n = r/ W.

6. При проведении экспериментов по породам с f ≥ 12 установлено (исследования проведены Н. Налисько), что в качестве характеристики действия взрыва наиболее чувствительным параметром к изменению условий взрывания является глубина воронки выброса hВ, а не параметр n. При максимальном значении соотношения hВ/qЗ зависимость угла раскрытия α от глубины воронки.

ЛЕКЦИЯ 5 (7-15)

7. -