Файл: Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

шнура в любой точке обеспечивало бы взрыв всех его отрезков. Введение в заряды по нескольку ЭД, использование двойных взрывных сетей и в особенности дублирование детонирующим шнуром повышает стоимость взрывной сети и увеличивает время, необхо­

димое для ее монтажа.

Перечисленные выше взрывные сети имеют неодинаковую на­ дежность. Чтобы установить, в какой мере они могут обеспечить безотказное взрывание, ниже дан анализ этих взрывных сетей.

Свойства последовательных взрывных сетей. Появление в про­

стых

последователышх]?сетях

(см. рис.

69)

 

электродетопатора

со

 

 

 

 

скрытыми

дефектами

приводит

к

 

 

 

 

следующему.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При попадаппп в сеть дефект­

 

 

 

 

ного ЭД

п н з к о й

ч у в с т в и ­

 

 

 

 

т е л ь н о с т и

он

не

воспламе­

 

 

 

 

нится даже

 

при токе, значительно

 

 

 

 

превышающем

гарантийный.

Это

 

 

 

 

объясняется

тем, что

такой

ЭД

 

 

 

 

имеет

весьма

большой

импульс

 

 

 

 

воспламенения,

который

обычно

 

 

 

 

превышает импульс плавления

мо­

 

 

 

 

стика. Вследствие этого у дефект­

 

 

 

 

ного ЭД с низкой чувствитель­

 

 

 

 

ностью мостик перегорает без вос­

 

 

 

 

пламенения

головки

ЭВ.

В

про­

 

 

 

 

стой последовательной

 

сети

 

за­

 

 

1.023

 

ряды

имеют

по

одному

ЭД,

Рис.

90. Куммулятпвпая кривая

поэтому

заряд,

в который попал

распределения

значений

импульсов

дефектный

ЭД,

откажет.

 

 

 

воспламенения

для ЭД

завода /1

 

 

 

Прп появлении в сети дефект­

 

 

 

 

 

 

 

 

ного ЭД

с

н и з к и м

и м п у л ь ­

с о м

п л а в л е н и я

преждевременно

перегорит мостик. Вслед­

ствие этого во взрывную сеть успеет пройти лишь небольшой импульс тока, равный импульсу плавления мостика дефектного ЭД. Последнее объясняется тем, что при импульсе тока, равном импульсу плавления,

мостик перегорает

и дальнейшее прохождение тока

прекращается.

В результате

изложенного произойдет отказ

исправных ЭД,

у которых импульсы воспламенения превышают импульс плавления дефектного ЭД, и, как следствие этого, отказ всех зарядов, где находятся эти ЭД. При очень малой величине импульса плавления могут отказать все ЭД, включенные в сеть, в том числе и дефектный.

Допустим, что импульс плавления дефектного ЭД равен \ А2 -мс* (у исправных ЭД он составляет 5,5 А2 -мс), а распределение зна­ чений импульсов воспламенения соответствует куммулятивной кри­ вой (рис. 90), рассчитанной для ЭД, выпускаемых заводом А. При

* При испытаниях встречались дефектные ЭД с таким импульсом плавле­ ния мостика.

200


этом во взрывной сети может быть 61% ЭД с импульсами воспламе­ нения, превышающими 1 А2 -мс, которые и откажут пз-за недоста­ точности импульса тока. Вследствие этого откажет такое же число зарядов. Например, при взрывании 100 зарядов 61 из ппх может отказать.

При попадании в сеть дефектного ЭД с н и з к и м

в р е м е н е м

п е р е д а ч и произойдет преждевременный взрыв

ЭД и заряда,

в котором он паходится. Если дефектный ЭД будет иметь большую чувствительность, взрывная сеть ие успеет получить импульс тока, необходимый для воспламенения наименее чувствительных ЭД, и они откажут.

При взрывании постоянным током импульс, который успеет пройти во взрывную сеть до разрыва ее преждевременным взрывом,

может быть определен по формуле

 

 

 

Я = # о . Д е ф + / 2

е д е ф , А 2 - С ,

(IV.7)

где Кв д е ф и 0д е ф — импульс воспламенения и время

передачи

де­

фектного ЭД, А 2 - мс и с; I — воспламеняющий ток, А.

 

Допустим, что время передачи

дефектного ЭД

равно 0,2

мс

(у исправных ЭД минимальное время передачи составляет 0,6 мс). Если считать, что дефектный ЭД имеет минимальный импульс воспла­ менения 0,823 А 2 - мс, и полагать, что воспламенение производится постоянным током 1 А, взрывная сеть согласно формуле (IV.7) успеет получить лишь 1,023 А2 -мс. При таком импульсе тока у 50% ЭД импульс воспламенения будет больше поступившего во взрывную сеть нмпульса тока (см. рис. 90) и эти ЭД откажут. Следовательно, при взрывании 100 зарядов пятьдесят из них могут отказать.

Для устранения отказов по рассматриваемой причине, следует повысить воспламеняющий ток до величины, при которой импульс тока, поступивший во взрывную сеть, достигнет импульса воспла­ менения наименее чувствительного ЭД. При взрывании постоянным

током

этот

ток может

быть определен

по

формуле

 

 

 

 

 

/ ' =

т / " * » - т а х - . К в . д е ф t

^

 

( т у _ 8 )

 

 

 

 

'

° д е ф

 

 

 

 

где

Кв

т а х

— импульс

воспламенения

наименее чувствительного

ЭД, А2 '-с.

 

 

 

 

 

 

 

Для ЭД, выпускаемых заводом А, у которых Кв_ т а х =

1,213

А 2 Х

Хмс, по формуле (IV.8) получаем, что

ток

/ ' должен

быть

равен

1,34

А,

т. е. примерно на 40%

больше предусмотренного «Едиными

правилами безопасности при взрывных работах».

 

 

При взрывании переменным током величина тока Г,

при которой

будет обеспечено безотказное воспламенение всех ЭД, несмотря на попадание в сеть дефектного ЭД с низким временем передачи, зависит не только от величины последнего, но и от момента включения тока. Регламентированной «Едиными правилами безопасности при взрыв­ ных работах» величине гарантийного переменного тока (2,5 А)

201


соответствует момент воспламенения 1г 8,9 мс (см. рис. 56). Если сохранить ту же степень надежности, можно походить из того же

момента воспламенения и прп определении искомого тока

Тогда

по

формуле (11.52) для ЭД, выпускаемых

заводом А,

прп 0д е ф =

=

0,2 мс получается, ч т о / ' =

4,4 А. Таким образом, для рассматри­

ваемых условий

безотказное

взрывание

будет обеспечено,

если

воспламеняющий

ток примерно в 2 раза превысит

гарантийный.

При взрывании конденсаторными приборами (машинками) без­ отказное взрывание, несмотря на попадание во взрывную сеть де­ фектного ЭД с малым временем передачи, будет обеспечено в том случае, если левая часть выражения (11.26) будет равна или меньше 0 , 2 - Ю - 3 . Прп использовании конденсаторных приборов КВП-1/100м,

ПИВ-ЮОм и машинок КПМ-1, КПМ-2, ВМК-1/35,

ВМК-1/100,

ВМК-1/80 это требование выполняется, если сопротивление взрывной

сетп

не превышает допустимого, указанного па паспорте прибора

И Л И

машпнки (см. табл.

20). Только для магяпнкп

ВМК-500

левая

часть выражения (11.26)

дает величину,

несколько

превышающую

0 , 2 - Ю - 3 . Чтобы обеспечить безотказное

взрывание при использова­

нии и этой машпикн, следует уменьшить сопротивление взрывной

сети

до 1970 Ом.

 

 

 

 

 

Хотя появление в рассматриваемой

взрывпой сети

дефектного

ЭД обычно вызывает отказы зарядов, вероятность появления отказов

относительно небольшая, поскольку вероятность попадания в сеть

дефектного ЭД невелика.

 

 

 

 

Свойства последовательных взрывных сетей с парно-последова­

тельным включением ЭД. В рассматриваемых сетях в каждый

варяд

вводят по два ЭД. Появление в сети электродетонатора со скрытыми

дефектами приводит к следующему.

 

 

 

 

Дефектные ЭД с низкой чувствительностью могут вызвать

отказ

заряда лишь в том случае, если в сеть попадет пе менее двух

таких

ЭД

и если они встретятся в одном заряде.

 

 

 

Вероятность отказа одного заряда может быть определена по

формуле

 

 

 

 

 

 

P{S) = P(xt)P(Q1),

 

 

 

( I V . 9 )

где Р (х2) — вероятность попадания во взрывную сеть двух де­ фектных ЭД с низкой чувствительностью; Р {Q±) — вероятность встречи в заряде обоих дефектных ЭД.

Вероятность попадания во взрывную сеть двух дефектных ЭД может быть определена по формуле

 

р

feHsioT-Ui

^ -*)"-*.*

(IV-10>

где п — число ЭД в

сети; х =

2 — число дефектных

ЭД в сети;

р — доля дефектных

ЭД с низкой чувствительностью.

 

при

* ! — знак факториала, равного произведению всех чисел от 1 до числа,

котором стоит факториал. Так, например, 5 ! = 1- 2- 3- 4- 5 = 120. Значе­

ния

факториалов приведены в математических справочниках.

 

202


Можно считать, что р — 0,9- Ю - 4 , при этом в сети, предназна­ ченной для взрывания 100 зарядов и содержащей 200 ЭД, вероят­ ность попадания во взрывную сеть двух дефектных ЭД согласно формуле (IV.10) будет равна 1,6 - Ю - 4 .

Вероятность встречи в заряде обоих дефектных ЭД может быть определена по формуле

 

 

 

P ^ ) = W ^ T '

< 1 У Л 1 >

где N3ap

— число

взрываемых

зарядов.

 

При

взрывании

100

зарядов по формуле (IV.11) получается

 

 

 

Р ( & ) = 5 -0,2 . « Г 8 .

 

Подставив найденные значения Р (х2) и Р (Qj) в формулу

(IV.9),

найдем,

что вероятность

отказа

одного заряда составляет

8 - Ю' - 7 ,

т. е. в рассматриваемом случае один отказ приходится на 1 250 ООО

взрывов, а потому с этим можно не считаться.

При попадании во взрывную сеть с парно-последовательным включением электродетонаторов одного дефектного ЭД с низким импульсом плавления мостика произойдет то же, что и в простой последовательной сети, т. е не воспламенится 61% ЭД. Однако процент отказавших зарядов будет меньше этого числа, поскольку не взорвутся только те заряды, в которых не воспламенятся оба ЭД.

Число отказавших зарядов будет зависеть от распределения невоспламенивпшхся ЭД среди зарядов. Оно будет минимальным, если невоспламенившиеся ЭД попадут во все заряды, и максималь­ ным, когда эти ЭД расположатся в зарядах парами.

Минимальное и максимальное число отказавших зарядов можно

определить

по формулам

 

 

 

 

 

zmin = X-N3ap

и

Z r a a x

= - ^ ,

(IV.12)

где X — число невоспламенившихся ЭД;

yV3 a p — число

взрываемых

зарядов.

 

 

 

 

 

Если zmin

имеет отрицательный знак, то это означает, что отказов

может не быть.

 

 

 

 

Так, например, при взрывании

100 зарядов могут не воспламе­

ниться 122 ЭД из 200, включенных в сеть. При этом могут отказать от 22 до 61 заряда.

При попадании в рассматриваемую взрывную сеть одного де­ фектного ЭД с низким временем передачи будет происходить то же, что и в простой последовательной сети. Таким же будет импульс тока, который успеет пройти в сеть, и процент невоспламенившихся ЭД. Однако число отказавших зарядов будет иным и может быть

определено

по формулам

(IV.12). Так, например,

при взрывании

100

зарядов постоянным

током в 1 А число

невоспламенившихся

ЭД

может

составить 50%, т. е. 100 шт. При

этом

может отказать

от 0 до 50

зарядов.

 

 

 

203


Посредством увеличения воспламеняющего тока до уровня, определенного выше для простых последовательных сетей, а также при использовании конденсаторных взрывных приборов (машинок) отказы ЭД н зарядов могут быть предотвращены.

Вероятность появления в рассматриваемой взрывной сети элек­ тродетонатора со скрытым дефектом будет в два раза больше, чем в простои последовательной сети, так как при одинаковом числе взрываемых зарядов сеть с парно-последовательным включением ЭД будет содержать двойное количество электродетонаторов.

Свойства последовательных взрывных сетей с парно-параллель­ ным включением ЭД. В этих сетях, так же как и в сетях с парнопоследовательным включением электродетонаторов, дефектные ЭД с низкой чувствительностью практически ire вызывают отказов зарядов, поскольку вероятность попадания в сеть двух таких ЭД со встречей их в одном заряде ничтожно мала.

При появлении в сети дефектного ЭД с низким импульсом плавле­ ния быстро перегорит мостик этого ЭД, по при этом цепь не будет полностью разорвана, поскольку ток еще пекоторое время сможет проходить через ЭД, парный дефектному. Однако ток, протекающий через последний, сделается в 2 раза больше, что вызовет ускоренное срабатывание парного ЭД пли ускоренное перегорание его мостика. Разрыв цепи происходит обычно вследствие взрыва ЭД, парного дефектному.

При воспламенении постоянным или переменным током каждый ЭД исправных пар успеет до разрыва цепи взрывом ЭД, парного

дефектному,

получить

импульс

тока

 

 

 

 

 

К' = Кв.парн

+ АК,

А--с,

 

(IV. 13)

где Кв,

парн

—импульс

воспламепенпя

ЭД,

парного

дефектному,

А 2 - с;

АК — импульс тока, который успеет

пройти через каждый

ЭД исправных пар за

время

передачи

ЭД,

парного

дефектному,

А 2 - с .

 

 

 

 

 

 

 

Предполагается, что нмпульс воспламенения ЭД, парного де­ фектному, не превышает импульса плавления мостика дефектного ЭД.

При

воспламенении постоянным током

 

 

 

A Z = / 2 0 n a p H ,

 

(IV.14)

где / — ток, протекающий через каждый

ЭД, А; 0 п а р н

— время

передачи ЭД, парного дефектному, с.

 

 

При

взрывании переменным током АК

может быть

определено

по формуле (11.51).

Для наихудшего случая, когда ЭД, парный дефектному, имеет наименьший импульс воспламеиеиия (0,823 А2 -мс) и наименьшее время передачи (0,6 мс), получается:

при воспламенении постоянным током 1 А

К' = 0,823 • Ю"3 + I 2 - 0 , 6 - Ю - 3 = 1,423-Ю-3 А 2 . с ;

204