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

ж в разомкнутой сети, где э. д. с , наведенная электромагнитными излучениями, может быть больше, чем в замкнутой. Это объясняется тем, что первая обладает антенными свойствами, т. е. может принять больше энергии.

Величина э. д. с , наведенной во взрывной сети электромагнит­ ными излучениями, зависит от мощности грозового разряда, от раз­ меров, конфигурации и расположения над землей сети, а также от расстояния между молнией и взрывной сетью. С ростом этого рас­ стояния величина э. д. с. уменьшается (пропорционально первой степени расстояния).

Сказанное выше о влиянии свивания проводов взрывной сети на величину наведенной в ней э. д. с. относится и к рассматривае­ мому случаю.

Ток, наведенный во взрывной сети электромагнитными излуче­ ниями, создает в ней некоторый импульс тока.

Воспламенение ЭД при грозовых разрядах произойдет в том слу­ чае, если общее'воздействие токов, проникших в сеть из земли, элек­ трического поля, магнитного поля и электромагнитных излучений, создаст во взрывной сети импульс тока, величина которого будет не меньше импульса воспламенения применяемых ЭД. Доля каждого из перечисленных факторов в создании опасного импульса тока за­ висит прежде всего от расстояния между взрывной сетью и молнией. При ударе молнии в зоне расположения взрывной сети, а также около этой зоны, но при возможности заноса в район нахождения сети высоких потенциалов, решающую роль играет протекающие в земле токи молнии. При грозовых разрядах вне зоны расположе­ ния взрывной сети основную роль играют остальные факторы. При этом по мере увеличения расстояния между сетью и молнией сильнее всего снижается действие электрического поля, менее значительно — магнитного поля и меньше всего — электромагнитных излучений. При расстояниях, превышающих 5—6 км, преждевременных взры­ вов зарядов молния обычно не вызывает, тогда как при несколько меньших расстояниях (при использовании ЭД нормальной чувстви­ тельности) взрывы от молнии наблюдались [99]. Преждевременные взрывы от молнии происходили не только на открытых.работах, но и на подземных. В последних взрывы возникали в результате заноса туда высоких потенциалов с поверхности.

Пути предотвращения взрывов от грозовых разрядов. Для предо­ твращения преждевременных|взрывов от грозовых разрядов «Еди­ ные правила безопасности при взрывных работах» запрещают во время грозы производить взрывные работы па поверхности и при проходке стволов шахт с поверхности. Если до наступления грозы электровзрывная сеть была смонтирована, Единые правила безопас­ ности предписывают перед грозой произвести взрывание или отсое­ динить участковые провода от магистрали, концы тщательно изоли­ ровать, а людей удалить за пределы опасной зоны. Однако в Единых правилах^безопасности не указывается, по каким признакам следует определять момент начала демонтирования взрывной сети и вывода

223

людей из опасной зоны. Кроме того, в Единых правилах безопас­ ности не говорится о запрещении во время грозы производить электровзрыванпе в подземных выработках, тогда как в литературе опи­ сано немало случаев преждевременных взрывов от молнии в шахтах, рудниках и тоннелях. Спорным также является рекомендация изо­ лировать отсоединенные от магистрали концы участковых проводов. Выше указывалось, что, с точки зрения воздействия на взрывную сеть электромагнитных излучений, при размыкании сети опасность взрыва может увеличиться.

При прямом ударе молнии о взрывную сеть предотвратить взрыв ЭД нельзя, вне зависимости от типа применяемых ЭД. Однако ве­ роятность непосредственного поражения сети мала, и она тем ниже, чем меньше длина сети.

Прп попадании молнии в зону расположения взрывиой сети, а также за пределы этой зоны, ио при возможности заноса в нее вы­ соких потенциалов, преждевременный взрыв можно предотвратить, не демонтируя взрывную сеть, применением специальных грозоупорHiiix ЭД, обладающих весьма малой чувствительностью и высокой аитпстатнчностыо. Исследования показали, что такие ЭД должны иметь импульсы воспламенения 1100—2500 А 2 - мс и выдерживать разность потенциалов между выводными проводами и гильзой до 30 кВ. Грозоупорпые ЭД с такими параметрами изготовляются в ряде стран. Например, в ЧССР выпускаются грозоупорные ЭД типа Ze- non-5, в Австрии — типа Polex, в ФРГ — типа ГШ (см. § 6). Однако для воспламенения этих ЭД требуются весьма мощные конденсатор­ ные взрывные приборы (машинки), которые, как правило, рассчи­ таны на высокое напряжение.

Несмотря на использование грозоупорных ЭД, на открытых ра­ ботах при приближении грозы приходится прекращать заряжание и монтаж взрывной сети, а также удалять людей из опасной зоны. Это объясняется тем, что на открытых работах полностью не исклю­ чено попадание молнии непосредственно во взрывную сеть, при ко­ тором воспламеняются и грозоупорные ЭД. В отличие от этого при использовании грозоупорных ЭД на подземных работах заряжание и монтаж сети можно производить и во время грозы, поскольку опа­ саться прямого удара молнии во взрывную сеть не приходится, тогда как при применении ЭД нормальной чувствительности в этих усло­ виях вести подготовку к взрыванию и находиться в забое опасно.

Вопрос о том, когда возникает опасная грозовая обстановка и когда нужно выводить людей из опасной зоны, до сих пор не решен. Считают необходимым вывод людей начинать, если молния прибли­ жается к месту работ не менее чем на 11 км при использовании ЭД нормальной чувствительности и не менее чем па 7 км при примене­ нии грозоупорных ЭД [112]. При этом предполагается, что на вывод людей будет затрачиваться 1 мин. Расстояние до молнии прибли­ женно можно определить по промежутку времени от момента вспышки молиии до момента, когда дошел от нее гром. Так как ско­ рость звука в воздухе равна 0,33 км/с, гром молнии, возникшей на

224

расстоянии 11 км от места работ, дойдет до него через 30 с, а с рас­ стояния 7 км — через 21 с.

Для предупреждения о приближении грозы желательно исполь­ зовать инструментальные методы оповещения. Разработанные Глав­ ной геофизической обсерваторией регистраторы гроз типа ПРГ [20] представляют собой своеобразные радиоприемники, которые можно настраивать на разные радиусы действия. Однако эти приборы не мо­ гут своевременно предупредить о приближении грозы, если она фор­ мируется в пределах опасной зоны. Для таких гроз нужны при­ боры предупреждения, основанные на измерении напряженности элек­ трического поля, которая резко возрастает при формировании грозы.

Вопросам об определении момента вывода людей из опасной зоны и об инструментальном предупреждении приближения грозы должно быть уделено серьезное внимание, и к их решению следует привлечь геофизиков, специалистов в области атмосферного электричества.

Кроме рассмотренных выше мер для предотвращения преждевре­ менных взрывов от молнии, рекомендуются еще и следующие [52]: на поверхности шахт следует устанавливать молниеотводы и выпол­ нять все мероприятия, предписываемые руководящими указаниями по грозозащите промышленных сооружений и зданий; все металли­ ческие сооружения, а также все металлические протяженные пред­ меты на поверхности и под землей электрически соединять между со­ бой (через каждые 200 м, а также в местах их взаимного пересече­ ния), многократно заземлять и присоединять к общему главному за­ земляющему устройству; применять магистраль возможно малой длины; провода взрывной сети удалять от металлических предметов, в особенности от рельсов и трубопроводов, не менее чем на 0,5 м и ие допускать, чтобы провода соприкасались с землей; при вынужден­ ной прокладке над металлическими предметами, провода взрывной сети нужно тщательно изолировать от этих предметов; провода ма­ гистрали свивать; на рельсах и металлических трубопроводах делать изолирующие стыки для ограничения выноса потенциалов.

Преждевременные взрывы от электромагнитных излучений радиопередатчиков и от электромагнитных полей линии электро передач

Опасность преждевременных взрывов от этих факторов невелика по сравнению с опасностью, создаваемой тяговыми блуждающими токами и токами утечки, электростатическими зарядами и грозовыми разрядами. Однако при особо неблагоприятных условиях прежде­ временные взрывы от электромагнитных излучений и полей возможны.

Действие электромагнитных излучений на электровзрывные сети.

Электромагнитные излучения радиопередатчиков создают во взрыв­ ной сети э. д. с. и наводят в ней ток. Если он превышает значение безопасного тока применяемых ЭД, то они воспламенятся.

Величина тока, наведенного во взрывной сети, зависит прежде всего от мощности источника излучений и от расстояния между

ним и взрывной сетью, а также от частоты излучений, размеров и конфигурации взрывной сети, расположения ее над поверхностью земли, удельного сопротивления грунта и ориентации сети по отно­ шению к антенне излучателя.

Ток, наведенный во взрывной сети электромагнитными излуче­ ниями, будет тем меньше, чем ниже мощность источника излучения, чем больше расстояние между излучателем и взрывной сетью, чем короче длина излучаемых волн, чемменыпевысота, на которой взрыв­ ная сеть, находится над землей, и чем меньше расстояние между проводами магистрали.

Наведенные токи станут меньше, если при горизонтальной поля­ ризации .электромагнитных волн * провода взрывной сети будут проложены в направлении к источнику излучения, а при вертикаль­ ной поляризации волн — перпендикулярно этому направлению.

Пути предотвращения взрывов от электромагнитных излучений и полей. В «Единых правилах безопасности при взрывных работах» рекомендации, для предотвращения взрывов от электромагнитных излучений и полей не имеется. В ряде стран регламентируются безо­ пасные расстояния от электровзрывной сети до радиопередатчиков в зависимости от их мощности. В табл. 23 приведены безопасные рас­

Примерно такие же безопасные расстояния получаются по дан­ ным исследований, выполненных в МГЙ [82].

Данные табл. 23 показывают, что в упомянутых странах реко­ мендуемые безопасные расстояния для ЭД нормальной чувствитель­ ности имещт практически одинаковые значения. Из этой таблицы

* Характер поляризации электромагнитных волн (горизонтальная пли вертикальная) зависит от типа антенны передатчика. Ультракоротковолновые и коротковолновые передатчики обычно излучают волны, имеющие горизонталь­ ную поляризацию, а средневолновые и длинноволновые передатчики — волны, обладающие вертикальной поляризацией.

226

также следует, что для электродетоиаторов пониженной чувстви­ тельности безопасные расстояния примерно в 3 раза меньше, чем для электродетонаторов нормальной чувствительности.

В ФРГ [118] на основании исследований, проведенных в физикотехническом испытательном институте, считают, что безопасные рас­ стояния, приведенные в табл. 23, сильно завышены, особенпо для передатчиков мощностью от 1 кВт и выше.

Безопасные расстояния для телевизионных передатчиков и ра­ дарных установок, работающих на коротких волнах, значительно меньше приведенных в табл. 23. Это объясняется тем, что коротко­ волновые излучения даже большой мощности оказывают незначи­ тельное влияние на электровзрывную сеть.

Если фактические расстояния между электровзрывиой сетью и радиопередатчиком будут больше безопасного, преждевременные взрывы от электромагнитных излучений невозможны. Обычно фак­ тическое расстояние больше безопасного, определенного для ЭД нормальной чувствительности. Если же расстояние между взрывной сетью и радиопередатчиком будет меньше безопасного, следует ис­ пользовать ЭД пониженной чувствительности, например чехосло­ вацкие типа Sica-1A.

В зоне расположения электровзрывной сети во всех случаях сле­ дует запрещать пользоваться цереносными радиопередатчиками, даже малой мощности, так как они могут оказаться в непосредствен­ ной близости от электродетонаторов. При перевозке на транспортных средствах, снабженных радиопередатчиками, электродетонаторы должны находиться в закрытых металлических коробах. Прп укладке электродетонаторов в короба и при вынимании их оттуда радио­ передатчик должен выключаться.

Для ослабления действия электромагнитных излучений провода взрывной сети следует располагать по возможности ближе к земле,

Если расстояние между линией и взрывной сетью окажется меньше этих величин, следует применять ЭД пониженной чувствительности. При этом безопасным расстоянием, даже для линий на 400 кВ, можно считать 20 м.

Кроме соблюдения указанных выше минимальных расстояний, предъявляются еще следующие требования безопасности: магистраль­ ные провода должны быть свиты, и их не следует прокладывать па­ раллельно линии передачи, должна быть обеспечена хорошая изоля­ ция проводов взрывной сети и их сростков, по крайней мере в зоне 60 м от линии.

При взрывании вблизи от линий передачи следует учитывать возможность наброса на их провода обрывков проводов взрывной