книги / Технология и безопасность взрывных работ

Сопротивление всех проводов Rпр (Ом), за исключением сопротивления концевых проводов всех ЭД, включенных в сеть, находится по формуле

Rпр = Rм + Rc,

где Rм и Rc – сопротивление соответственно магистральных и соединительных проводов, Ом.

Сопротивление одного ЭД с концевыми проводами r (Ом) определяется по формуле

r = rк + rд,

где rк – сопротивление одной пары концевых проводов, Ом; rд – сопротивление одного ЭД, Ом.

При расчете ЭВС необходимо исходить из фактического сопротивления ЭД или принимать среднее сопротивление, указанное на этикетках коробок ЭД.

Ток i (А) в каждом ЭД при последовательном соединении равен току Iпосл (А) в ЭВС:

Пример 12. Рассчитать ЭВС и определить возможность использования источника постоянного тока напряжением 120 В при проведении капитального квершлага сечением 16 м2.

Число шпуров 50 шт. Сопротивление каждого ЭД с концевымипроводами6 Ом. Расстояниеотзабоядоисточникатока200 м.

В качестве магистральных проводов используется медный двухжильный кабель с сечением каждой жилы 2,5 мм2, соединительный провод медный сечением 1 мм2 и длиной 20 м.

Решение.

1. Определим сопротивление магистральных проводов

Rm (Ом):

151

2. Определим сопротивление соединительных проводов

Rc (Ом):

Rc Sl 1,1 0,0175 1,020 1,1 0,385.

3. Общее сопротивление магистральных и соединительных проводов Rпр (Ом):

Rпр Rм Rс 3,08 0,385 3,465 3,5.

4. Общее сопротивление ЭВС при последовательном соединении Rпосл (Ом):

Rпосл Rпр n r 3,5 50 6 303,5.

5. Величина тока I (А) в последовательной ЭВС:

I = 0,39А < IГ = 1А, т.е. величина тока в заданных условиях при последовательном соединении ЭД меньше величины гарантированного тока, что недостаточно для безотказного взрывания заряда ВВ.

Необходимо заменить источник тока с повышенным напряжением и/или применить иные схемы соединения ЭД в ЭВС.

2. Параллельное соединение ЭД имеет разновидности: па- раллельно-пучковое (рис. 4.12, а) и параллельно-ступенчатое

(рис. 4.12, б).

Параллельное соединение ЭВС более надежно в работе по сравнению с последовательными ЭВС. При выходе из строя одного из ЭД и попадании в сеть дефектного ЭД откажет только этот ЭД. Утечка тока через плохую изоляцию проводов и сростков вследствие малого сопротивления сказывается в параллельных ЭВС меньше, чем в последовательных ЭВС.

152

Недостатки:

• более сложная, чем у последовательных ЭВС, схема, которую возможно проверить только по токопроводимости (проверка по сопротивлению невозможна);

Рис. 4.12. Схемы параллельных ЭВС: а – пучковая; б – ступенчатая

•требует более мощного источника тока, поскольку ток, подаваемый в магистраль, должен быть в n раз (n – количество одновременно взрываемых ЭД) больше по сравнению с величиной гарантийного тока;

•неравномерное распределение токов между ЭД, особенно в ступенчатых схемах;

•возможность отказа всех ЭД при коротком замыкании между проводами;

•сложность расчета, особенно ступенчатой ЭВС.

При параллельном соединении ЭД общее сопротивление ЭВС Rпар (Ом) определяется по формуле

Rпар Rпр nr ,

где Rпр – сопротивление магистральных и соединительных проводов, Ом; r – сопротивление одного ЭД с концевыми проводами, Ом; n – количество ЭД в сети, шт.

Ток Iпар (А) в электровзрывной сети находится по формуле

Iпар = E Rпар + r0 ,

153

где Е – ЭДС источника тока, В; r0 – внутренне сопротивление источника тока при использовании взрывных машинок (батарейных), Ом.

Ток i (А) в каждом ЭД вычисляется по формуле

i Iпар /п.

Пример 13. Рассчитать ЭВС при параллельном соединении ЭД и определить возможность использования источника постоянного тока напряжением 120 В в условиях примера 12.

Решение.

1. Общее сопротивление ЭВС при параллельном соединении Rпар (Ом):

Rпар Rпр nr 3,5 506 3,6. 2. Величина тока в сети Iпар (А):

3. Величина тока i (А) в каждом ЭД: i nI 33,550 0,67.

i = 0,67 А < IГ = 1 А, т.е. величина тока в заданных условиях при параллельном соединении также меньше величины гарантированного тока, что недостаточно для безотказного взрывания заряда ВВ.

3. К смешанным ЭВС относят имеющие различные виды соединения ЭД в группах и групп ЭД между собой.

К ним относят последовательно-параллельное (рис. 4.13) ипараллельно-последовательное (рис. 4.14) соединения ЭВС. Пер-

вая часть названия определяет вид соединения ЭД в группах между собой, втораячасть– видсоединениягруппЭДвЭВСмеждусобой.

154

•увеличивается ток в магистрали, ее сечение, длина проводов распределительной сети;

•сеть менее наглядна и более сложна для расчета.

При смешанном последовательно-параллельном соедине-

нииЭДсопротивлениеRсм (Ом) вЭВСопределяетсяпоформуле

где m – число групп ЭД в схеме; n – число ЭД в группе.

Величина тока i (А) в каждом ЭД: i Imсм .

Пример 14. Рассчитать ЭВС при смешанном последова- тельно-параллельном соединении ЭД и определить возможность использования источника постоянного тока напряжением 120 В в условиях примера 12.

Решение.

1.Соединим ЭД в пять групп (m = 5) по 10 ЭД в каждой группе (n = 10).

2.Определим общее сопротивление сети Rсм (Ом):

Rсм Rпр nr 3,5 10 6 15,5. m 5

3. Величина тока Iсм (А) в сети:

Iсм U 120 7,74.

Rсм 15,5

4.Величина тока i (А) в каждом ЭД:

iImсм 7,745 1,55.

156

i = 1,55 А > IГ = 1 А, т.е. величина тока в заданных условиях при смешанном последовательно-параллельном соединении больше величины гарантированного тока, что достаточно для безотказного взрывания заряда ВВ.

При использовании конденсаторных взрывных приборов необходимо сопоставить, чтобы величина общего сопротивления ЭВС не превышала паспортное сопротивление взрывного

прибора: Rобщ ≤ Rпасп.

3. При смешанном параллельно-последовательном со-

единении ЭД сопротивление Rсм сети (Ом) определяется по формуле:

где m – число групп ЭД в схеме; n – число ЭД в группе.

Величина тока ( i ) в каждом ЭД, А: i Inсм .

Пример 15. Рассчитать ЭВС при смешанном параллельнопоследовательном соединении ЭД и определить возможность использования источника постоянного тока напряжением 120В в условиях примера 12.

Решение.

1.Соединим ЭД в пять групп (m = 5) по 10 ЭД в каждой группе (n = 10).

2.Определим общее сопротивление сети Rсм (Ом):

Rсм = Rпр + n·r/m = 3,5 + (5·6)/10 ≈ 6,5. 3. Величина тока Iсм (А) в сети:

Iсм = U/Rсм = 120 / 6,5 ≈ 18,5.

157

4.Величина тока i (А) в каждом ЭД:

i= Iсм/m = 18,5/10 ≈ 1,85.

i= 1,85 А > IГ = 1 А, т.е. величина тока в заданных условиях при смешанном параллельно-последовательном соединении также больше величины гарантированного тока, что достаточно для безотказного взрывания заряда ВВ.

Если число ЭД в группах различно, сила тока в ветвях определяется через общую проводимость всех ветвей сети.

4.3.3. Источники тока для взрывания электродетонаторов

Вкачестве источника тока, который может послать импульс во взрывную цепь, могут быть использованы:

1) взрывные переносные приборы;

2) осветительные и силовые линии электропередач;

3) передвижные электростанции.

Все взрывные приборы должны быть допущены Ростехнадзором России к постоянному применению на открытых горных работах и в подземных условиях.

Взависимости от источника тока приборы для взрывания подразделяются на автономные и сетевые.

Взрывные сетевые приборы применяются в основном в шахтах, не опасных по газу или пыли. С их помощью взрывная сеть, имеющая большое число последовательно соединенных ЭД, подключается непосредственно к осветительной или силовой сети переменного тока напряжением 220–380 В.

Передвижные электростанции применяются для одно-

временного взрывания значительного количества ЭД (несколько тыс. шт.) обычно в тех случаях, когда вблизи места взрыва нет других источников, а мощность взрывной машинки оказывается недостаточной.

Взрывные переносные приборы. Источником тока для взрывной сети служит конденсатор-накопитель, который в течение 10–20 с заряжается от маломощного первичного источника

158

тока, а затем в течение 3–4 мс подает во взрывную сеть импульс тока, необходимый для взрывания ЭД.

Взрывные автономные конденсаторные приборы имеют собственные источники энергии. По принципу питания их раз-

деляют на индукторные и батарейные.

Принцип действия взрывной автономной индукторной конденсаторной машинки состоит в том, что электрическая энергия маломощного генератора аккумулируется в течение нескольких секунд в виде заряда на конденсаторе-накопителе с последующей отдачейнакопленнойэнергии вэлектровзрывную сеть.

Наибольшее распространение получили взрывные машинки КПМ-3 и ВМК-500, предназначенные для инициирования ЭД на открытых горных работах и в шахтах, не опасных по газу или пыли. Источником энергии является генератор переменного тока с постоянными магнитами и ручным приводом, подающий ток через повышающий автотрансформатор и селеновые выпрямители на блок конденсаторанакопителя.

Взрывной машинкой КПМ-3 (рис. 4.15) допускается взрывать одновременно до 200 ЭД при последовательном соединении и с сопротивлением взрывной сети

Взрывной машинкой ВМК-500 (рис. 4.16) допускается взрывать одновременно от 800 до 1200 ЭД нормальной чувствительности (в зависимости от способа соединения) при последовательном соединении и с сопротивлением взрывной сети до

159

2100 Ом. Напряжение на конденсаторе-накопителе при готовности машинки к взрыву составляет 3 000 В. Масса прибора 11,0 кг.

Рис. 4.16. Взрывная автономная индукторная машинка ВМК-500

Среди взрывных автономных батарейных машинок ши-

рокое распространение получили приборы ПИВ-100М и КВП-

(рис. 4.17) включает заглушку 1, шкалу омметра 2, линейные зажимы 3, гнездо взрывного ключа 4, съемный взрывной ключ 5.

Взрывную и измерительную схемы питают отдельные источники. Все устройства вмонтированы в пластмассовый корпус, исполнение рудничное взрывобезопасное (РВ).

Источник питания взрывной схемы – три сухих элемента типа «373» или «Сатурн». Число циклов срабатывания – не менее 2500, время зарядки конденсатора-накопителя – не более 15 с. Отдельный источник тока типа РЦ-75 (ОР-3) или РЦ-85 (ОР-4) обеспечивает надежное питание измерительной схемы без замены в течение 2 лет.

160