ВЗРЫВНАЯ СЕТЬ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к системам инициирования зарядов взрывчатых веществ с использованием электрических и неэлектрических средств инициирования и может быть использована для монтажа взрывных сетей при ведении взрывных работ.
При взрыве скважинных зарядов взрывчатых веществ (ВВ) инициирующий импульс к зарядам ВВ, вызывающий их детонацию, передается от внешнего источника по поверхностным и внутрискважинным взрывным сетям к боевикам (промежуточным детонаторам), в которые введены средства инициирования -электрические и неэлектрические детонаторы или детонирующий шнур.
Системы инициирования скважинных зарядов ВВ делятся на электрические и неэлектрические.
Неэлектрические волноводные системы взрывания, например «Нонель», или ее отечественные аналоги СИНВ и ЭДЕЛИН нечувствительны к блуждающим и другим посторонним токам, что позволяет производить взрывные работы без обесточивания энергетического оборудования, отличаются удобством монтажа взрывной сети и повышенной безопасностью. Неэлектрические волноводные системы инициирования позволяют создавать схемы короткозамедленного взрывания зарядов с практически неограниченными возможностями управления процессами разрушения массивов горных пород, эффективно снижать сейсмическое и воздушно-ударное действие взрыва (1).
Известна взрывная сеть для многорядного взрывания скважинных зарядов, в которой поверхностная взрывная сеть выполнена из устройства СИНВ-П мгновенного действия или с замедлением, а внутрискважинная сеть - из устройства СИНВ-С мгновенного или короткозамедленного действия. Инициирование скважинных зарядов осуществляют боевиками, состоящими из шашек-детонаторов типа ТТФ-850Э или Т-400Г, имеющих посадочное гнездо под неэлектрический капсюль-детонатор СИНВ-С и сквозной канал для размещения ударно-волновой трубки (2). В зависимости от назначения выпускают две разновидности системы СИНВ. Для взрывных работ на дневной поверхности выпускают системы СИНВ-П (3) - замедляет передачу инициирующего импульса на поверхности и СИНВ-С (4) - обеспечивает внутрискважинное замедление.
Капсюль-детонатор, применяемый в СИНВ-П, имеет пониженную мощность и способен инициировать до 8 волноводов этой системы при использовании групповых инициирующих устройств, имеющих соединительный блок. В посадочном гнезде соединительного блока размещается капсюль-детонатор, герметично соединенный с ударно-волновой трубкой. При инициировании шнура-волновода поверхностной взрывной сети, например электрическим детонатором, передающий импульс достигает соединительного блока и вызывает детонацию (мгновенно или с замедлением) находящихся в нем неэлектрического капсюля-детонатора, который в свою очередь инициирует шнуры-волноводы, находящиеся в блоке. При монтаже волноводных взрывных сетей необходимо учитывать помимо времени замедлений капсюля-детонатора влияние протяженности поверхностных и внутрискважинных линий на величину задержки детонации заряда взрывчатого вещества, так как скорость распространения ударной волны по шнуру-волноводу создает собственное замедление взрывной системы. Для повышения надежности при монтаже взрывной сети и отсутствии ограничений по действию воздушной ударной волны поверхностную взрывную сеть выполняют из закольцованного детонирующего шнура с пиротехническими реле и разводкой по скважинам шнуров-волноводов с короткозамедленными капсюлями-детонаторами.
Безопасность неэлектрических систем инициирования обеспечивается за счет ударно-волновой трубки с нанесенным на внутреннюю поверхность взрывчатого материала (20 г/м), импульс от горения которого передается только ВВ капсюль-детонатора, но при этом отсутствует боковое электровыделение, приводящее к выгоранию ВВ скважинных зарядов, что имеет место при использовании детонирующих шнуров.
Недостатком данной системы инициирования зарядов взрывчатых веществ является невозможность контроля качества монтажа взрывной сети, возможность подбоя внутрискважинных линий из-за низкой скорости распространения ударно-волнового импульса по волноводам поверхностной сети, отказов взрывания при ошибках монтажа взрывной сети, необходимость опережающего инициирования капсюлей-детонаторов поверхностной сети по отношению к внутрискважинным из-за сложной комбинации согласования интервалов замедлений неэлектрических детонаторов. Все вышеперечисленные факторы, а также недостаточная надежность работы тротилсодержащих шашек-детонаторов (ТГФ-850Э, Т-400Г), не имеющих защиты наружной поверхности от агрессивного действия внешней
среды, приводят в ряде случаев к отказам взрывания скважинных зарядов взрывчатых веществ.
В электрических системах инициирующий импульс к зарядам взрывчатых веществ передается от внешнего источника тока по электровзрывным сетям, основными элементами которых являются электродетонаторы мгновенного или короткозамедленного действия различной конструкции и изолированные электрические провода.
Защита электровзрывной сети от посторонних токов достигается при использовании высокочастотного индукционного электродетонатора с трансформаторным «входом». Инициирование в этой системе производится с помощью специальных устройств, подающих токи высокой частоты (25-55 кГц) в электровзрывную цепь.
Технической задачей изобретения являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет повышения управляемости процессов взрывного дробления горных пород при производстве массовых взрывов, повышения безопасности работ, обеспечения надежности и безотказности действия скважинных зарядов.
Техническая задача была решена за счет разработки взрывной сети для инициирования зарядов взрывчатых веществ, включающей поверхностную взрывную сеть, соединительный блок, внутрискважинную взрывную сеть, устройство подрыва, в которой внутрискважинную взрывную сеть, состоящую из промежуточных детонаторов, инициируемых неэлектрическими детонаторами с ударно-волновыми трубками или детонирующими шнурами, концы которых выведены из скважины на земную поверхность и закреплены в соединительном блоке, и поверхностную взрывную сеть, состоящую из изолированного электрического провода и индукционных электродетонаторов мгновенного или короткозамедленного действия с трансформаторным узлом защиты, монтируют раздельно и независимо друг от друга, а соединение внутрискважинной и поверхностной взрывных сетей проводят перед взрывом путем ввода в соединительный блок и закрепления в нем гильзы индукционного электродетонатора, плотно контактирующего с предварительно введенными в него ударно-волновыми трубками или детонирующими шнурами.
В электрических системах взрывания инициирующий высокочастотный импульс к зарядам ВВ передается через индукционные электродетонаторы от внешнего источника тока по электрическим проводам.
Индукционный электродетонатор, например ЭД-24 или ЭДЗИ представляет собой капсюль-детонатор с встроенным в него трансформаторным узлом защиты от воздействия блуждающих токов, источников постоянного и переменного токов, зарядов статического электричества. Трансформаторный узел защиты выполнен в виде разомкнутого магнитовода или замкнутого ферритового кольца. Индукционные электродетонаторы подсоединяют к поверхностной сети с помощью электрического провода, пропускаемого через ферритовое кольцо или путем намотки на ферритовый стержень нескольких витков провода (5).
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, 2.
Фиг.1 - раздельно смонтированные поверхностная и внутрискважинная взрывные сети.
Фиг.2 - взрывная сеть инициирования зарядов взрывчатых веществ перед взрывом.
Обозначения:
А - поверхностная взрывная сеть;
Б - внутрискважинная взрывная сеть;
1 - электрический провод для взрывных работ;
2 - индукционный электродетонатор;
3 - трансформаторный узел индукционного электродетонатора;
4 - соединительный блок;
5 - ударно-волновая трубка (шнур-волновод);
6 - скважина;
7 - заряд взрывчатого вещества;
8 - промежуточные детонаторы;
9 - забойка из инертного материала;
10 - взрывной прибор (устройство подрыва электродетонаторов).
Принцип монтажа взрывной сети при электрическом инициировании зарядов взрывчатых веществ. Независимо друг от друга монтируются поверхностная (А) и внутрискважинная (Б) взрывные сети. Внутрискважинная взрывная сеть состоит из промежуточных детонаторов 8, инициируемых неэлектрическими детонаторами с отрезками ударно-волновых трубок 5, закрепленных в соединительном блоке 4. Поверхностная взрывная сеть состоит из электрического провода для взрывных работ 1 и индукционных электродетонаторов 2 с трансформаторным узлом защиты 3. Индукционный электродетонатор 2 монтируют в поверхностную взрывную сеть путем
пропускания электрического провода 1 через отверстия ферритового кольца 3 или наматывания нескольких витков электрического провода на цилиндрическую часть ферритового стержня. Соединение внутрискважинной Б и поверхностной А взрывных сетей проводят перед взрывом путем ввода и закрепления гильзы индукционного электродетонатора 2 в посадочном гнезде соединительного блока 4, а подрыв осуществляют дистанционно одно- или многоканальными взрывными высокочастотными устройствами (приборами взрывания) 10. В зависимости от конструкции соединительного блока концы ударно-волновых трубок или детонирующих шнуров внутрискважинной взрывной сети и гильза индукционного электродетонатора могут быть расположены параллельно или перпендикулярно друг другу. Надежная фиксация гильзы электродетонатора в посадочном гнезде соединительного блока производится за счет уплотнительных прокладок или другим известным способом.
В качестве соединительных блоков могут использоваться существующие соединительные блоки монтажа неэлектрических систем инициирования, например, ЭДЕЛИН, СИНВ.
Преимуществами предлагаемой взрывной сети инициировании зарядов взрывчатых веществ является:
- исключение возможности «обратного» инициирования всей взрывной сети при несанкционированном взрыве одного из скважинных зарядов взрывчатых веществ за счет использования поверхностной электровзрывной сети, не воспринимающей взрывной импульс внутрискважинного передатчика энергии;
- снижение ударно-воздушного воздействия на земной поверхности за счет использования в поверхностной сети электрического провода, а не детонирующего шнура;
- снижение стоимости ведения взрывных работ за счет сокращения времени монтажа взрывной сети при использовании соединительных блоков и расхода средств инициирования (детонирующего шнура и ударно-волновых трубок) в поверхностной сети;
- повышение уровня безопасности ведения взрывных работ за счет установки индукционного детонатора в монтажном элементе соединительного блока непосредственно перед подачей сигнала на взрыв;
- возможность приборного контроля с использованием измерительных приборов качества монтажа поверхностной электровзрывной сети и электродетонаторов.
Пример - поверхностная взрывная сеть выполнена из электрического провода для взрывных работ марки ВП 1×0,8 и индукционных электродетонаторов ЭДЗИ мгновенного или короткозамедленного действия; внутрискважинная взрывная сеть выполнена из двух промежуточных детонаторов ПДН и неэлектрических детонаторов с ударно-волновой трубкой ДБИ-1 системы «ЭДЕЛИН» с замедлениями 475 и 500 мс, концы которых выведены наружу на земную поверхность и закреплены в соединительном блоке системы «ЭДЕЛИН». Контроль качества электродетонаторов проверен прибором ПКБЭ-1. Смонтированная поверхностная сеть проверена приборами с определением ее активного электрического сопротивления и индуктивности. Перед производством взрыва гильзы электродетонаторов ЭДЗИ вводятся в посадочные гнезда соединительных блоков и надежно закрепляются в нем. Подача взрывного импульса в электровзрывную сеть осуществляется дистанционно с помощью одно- или многоканальных взрывных высокочастотных устройств, например УВВ-1M или КВВМ-1.
Предлагаемая взрывная сеть при электрическом инициировании зарядов взрывчатых веществ обеспечивает заявляемый технический результат:
- снижение ударно-воздушного воздействия взрыва на земной поверхности за счет отсутствия в поверхностной сети детонирующего шнура;
- повышение уровня надежности и безопасности ведения взрывных работ за счет соединения внутрискважинной и поверхностной взрывных сетей только перед взрывом и использования инструментального контроля качества монтажа поверхностной электровзрывной сети.
Предлагаемая взрывная сеть инициирования скважинных зарядов взрывчатых веществ была проверена на карьерах при производстве массовых взрывов с положительными результатами.
Источники информации
1 М.М.Граевский. Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ. М., Рандеву-АМ, 2000.
2 Неэлектрическая система инициирования СИНВ. Описание системы, АО «Нитровзрыв», М., Россия.
3 ТУ ДИШВ 773979.008-.
4 ТУ ДИШВ 773979.007-.
5 ТУ 7287-167-07513406-