Вопрос 13. Способы и средства взрывания.

Все смесевые промышленные ВВ обладают относительно не­высокой чувствительностью и неспособны взрываться от непро­должительного воздействия теплового луча. Критический диаметр детонации таких ВВ составляет несколько десятков миллиметров, и при меньших диаметрах они просто сгорают без образования детонационной волны.

Для возбуждения детонации заряда промышленного ВВ необ­ходим мощный начальный импульс. Такой импульс создается взрывом специальных ВВ, способных надежно детонировать от пламени даже в малых (1 г и менее) количествах. Эти ВВ назы­ваются инициирующими. Они характеризуются высокой скоростью детонации и малым критическим диаметром (0,02—3 мм).

Инициирующие ВВ разделяют на первичные — обладающие наибольшей чувствительностью, но относительно невысокой бризантностью, и вторичные — высокобризантные, которые детони­руют от первичных и передают достаточный начальный импульс заряду промышленного ВВ.

К первичным инициирующим веществам относятся гремучая ртуть, азид свинца и тенерес, а к вторичным —гексоген, тетрил и тэн.

Инициирующий заряд, помещенный в гильзу и служащий для возбуждения детонации заряда промышленного ВВ, называется детонатором. Для взрыва некоторых промышленных ВВ (водосодержащие ВВ, игданит, гранулиты) начального импульса от стан­дартного детонатора бывает недостаточно, поэтому детонатор со­единяют с определенным количеством более чувствительного ВВ, например, с патроном аммонита или детонита. Такое соединение называется промежуточным детонатором.

Взрыв группы зарядов может быть одновременным или с не­которыми интервалами между взрывами. Если величина этих ин­тервалов не превышает 500 мс, взрыв называется короткозамедленным, при больших интервалах — замедленным.

В зависимости от того, с помощью каких технических средств возбуждается детонация заряда промышленного ВВ, различают следующие способы инициирования: огневой, электроогневой, электрический, с помощью детонирующего шнура («бескапсюль­ное взрывание») и с помощью волноводных трубок. В отдельных случаях при взрывных работах применяют радиовзрыватели и де­тонаторы с лазерным инициированием.

При огневом способе взрыв осуществляется с помощью кап­сюля-детонатора и огнепроводного шнура. Капсюль-детонатор (КД) представляет собой металлическую или бумажную гильзу с наружным диаметром 8 мм и длиной 50 мм. В гильзе размещается металлическая чашечка с от­верстием диаметром 2—2,5 мм, затянутым тонкой шелковой сет­кой. В чашечке запрессовано небольшое количество («0,5 г) пер­вичного инициирующего вещества, взрывающегося от пламени. От него детонирует вторичное инициирующее вещество — тетрил. Масса заряда тетрила («1 г) достаточна для возбуждения детона­ции патрона промышленного ВВ. Заряд капсюля-детонатора за­нимает 2/3 длины гильзы. В свободную часть гильзы — дуль­це — вводится конец огнепроводного шнура до соприкосновения с чашечкой. На торце металлической гильзы детонатора имеется кумулятивная выемка для фокусировки энергии взрыва.

Огнепроводный шнур состоит из сердцевины диаметром 2 мм, выполненной из дымного пороха, и гибкой оболочки с наружным диаметром 5,3—5,5 мм. Скорость горения огнепроводных шнуров 1 см/с. Наружная оболочка может быть либо джутовой (пенько­вой, хлопчатобумажной), пропитанной жидким битумом (шнуры ОША), либо пластиковой (шнуры ОШП). Шнуры ОША приме­няются в сухих и влажных забоях, а ОШП — во влажных и мок­рых средах. Все огнепроводные шнуры выпускаются длиной 10 м; сращивать огнепроводные шнуры друг с другом не разрешается. Отрезок огнепроводного шнура, вставленный в капсюль-детонатор и закрепленный в нем, называется зажигательной трубкой. Длина зажигательной трубки должна быть не менее 1 м. Патрон взрыв­чатого вещества с вставленным в него капсюлем-детонатором за­жигательной трубки называется патроном-боевиком.

На подзем­ных работах применяют контрольный отрезок ОШ без капсю­ля-детонатора; обычно он используется и в качестве средства вос­пламенения шнуров зажигательных трубок («затравка»).

При большем количестве зажигательных трубок необходимо использовать патроны группового зажигания ЗП-Б.

Зажигательный патрон ЗП-Б — картонный стаканчик, на дне которого находится воспламенительный состав. Патроны выпус­каются пяти размеров на 7, 12, 19, 17 и 37 отрезков ОШ.

Электроогневой способ взрывания может применяться на от­крытых горных работах, а также при проходке наклонных и вер­тикальных выработок в условиях, не опасных по взрыву газа или пыли. От огневого этот способ отличается тем, что поджигание шнуров зажигательных трубок осуществляется с помощью элект­ровоспламенителя, при этом взрывник проводит включение тока в сеть воспламенителя, находясь вне опасной зоны взрыва. Так­же, как и огневое взрывание, этот способ не разрешен к приме­нению в условиях, опасных по газу и пыли, не обеспечивает мгновенного и короткозамедленного взрывания и характеризуется образованием большого количества оксида углерода от горения огнепроводных шнуров.

В настоящее время наиболее распространенным является элек­трический способ взрывания, который обеспечивает возможность: 1) взрывать любое количество зарядов с любого расстояния; 2) взрывать заряды в любой последовательности и с любыми ин­тервалами между взрывами; 3) вести взрывные работы в шахтах и рудниках, опасных по газу и пыли; 4) осуществлять перед взры­вом проверку правильности монтажа взрывной сети.

Кроме того, при этом способе отсутствуют ядовитые газы, выделяющиеся при горении огнепроводных шнуров.

Недостатками электрического способа взрывания являются относительная сложность выполнения работ, связанных с расче­том и подготовкой электровзрывных сетей и с проверкой пра­вильности их монтажа и несколько большая стоимость средств взрывания по сравнению с используемыми при других способах.

К средствам электрического взрывания относятся электроде­тонаторы, проводники тока, контрольно-измерительные приборы и источники тока.

 

Электродетонатор (ЭД) представляет собой капсюль-детона­тор, в металлическую гильзу которого вмонтирован электровоспламенитель (ЭВ).

Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного дей­ствия отличаются от ЭД мгновенного действия тем, что у них между зарядом КД и электровоспламенителем помещен замедля­ющий состав, горящий в течение определенного времени. Время замедления зависит от длины такого заряда и его состава.

Все электродетонаторы водоустойчивы и могут быть включе­ны в сеть как постоянного, так и переменного тока. Для безот­казного срабатывания через каждый ЭД должен проходить ток определенной силы («гарантийный ток»); силу гарантийного тока указывают на упаковке электродетонаторов.

Соединение электродетонаторов между собой может быть по­следовательным, параллельным, последовательно-параллельным и параллельно-последовательным.

Последовательное соединение наиболее простое в монтаже, расчете и контроле. Недостатком его является ограниченность числа одновременно взрываемых ЭД и возможность групповых отказов при выходе из строя хотя бы одного электродетонатора.

Параллельное соединение применяют при взрывании большого числа близко расположенных зарядов. Широкое распространение схема получила при проходке шахтных стволов. Недостатком па­раллельного соединения является невозможность контроля про­водимости каждого ЭД в собранной схеме.

Последовательно-параллельная схема позволяет взрывать наи­большее число ЭД при фиксированных параметрах электросети. При этом соединение ЭД в группах выполняется последователь­но, а сами группы подключаются к магистрали параллельно.

Параллельно-последовательная схема применяется, когда ком­пактные группы ЭД располагаются на значительном расстоянии друг от друга.

Взрывание с помощью детонирующего шнура отличается от других способов тем, что в патроне-боевике отсутст­вует детонатор, а инициирование заряда ВВ осуществляется взрывом детонирующего шнура (ДШ). Применение детонирую­щих шнуров упрощает технологию взрывных работ, обеспечивает возможность короткозамедленного взрывания, полноту детонации зарядов большой протяженности, гарантирует большую безопас­ность работ, особенно при ликвидации отказов. Способ допущен к применению на открытых работах и в шахтах, не опасных по газу и пыли.

Сердцевина детонирующего шнура выполнена из тэна или гексогена и заключена в трехслойную оплетку. Первые два слоя оплетки — из льняных нитей, а наружный слой — либо из хлоп­чатобумажных нитей с покрытием водоизолирующей мастикой и лаком (шнур ДША), либо из полихлорвинила (ДШ-В), либо из полиэтилена (ДШЭ). Оболочка шнуров от белого до красновато­го цвета с двумя красными нитями по наружной оплетке. Дето­нирующие шнуры безотказно взрываются от стандартных КД и ЭД. Скорость детонации у ДШ различных марок 6—8 км/с.

Взрывные сети монтируются по схемам последовательного, пучкового, параллельно-ступенчатого и кольцевого соединения.

Последовательное соединение применяется лишь при взрыве на­ружных зарядов или небольшого числа мощных зарядов. Здесь нет магистрального шнура, а в каждый заряд вводятся два отрезка ДШ. Пучковая схема чаще всего применяется при дроблении нега­баритов, когда несколько отрезков ДШ подсоединяют к магистраль­ному шнуру в одном месте. Параллельно-ступенчатое соединение широко используется при однорядном взрывании шпуров и сква­жин. При взрывании обводненных скважин, а также скважин глу­биной более 15 м, взрывная сеть полностью дублируется: в каждый заряд вводят не менее двух боевиков и прокладываются два маги­стральных шнура. Самой надежной является кольцевая схема, так как при обрыве сети в любом месте взрыв вызывается детонацион­ной волной противоположного направления. При этом магистра­льные отрезки шнуров, идущие вдоль рядов скважин, не дублиру­ются, а дублируются лишь шнуры, идущие к зарядам. Соединение этих шнуров с магистральными выполняется морскими узлами.