книги / Технология и безопасность взрывных работ

4. СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

4.1. Классификация средств и способов инициирования (взрывания) зарядов взрывчатых веществ

Взрывание– процессинициированиязарядовВВвзаданнойпоследовательности и в определенный промежуток времени способами, обеспечивающимибезопасностьиэффективностьихвыполнения.

Из всех видов внешних воздействий, к которым чувствительны ВВ, для возбуждения детонации промышленных ВВ используют только взрывные. Обусловлено это повышенной чувствительностью ВВ к взрывам других ВВ, а также высокой возбуждающей способностью и простотой получения эффективного начального импульса с помощью инициирующих ВВ.

Инициирование – процесс возбуждения детонации промышленных ВВ от внешнего, преимущественно теплового, воздействия (начального импульса).

Средства инициирования (СИ) – специальные техниче-

ские устройства, служащие для создания начального импульса при инициировании промышленных ВВ.

Способ инициирования – комплекс приемов инициирования зарядов промышленных ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени с использованием средств, обеспечивающих безопасность взрыва. Классификация способов инициирования зарядов ВВ приведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Классификация способов инициирования зарядов ВВ

131

4.2. Огневое инициирование зарядов взрывчатых веществ

Огневое взрывание – способ инициирования зарядов ВВ с помощью зажигательных трубок, огнепроводные шнуры которых поджигаются взрывником непосредственно или с использованием зажигательных патронов.

Для выполнения огневого инициирования зарядов необходимо:

–нарезатьогнепроводныйшнурнаотрезкизаданнойдлины;

–изготовить зажигательные и контрольные трубки в здании подготовки взрывчатых материалов (ВМ), изготовить па- троны-боевики;

–доставить ВМ к месту взрыва;

–перед началом заряжания выставить посты охраны в соответствии с паспортом буровзрывных работ, подать предупредительный сигнал;

–произвести заряжание и забойку шпуров или скважин

всоответствии с паспортом;

–подать боевой сигнал, зажечь контрольную трубку и отрезки ОШ зажигательных трубок, идущих к зарядам, и уйти

вбезопасное место, указанное в паспорте буровзрывных работ;

–вести счет взрываемых зарядов;

–осмотреть забой не ранее чем через 15 мин после последнего взрыва. При отсутствии отказов дать сигнал отбоя и допустить рабочих к работам в зоне взрыва.

Преимуществами огневого способа являются: простота выполнения операций и отсутствие сложных и дорогих приспособлений.

Недостатки способа:

повышенная опасность для взрывника в связи с непосредственным нахождением его в месте расположения зарядов во время воспламенения огнепроводного шнура;

132

невозможность контроля качества огнепроводного шнура, используемого в каждой зажигательной трубке, и качества зажигательной трубки;

сложностьполученияточныхинтерваловмеждувзрывами. Огневой способ инициирования зарядов разрешается при-

менять только в тех случаях, когда он не может быть заменен электрическим.

4.2.1. Капсюль-детонатор

Капсюль-детонатор (КД) представляет собой цилиндрическую гильзу (чаще всего медную, алюминиевую или биметаллическую, реже – картонную) диаметром 6–7 мм, длиной 48–51 мм, снаряженную зарядами первичного (гремучая ртуть или ТНРС+азид свинца) и вторичного (тетрил) инициирующего ВВ

(рис. 4.2).

Рис. 4.2. Капсюль-детонатор гремучертутно-тетриловый № 8С (а) и азидо-тетриловый № 8А (б): 1 – гильза; 2 – гремучая ртуть; 3 – ТНРС; 4 – азид свинца; 5 – тетрил; 6 – чашечка; 7 – кумулятивное углубление

С одного конца гильза открыта, и эта ее часть называется дульцем. С другого конца гильза заканчивается донышком.

Заряд первичного инициирующего ВВ выбирается такой мощности, чтобы возбудить взрыв вторичного инициирующего ВВ. Заряд вторичного инициирующего ВВ подбирается с учетом

133

условий безотказного инициирования зарядов порошкообразных промышленных ВВ.

Для усиления инициирующего действия донышко КД может иметь кумулятивное углубление.

Гремучертутно-тетриловые КД изготовляются в медных

(КД-8МА), биметаллических (стальные с медным покрытием, КД-8С), бумажных (КД-8Б) гильзах и содержат: гремучей ртути – 0,5 г, тетрила – 1 г. Чашечка выполняется из латуни или стали.

Азидо-тетриловые КД изготовляются в алюминиевых и бумажных гильзах и содержат: 0,1 г тенереса, 0,2 г азида свинца и 1 г тетрила(илигексогена). Чашечкавыполняетсяизалюминия.

4.2.2. Огнепроводный шнур

Огнепроводный шнур (ОШ) представляет собой спрессованную из дымного пороха и добавок пластификатора сердцевину с центральной направляющей нитью, закрытую нитяной оплеткой с гидроизоляционным слоем (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Огнепроводный шнур: 1 – направляющая нитка; 2 – пороховой сердечник; 3 – оплетка; 4 – гидроизоляция

Внешний диаметр шнура 5,5 мм. В соответствии с требованиями Правил безопасности при взрывных работах отрезок ОШ длиной 60 см должен сгорать за 60–68 с, т.е. скорость горения шнура составляет около 1 см/с.

Основные виды ОШ:

экструзионный ОШЭ в полиэтиленовой оболочке,

134

асфальтированный ОША – предназначен для сухих

ивлажных забоев,

пластикатный ОШП – для обводненных забоев,

двойнойасфальтированный ОШПА– длямокрыхзабоев.

Средствами зажигания ОШ могут служить:

1.Спички – ими разрешается зажигать ОШ только при взрывании одиночных зарядов.

2.Зажигательный фитиль – состоит из хлопчатобумажной или льняной сердцевины, пропитанной раствором калиевой селитры, покрытой сверху оплеткой из крученых хлопчатобумажных нитей. Диаметр фитиля 6–8 мм. Он легко загорается от спички и тлеет со скоростью 10–20 мм/мин.

3.Отрезок ОШ, в котором через каждые 2–3 см сделаны косые надрезы на глубину 2/3 его диаметра. При горении из надрезанного места выбрасывается сноп искр, легко воспламеняющий шнур зажигательной трубки.

4.Зажигательный патрон – обеспечивает зажигание 10–38 зажигательных трубок или отрезков ОШ (рис. 4.4). Для воспламенения патрона в него вставляют отрезок ОШ длиной 15–25 см. Гильзу патрона закрепляют на пучке шпагатом. Применяют для группового взрывания зарядов, если они расположены близко один к другому.

Рис. 4.4. Зажигательный патрон: 1 – гильза; 2 – зажигаемые отрезки ОШ, идущие к зарядам ВВ; 3 – поджигающий ОШ; 4 – фиксирующий шпагат; 5 – зажигательный состав

(85 % мелкозернистого пороха, 5 % канифоли и 10 % парафина)

135

4.2.3. Зажигательная трубка

Зажигательная трубка (ЗТ) представляет собой капсюльдетонатор (КД) с закрепленным в дульце отрезком ОШ (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Зажигательная трубка с КД в металлической гильзе

Для изготовления зажигательных трубок применяют отрезки ОШ не короче 1 м и не длиннее 10 м. При длине зажигательных трубок 4 м и более обязательно применение для повышения надежности дублирующих трубок.

Длина зажигательных трубок для выполнения одного взрыва должна быть одинаковой и выбирается такой, чтобы концы огнепроводных шнуров выступали из шпура не менее чем на 25 см. Один торец ОШ делают прямым (для введения в кап- сюль-детонатор), другой – под прямым или косым углом для удобства зажигания.

Для контроля времени при поджигании пяти и более зажигательных трубок применяется контрольная трубка (КТ). Она имеет такое же устройство, как и зажигательная трубка.

Согласно Правилам безопасности при взрывных работах:

•контрольную трубку необходимо поджигать первой;

•длина ее огнепроводного шнура должна быть не менее чем на 60 см короче по сравнению со шнуром самой короткой из применяемых зажигательных трубок, но не менее 40 см;

•после окончания поджигания ЗТ или после взрыва КД контрольной трубки (сгорания контрольного отрезка шнура),

атакже при затухании контрольного отрезка все взрывники обязаны немедленно отойти на безопасное расстояние или в укрытие;

136

• контрольная трубка при взрывании на земной поверхности должна размещаться не ближе 5 м от ЗТ, поджигаемой первой, и не на пути отхода взрывников.

4.2.4. Изготовление патрона-боевика

Патрон-боевик (ПБ) представляет собой патрон ВВ, в который вставлен КД. От патрона-боевика детонируют все остальные патроны ВВ в заряде.

Непосредственно перед заряжанием шпуров с одного из торцов патрона ВВ разворачивают бумажную оболочку и деревянным стержнем делают углубление (рис. 4.6, а), размеры которого должны соответствовать размерам КД. В это углубление вводят КД зажигательной трубки (рис. 4.6, б). Затем концы бумажной оболочки обертывают вокруг ОШ (рис. 4.6, в) и обвязывают шпагатом (рис. 4.6, г).

Рис. 4.6. Порядок изготовления патрона-боевика при огневом взрывании

Инициирование зарядов ВВ может быть:

1)прямым – ПБ устанавливаются у устья шпура или скважины, что обеспечивает минимальную ширину развала отбитой горной массы;

2)обратным – ПБ устанавливаются у забоя шпура (скважины), при этом повышается степень дробления породного мас-

137

сива, но увеличивается ширина развала разрушенной горной породы;

3)встречным – ПБ устанавливаются в начале и в конце заряда ВВ. Волны напряжений от взрыва ВВ возникают не только

усвободных поверхностей, но и в глубине массива. В результате дробление горной породы более равномерное, обеспечивается компактный развал, но возрастает выход негабарита;

4)комбинированным – ПБ устанавливаются в середине заряда. Действие взрыва в меньшей степени аналогично действию при прямом и обратном инициировании заряда.

4.2.5. Расчет параметров огневого способа взрывания зарядов

Расчет огневого способа инициирования зарядов сводится к определению расхода огнепроводного шнура (ОШ) на взрывание серии зарядов.

Длина отрезка ОШ для одной зажигательной трубки lТ (м): lT = (Nо.ш · tз + То)Vо.ш,

где Nо.ш – число отрезков огнепроводного шнура, поджигаемого взрывником за один прием; tз – время поджигания одного отрезка огнепроводного шнура, tз = 5…10 с; То – время отхода взрывника в укрытие или безопасное место, То ≥ 60 с; Vо.ш – скорость горения огнепроводного шнура, Vо.ш = 0,01 м/с.

Длина отрезка ОШ одной контрольной зажигательной трубки lk (м):

lk = lT – То · Vо.ш.

По условиям безопасности длина отрезка ОШ контрольной зажигательной трубки должна быть не менее чем на 60 см короче по сравнению со шнурами применяемых зажигательных трубок:

lk = lT – 0,6 м.

138

Максимальное число инициируемых зарядов (шт.) при огневом взрывании Nо.ш:

Nо.ш = VlоТ.шt Т0 .

з

Расход огнепроводного шнура на взрывание серии зарядов

Lо.ш (м):

Lо.ш = lT · Nо.ш + lk + 0,1Nкр + lост · Nкр,

где Nкр – число кругов ОШ, расходуемых на изготовление зажигательных трубок; lост – остаток огнепроводного шнура от каждой бухты, м.

Число кругов ОШ, использованных на изготовление зажигательных трубок, устанавливается исходя из следующих условий. Огнепроводный шнур выпускается отрезками длиной 10 м. От каждой бухты с обоих концов отрезается по 5 см. Следовательно, на изготовлениезажигательныхтрубокоткаждойбухтыидет9,9 м.

Количество зажигательных трубок, получаемых из одной бухты nтк:

nтк = 9,9 / lТ.

Полученное значение nтк округляем до ближайшего меньшего целого числа.

Число бухт ОШ Nкр, использованного на изготовление зажигательных трубок:

Nкр = Nо.ш .

nтк

Пример 11. Определить расход огнепроводного шнура на взрывание серии из 14 зарядов. Время поджигания одной зажигательной трубки tз = 6 с, время отхода взрывника Т = 75 с, скорость горения огнепроводного шнура Vо.ш = 1 см/с.

139

Решение.

1. Определяем длину одной зажигательной трубки по формуле

lT = (Nо.ш· tз + Т)·Vо.ш = (14·6 + 75) · 1 = 159 см;

Принимаем ближайшую большую длину, кратную 5 см:

lT = 1,6 м.

2. Находим длину контрольной зажигательной трубки: lk = lT – То · Vо.ш = 1,60 – 75·0,01 = 0,85 м.

3. Количество зажигательных трубок, получаемых из одной бухты ОШ:

n'тк 9,9 9,9 6,18 шт. lT 1,6

Принимаем ближайшее меньшее значение целого числа:

nтк = 6.

4. Находим остаток ОШ от одного круга:

lост = 9,9 – nтк· lT = 9,9 – 1,6 · 6 = 0,3 м.

5. Количество бухт огнепроводного шнура на изготовление зажигательных трубок определяем по формуле

Nкр = No.ш 14 2,33 бухты.

птк 6

Принимаем ближайшее большее значение целого числа:

Nкр = 3.

6. Определяем суммарный расход ОШ на взрывание серии зарядов:

Lо.ш = lT ·Nо.ш + lk + 0,1·Nкр + lост · Nкр =

= 1,6 · 14 + 0,85 + 0,1 · 3 + 0,3 · 3 = 24,45 м.

140