Способы инициирования скважинных зарядов и монтаж электровзрывной сети, меры безопасности при электрическом взрывании

ЭЛЕКТРОВЗРЫВНАЯ — совокупность электродетонаторов, соединительной и магистральной сети, соединённых между собой и источником тока. Магистральная сеть представляет собой участок кабельной или проводной сети от источника тока до проводов распределительной сети. Распределительная сеть состоит из концевых, участковых и соединительных проводов.

Провода электровзрывной сети соединяются посредством скрутки с последующей изоляцией контактным зажимом или изоляционной лентой. В зависимости от схемы соединения электродетонаторов (ЭД) различают последовательную электровзрывную сеть (все детонаторы соединены последовательно), параллельную и смешанную электровзрывную сети (ЭД в группах соединены последовательно, а группы между собой параллельно либо наоборот).

Последовательная электровзрывная сеть характеризуется простотой расчёта и монтажа, лёгкостью контроля исправности сети. Основные недостатки последовательной электровзрывной сети состоят в том, что она требует источника тока большой мощности при большом числе одновременно взрываемых ЭД, а при неисправности одного ЭД возможен массовый отказ.

Параллельными (параллельно-пучковыми, параллельно-ступенчатыми, кольцевыми и т.п.) и смешанными электровзрывными сетями взрывают практически любое число ЭД при достаточной мощности источника тока, при этом отказ одного или несколько ЭД меньше сказывается на инициировании всей сети. Однако эти электровзрывные сети сложны в монтаже и расчёте, а предварительная проверка их практически невозможна.

При расчёте электровзрывной сети и выборе источника тока и проводов основное требование — обеспечение заранее заданного тока в последовательной сети и длительности импульса воспламенения в каждом ЭД в параллельной электровзрывной сети.

Монтаж электровзрывной сети ведётся от заряда взрывчатых веществ к источнику тока. Для исключения влияния на электровзрывную сеть блуждающих токов различного происхождения осуществляют замыкание накоротко проводов ЭД и магистрали у источников тока; на участках, где ведётся монтаж сети, обеспечивают отсутствие контакта сети с металлическими предметами (особенно большой протяжённости) и т.п. В зависимости от опасности блуждающих токов (грозовые разряды, эдс от линий электропередач и радиотехнических устройств) выбирают тип ЭД и расстояние до источника блуждающего тока. В ответственных случаях производства взрывных работ электровзрывная сеть дублируется вся или частично.

В системах электрического инициирования энергия от внешнего источника электрического тока передается к электродетонаторам (зарядам ВВ) по электровзрывным сетям. Основными элементами электрического взрывания являются электродетонаторы нормальной чувствительности, рис.20,а.

Рис. 20 Электродетонаторы мгновенного – ЭД (а), короткозамедленного – ЭДКЗ (б) и замедленного ЭДЗД (в) действия:

1 – пробка; 2 – зажигательная головка; 3 – корпус (гильза); 4 – втулка (чашечка); 5 – воспламеняющая смесь; 6 – замедляющий состав; 7 –первичный заряд ВВ; 8 – вторичный заряд ВВ.

Выделяют следующие типы электродетонаторов:

- по виду заряда инициирующего ВВ, который в нем находится (гремучертутно-тетриловый и азидо-тетриловый);

- по времени срабатывания (мгновенного, рис.20,а, короткозамедленного, рис.20,б, и замедленного действия, рис.20,в);

- по конструктивному оформлению и по назначению (общего назначения, для сейсморазведки, обработки металлов, для торпедирования нефтяных скважин и др.);

- по условиям применения (непредохранительные и предохранительные – для шахт, опасных по взрыву газа или пыли);

- по чувствительности к блуждающим токам (нормальной, пониженной и очень низкой чувствительности или грозоустойчивые).

Мировые фирмы производят электродетонаторы высокоточные с жестко фиксированными интервалами времени замедления, новые системы ЭД, защищенные от действия статического электричества, блуждающих и других посторонних токов, прецизионного действия, применение электронных устройств для программированного последовательного инициирования зарядов и т.д. Разработаны различные приборы для их взрывания и контрольно-измерительная аппаратура.

Преимущества электрического способы взрывания перед другими заключается в возможности проверки каждого ЭД и всей взрывной сети перед взрывом.

Основные параметры электродетонаторов:

- сопротивление ЭД – сумма электрического сопротивления мостика накаливания и выводных проводов в холодном состоянии;

- безопасный ток – максимальное значение (верхняя граница) постоянного тока, который не вызывает взрыв при неограниченном времени его прохождения через ЭД;

- длительный воспламеняющий ток – минимальное значение (нижняя граница) постоянного тока, который, протекая через ЭД за время более 1 мин., вызывает взрыв;

- стомиллисекундный воспламеняющий ток – значение постоянного тока, который, протекая через ЭД в течение 10 мс, вызывает его взрыв;

- импульс воспламенения – наименьшее значение импульса тока (постоянного), при котором происходит зажигание электровоспламенителя;

- время передачи – время от момента воспламенения электровоспламенителя ВВ до момента выхода луча огня из его головки, а для ЭД мгновенного действия – до его взрыва;

- время срабатывания – время от момента включения тока до момента взрыва ЭД.

Гарантийный ток – это минимальный ток, который, проходя через последовательно включенные ЭД, вызывает в них воспламенение всех электровоспламенителей. Гарантийная величина переменного тока принимается равной 2,5 А. В случае использования постоянного тока его гарантийная величина должна быть не меньшей чем удвоенное значение стомиллисекундного тока и обычно принимается равной 1 А, однако при одновременном взрыве 200 ЭД это значение увеличивается до 1,3 А.

Для производства взрывных работ в угольных и сланцевых шахтах, опасных по взрыву газа или пыли, с 1990 г. выпускаются предохранительные мощные ЭД короткозамедленного действия пониженной чувствительности к действию зарядов статического электричества и блуждающих токов типа ЭД-КЗ-ПК и нормальной чувствительности к действию зарядов статического электричества и блуждающих токов типа ЭД-КЗ-ПКМ. Для шахт, опасных по взрыву газа или пыли, выпускаются непредохранительные ЭД с замедлением типа ЭД-3-Н, которые имеют 23 серии замедления.

"Едиными правилами безопасности при взрывных работах" предусмотрены следующие основные требования при взрывании с применением электродетонаторов:

- провода ЭД после проверки их сопротивления должны быть замкнуты накоротко и в таком положении находиться все время до момента присоединения к взрывной сети. При выполнении этой операции на рабочем месте проверяющего допускается иметь не более 100 ЭД;

- в шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, провода электродетонаторов и электровзрывной сети должны соединяться только с применением

контактных зажимов;

- электровзрывная сеть должна быть двухпроводной. Использование воды, земли, труб, рельсов, канатов и т.п. в качестве одного из проводников запрещается. До начала заряжания взрывник обязан осмотреть взрывную магистраль, убедиться в ее исправности;

- в шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, должны применяться электродетонаторы только с медными проводами. Это требование распространяется также на соединительные и магистральные провода (кабели) взрывной сети;

- запрещается монтировать электровзрывную сеть в направлении от источника тока или включающего ток устройства к заряду;

- после монтажа электровзрывной сети необходимо проверить ее проводимость;

- постоянная взрывная магистраль должна отставать от места взрыва не менее чем на 100 м;

- включение тока для взрывания должно проводиться из безопасного места. Взрывной прибор должен иметь специальные клеммы для подсоединения магистральных проводов электровзрывной сети. Подсоединение магистральных проводов к взрывному прибору (машинке) следует проводить в месте укрытия взрывника;

- концы проводов смонтированной части электровзрывной сети должны быть замкнуты накоротко на все время, предшествующее подсоединению их к проводам следующей части электровзрывной сети. Запрещается присоединение проводов уже смонтированной части электровзрывной сети к следующим проводам, пока противоположные концы последних не замкнуты накоротко;

- концы магистральных проводов электровзрывной сети также должны быть замкнуты в течение всего времени до присоединения их к клеммам прибо ра или устройства, включающего ток для взрывания;

- со всех электроустановок, кабелей, контактных и воздушных проводов и

других источников электроэнергии (в т.ч. источников опасных электромагнитных излучений), действующих в зоне монтажа электровзрывной сети, напряжение должно быть снято с момента монтажа сети;

- в подземных условиях в зону монтажа электровзрывной сети необходимо включать выработки, в которых монтируется такая сеть;

- при монтаже электровзрывной сети в подземных выработках допускается не отключать находящиеся в пределах зоны монтажа осветительные электрические сети не более 42 В, вентиляторы местного проветривания и аппаратуру в исполнении РО;

- при взрывании с применением электродетонаторов выход взрывника из укрытия после взрыва разрешается не ранее, чем через 5 мин. и только после отсоединения электровзрывной сети от источника тока и замыкания ее накоротко;

- если при включении тока взрыва не произошло, взрывник обязан отсоединить от прибора (источника тока) электровзрывную сеть, концы ее замкнуть накоротко, взять с собой ключ от прибора (ящика, в котором находится взрывное устройство) и только после этого выяснить причину отказа. Выходить из укрытия в таком случае можно не ранее, чем через 10 мин., независимо от типа применяемых электродетонаторов;

- взрывные приборы (машинки) перед выдачей взрывникам должны проверяться согласно инструкциям по эксплуатации на соответствие установленным техническим характеристикам, в т.ч. на развиваемый ток, импульс тока и, на шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, на длительность импульса напряжения.

Совершенствование технологии и методов контроля за безопасностью электровзрывания открыли новые возможности для развития электрического способа взрывания на открытых и подземных горных работах.

Однако развитие любой технической системы, как и электрического способа взрывания зарядов ВВ, в конце концов, приводит к необходимости создания принципиально новых элементов (как, например, система "Магнадет"), либо принципиально новой системы, физико-технические параметры которой исключили бы недостатки существующей.

На базе анализа электрической системы взрывания зарядов ВВ, можно выделить недостатки, характерные для разных этапов ее развития.

1. Недостатки, определяемые физико-техническими характеристиками элементов (недостатки очевидные). Этот тип недостатков лежит в основе, т.е. в способе технической реализации используемого физического эффекта. К этому типу относятся недостатки, связанные с опасностью преждевременного взрыва в результате появления в сети посторонних токов, сложностью монтажа сети, особенно при большом количестве ЭД, токсичностью продуктов взрыва ЭД.

2. Недостатки, проявляющиеся в процессе эксплуатации системы и ее элементов (недостатки скрытые). К этому типу можно отнести, например, снижение уровня безотказности действия ЭД в течение гарантийного срока хранения.

3. Недостатки потенциальные, т.е. связанные с изменением эксплуатационных требований при усовершенствовании технологического процесса в целом. От того, несколько высок физический потенциал системы, ее невостребованные скрытые возможности, зависит будущее системы, связанное с эффективной ее эксплуатацией. К таким недостаткам относятся неудовлетворительные параметры, характеризующие точность интервала замедления ЭД.

4. Технологические недостатки, связанные с несоблюдением технических условий изготовления элементов системы. Установлены как скрытые дефекты ЭД (некачественный контакт мостика накаливания с вилочкой и т.д.).

Перечисленные недостатки резко снижают уровень безопасности и эффективности электрического способа взрывания. Установлено, что отказы шпуровых зарядов ВВ в угольных и сланцевых шахтах происходят, в основном, по техническим причинам и зависят от качества изготовления основных элементов системы. Кроме этого, уровень качества элементов определен нормативно-технической документацией, которая устанавливает допустимую вероятность появления отказа в течение года, равную 10–6. А уровень эксплуатационного качества промышленных ЭД составляет 3·10–3. Таким образом, в электрической системе основным элементом, приводящим к снижению безопасности действия системы, является ЭД.

 

Меры безопасности:

90. Перед выдачей электродетонаторы должны быть проверены в помещении склада ВМ или на открытом воздухе под навесом в соответствии с инструкциями (правилами).

При проверке электродетонатор должен помещаться в футерованную металлическую трубу, за щит или в специальное устройство, исключающее поражение людей в случае взрыва. Провода электродетонаторов после проверки их сопротивления должны быть замкнуты накоротко и в таком положении находиться до момента присоединения к взрывной сети. При выполнении этой операции на рабочем столе проверяющего должно быть не более 100 электродетонаторов.

§ 91. Электровзрывные сети должны иметь исправную изоляцию, надежные электрические соединения.

Концы проводов и жил кабелей должны быть тщательно зачищены, плотно соединены (срощены) и соединения (сростки) изолированы при помощи специальных зажимов или других средств.

В шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, провода электродетонаторов и электровзрывной сети необходимо соединять только с применением контактных зажимов.

§ 92. Электровзрывная сеть должна быть двухпроводной. Использование воды, земли, труб, рельсов, канатов и т.п. в качестве одного из проводников запрещается. До начала заряжания взрывник обязан осмотреть взрывную магистраль, соединительные провода, убедиться в исправности сети.

§ 93. В шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, должны применяться электродетонаторы только с медными проводами. Это требование распространяется также на соединительные и магистральные провода (кабели) электровзрывной сети.

§ 94. Запрещается монтировать электровзрывную сеть в направлении от источника тока или включающего ток устройства к заряду.

§ 95. После монтажа и осмотра электровзрывной сети необходимо проверить ее проводимость.

§ 96. Постоянная взрывная магистраль должна отставать от места взрыва не более чем на 100 м.

§ 97. Перед взрыванием скважинных и камерных зарядов общее сопротивление всей электровзрывной сети должно быть подсчитано и затем измерено из безопасного места электроизмерительными приборами. В случае расхождения величин измеренного и расчетного сопротивлений более чем на 10% необходимо устранить неисправности, вызывающие отклонения от расчетного сопротивления электровзрывной сети.

При невозможности измерить сопротивление электровзрывной сети допускается по разрешению лица технического надзора, руководящего проведением взрыва, ограничиться проверкой ее проводимости.

 

§ 98. Подавать напряжение для взрывания необходимо из безопасного места. Взрывной прибор (устройство) должен иметь специальные клеммы для подсоединения магистральных проводов электровзрывной сети.

Подсоединять магистральные провода к взрывному прибору (машинке) следует в месте укрытия взрывника.

При проведении массового взрыва подавать напряжение можно только по команде его руководителя.

§ 99. Концы проводов смонтированной части электровзрывной сети должны быть замкнуты накоротко все время, предшествующее подсоединению их к проводам следующей части электровзрывной сети. Запрещается присоединение проводов уже смонтированной части электровзрывной сети к следующим проводам, пока противоположные концы последних не замкнуты накоротко.

Концы магистральных проводов электровзрывной сети также должны быть замкнуты в течение всего времени до присоединения их к клеммам прибора или устройства, подающего напряжение для взрывания.

При дублировании электродетонаторов во избежание перепутывания проводов основных идублирующих электродетонаторов провода каждого из них должны быть свиты, а по окончании заряжания смотаны в отдельные бунтики. При производстве массовых взрывов провода основной и дублирующих электровзрывных сетей должны быть замаркированы.

§ 100. Со всех электроустановок, кабелей, контактных и воздушных проводов и других источников электроэнергии (в том числе источников опасных электромагнитных излучений), действующих в зоне монтажа электровзрывной сети, напряжение должно быть снято с момента монтажа сети.

В подземных условиях в зону монтажа электровзрывной сети необходимо включать выработки, в которых монтируется такая сеть.

На земной поверхности в зону монтажа электровзрывной сети должна включаться поверхность, ограниченная контуром, на 50 м превышающим контур электровзрывной сети, независимо от высоты подвески проводников электрического тока, а при прострелочно-взрывных работах в скважинах - соответственно на 10 м.

В необходимых случаях должны приниматься утвержденные руководителем предприятия (шахты, рудника, карьера и т.п.) дополнительные меры защиты от блуждающих токов (применение защищенных электродетонаторов, исключение повторного использования соединительных проводов, обязательное применение специальных зажимов для изоляции скруток проводов и др.).

При монтаже электровзрывных сетей в подземных выработках допускается не отключать находящиеся в пределах зоны монтажа вентиляторы местного проветривания, а также осветительные электрические сети напряжением не более 42 В с осуществлением мер защиты электродетонаторов от воздействия блуждающих токов.

§ 101. Взрывные приборы (машинки) и взрывные стационарные устройства должны храниться в местах, исключающих доступ к ним посторонних лиц.

§ 102. Запрещается проводить электрическое взрывание непосредственно от силовой или осветительной сети без предназначенных для этого устройств.

§ 103. При взрывании с применением электродетонаторов выход взрывника из укрытия после взрыва разрешается не ранее чем через 5 мин и только после отсоединения электровзрывной сети от источника тока и замыкания ее накоротко.

§ 104. Если при подаче напряжения взрыва не произошло, взрывник обязан отсоединить от прибора (источника тока) электровзрывную сеть, замкнуть накоротко ее концы, взять с собой ключ от прибора (ящика, в котором находится взрывное устройство) и только после этого выяснить причину отказа. Выходить из укрытия можно не ранее чем через 10 мин, независимо от типа применяемых электродетонаторов.

§ 105. Взрывные приборы (машинки) перед выдачей взрывникам должны проверяться согласно инструкциям по эксплуатации на соответствие установленным техническим характеристикам, в том числе на развиваемый ток, импульс тока; на шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, кроме того, - на длительность импульса напряжения.

§ 106. Взрывные приборы стационарных взрывных пунктов на угольных, сланцевых шахтах и объектах геологоразведки, опасных по газу или пыли, должны проверяться в местах их установки не реже одного раза в 15 дней.

17. проект массового взрыва, его состав и порядок утверждения и ознакомления.

2.1. Технический расчет и схема расположения скважин должны состоять из пояснительной записки с расчетами и графической документации.
Эти документы составляются с учетом фактических горных, геологических и гидрогеологических условий, а также указаний маркшейдерской (геодезической) службы и результатов предыдущих взрывов.
Для составления схем могут использоваться планшеты горизонтов, на выкопировках из которых указываются точки расположения скважин.
Перед нанесением мест расположения скважин маркшейдерская (геодезическая) служба должна указать положение уступа (верхнюю и нижнюю бровки).
2.2. Точки расположения скважин должны быть вынесены на место. Порядок и способы их вынесения устанавливаются в соответствии с требованиями Инструкции по производству маркшейдерских работ предприятием, выполняющим буровые работы.
Примечание. При глубине скважин до 6 м допускается вместо указания точек их расположения на планшетах показывать ряды или оси расположения скважин.
2.3. После бурения скважин согласно проекту массового взрыва проводится маркшейдерская съемка обуренного блока и составляется план с указанием фактического положения уступов и скважин.
На план наносится или составляется в виде самостоятельного документа таблица параметров взрывных работ, в которой указываются расчетные данные. В ходе заряжания в таблице должны проставляться фактические параметры.
2.4. Подготовленный блок после маркшейдерской съемки передается согласно акту взрывному участку или цеху, производственному подразделению подрядной организации (приложение 4) для дальнейшего выполнения работ.
Если буровзрывные работы выполняются одним участком (цехом), акт не оформляется.
2.5. Составляется распорядок массового взрыва, который утверждается техническим руководителем карьера, разреза, прииска, рудника и т.п.*.
Порядок утверждения устанавливается приказом руководителя предприятия (строительства) с учетом структуры и организации взрывных работ. При выполнении взрывных работ подрядным способом распорядок массового взрыва должен утверждаться техническим руководителем предприятия (строительства) и техническим руководителем специализированной подрядной организации, а на удаленных участках (объектах) вместо последнего по согласованию с органом госгортехнадзора - соответствующим ответственным руководителем взрывных работ подрядной организации, назначенным приказом.
Рекомендуемая форма распорядка массового взрыва приведена в приложении 3.
2.6. Проект массового взрыва подлежит утверждению после предварительного рассмотрения на карьере (разрезе, прииске, руднике и т.п.) и необходимых согласований. Порядок утверждения должен быть установлен приказом руководителя предприятия (строительства, специализированной подрядной организации) по согласованию с органом госгортехнадзора.
В приказе (распоряжении) о подготовке массового взрыва указывается ответственный руководитель.
2.7. Ответственный руководитель массового взрыва обязан организовать ознакомление инженерно-технических работников и рабочих с документами по взрыву, довести до них порядок его подготовки и проведения, необходимые меры безопасности.