Что такое средства инициирования

Инициирующие взрывчатые вещества

Требования, предъявляемые к инициирующим взрывчатым веществам: высокая инициирующая способность, обеспечивающая безотказное возбуждение взрыва в заряде вторичного взрывчатого вещества при малых количествах инициирующего вещества; безопасность в обращении и применении; хорошая сыпучесть и прессуемость, необходимые для точных навесок и предупреждения высыпания из готовых изделий; химическая и физическая стойкость; совместимость со вторичными ВВ и конструкционными материалами; влагостойкость.

Инициирующие взрывчатые вещества применяют в военном деле, горнодобывающей промышленности в виде зарядов в специальной конструкции — так называемые капсюли-детонаторы и капсюли-воспламенители.

Содержание

Индивидуальные вещества используемые в практике

Данные вещества использовались и используются до сих пор для производства капсюлей-детонаторов (обычно в виде смесей с компонентами уменьшающими взрывоопасность и повышающими технологичность):

Смеси используемые в практике

Как уже указывалось выше чистые инициирующие вещества редко используются на практике, например, состав для ударных капсюлей может быть выражен составом: 16-28 % гремучей ртути, 36-55 % хлората калия и 28-37 % сульфида сурьмы. Кроме того существуют смеси, где ни один из компонентов не является отдельно инициирующим веществом. Примером такой смеси является смесь красного фосфора и хлората калия, которая широко используется в производстве пистонов, новогодних хлопушек и т. п.

Вещества, которые рассматривались как инициирующие взрывчатые вещества

Данные вещества часто описывались в патентах, но по разным причинам не нашли практического применения или применялись в очень ограниченном объеме:

Чрезвычайно чувствительные инициирующие взрывчатые вещества

Данная группа веществ никогда не найдет применения в практике взрывного дела из-за очень высокой чувствительности к малейшим механическим и тепловым воздействиям. Но некоторые из этих веществ представляют практический интерес в других научных областях и в области техники безопасности.

Источник

Средства инициирования

Как указывалось выше, подавляющее большинство бризантных ВВ, в том числе и шашки-детонаторы, устойчивы к внешнему механическому и тепловому импульсам. Для возбуждения детонации им необходимо ударно-волновое воздействие. Сам процесс возбуждения детонации называют инициированием, а средства, используемые для этой цели – средствами инициирования (СИ).

По виду начального импульса выделяют следующие способы инициирования: огневой, электрический, электро-огневой и бескапсюльный. На карьерах распространено электрическое и бескапсюльное взрывание.

Таблица 3.13. Характеристика шашек-детонаторов

Огневой способ инициирования зарядов разрешается применять на земной поверхности и только в тех случаях, когда он не может быть заменен электрическим или другим способом (в т.ч. неэлектрическими системами инициирования).

К средствам инициирования относят: капсюли-детонаторы, электродетонаторы, огнепроводный (ОШ) и детонирующий (ДШ) шнуры, низкоэнергетические неэлектрические системы инициирования, средства воспламенения огнепроводного шнура, электрозажигатели, пиротехнические (детонационные) реле.

Огневой способ инициирования (огневое взрывание) основан на применении зажигательных трубок, которые состоят из капсюля-детонатора и выведенного в него отрезка огнепроводного шнура.

Капсюли-детонаторы представляют собой открытую с одного конца медную, алюминиевую, биметаллическую или бумажную гильзу, в которой запрессован заряд инициирующего вещества (рис. 3.9, а). Первичное инициирующее ВВ (гремучая ртуть, азид свинца) помещено в металлическую чашечку цветного металла, имеющую в середине отверстие. В качестве вторичного инициирующего ВВ используют тетрил, ТЭН или гексоген.

Для передачи пучка искр капсюлю-детонатору служит огнепроводный шнур с сердцевиной из дымного пороха, окруженной наружной и внутренней оплетками, покрытыми влагоизолирующей мастикой (рис. 3.10, а). Скорость горения ОШ – 1 см/с. Отрезок ОШ вставляют в дульце капсюля-детонатора, которое обжимают, если гильза металлическая, или плотно обвязывают шпагатом, когда она бумажная.

В настоящее время допущены к применению три типа капсюлей – детонаторов, из них один (КДБИ-8) не содержит инициирующих ВВ. Капсюли – детонаторы КД-8МА имеют алюминиевую гильзу, а КД-8С – стальную или биметаллическую. Огнепроводные шнуры изготавливают в асфальтированной (ОША) или пластиковой (ОШП) оболочках. Шнур ОША рекомендован к использованию в сухих условиях, а ОШП – в сухих и обводненных условиях.

Для их поджигания используют отрезки ОШ, фитили, или зажигательные патроны ЗП-Б1 и ЗП-Б5 с внутренним диаметром от 16 до 43 мм. В них размещают от 1–7 (ЗП-Б1) до 28-32 (ЗП-Б5) отрезков ОШ.

В средствах электроогневого инициирования применяют электрозажигательные патроны (трубки) ЭЗ-ОШ и ЭЗТ-2 индивидуального и группового поджигания. Электрозажигатели ЭЗ-ОШ могут быть использованы для поджигания ОША в комплекте с зажигателями ЗП-Б. Внутренние диаметры их одинаковы.

Электровзрывание применяют при всех методах взрывных работ в условиях, не опасных по блуждающим токам и токам электромагнитной индукции.

Средствами электрического способа инициирования служат электродетонаторы, провода, постоянные или переносные источники электрического тока, контрольно-измерительные приборы.

В электродетонаторе капсюль-детонатор соединен с электровоспламенителем (рис.3.9, б), имеющим выводные провода и мостик накаливания, окруженный воспламенительной головкой, покрытой нитролаком. Провода применяют одножильные медные, биметаллические или стальные. Изоляцию проводов изготавливают из резины, полихлорвинила или резины в хлопчатобумажной оплетке. Длина проводов от 1 до 4 м. Свободные концы проводов замыкают накоротко.

Ростехнадзором допущены к применению на карьерах 3 типа непредохранительных электродетонаторов мгновенного действия (ЭД-8Ж и ЭД-8Э9, ЭД-1-8-Т – антистатический), два типа замедленного действия (ЭД-1-3Т и Э3-Н с замедлением до 10 с, 36 серий) и один тип коротко замедленного действия (ЭД-3Н с замедлением от 20 до 500 мс). В ряде случаев при МКЗВ используют также электродетонаторы ЭД-1-3Т с теми же интервалами, что и ЭД-3-Н. Кроме того, выпускают системы взрывания электродетонаторов ЭД-24 (нечувствительные к блуждающим токам и статическому электричеству).

Детонирующий шнур, в отличие от ОШ, предназначен для передачи детонации зарядам ВВ. Он состоит из взрывчатой сердцевины и защитной оболочки (рис.3.10, б) красного или другого отличительного цвета с красной нитью. Сердцевина ДШ содержит высокобризантные ВВ (обычно ТЭН, в термостойких ДШ – гексоген, пентолит, октоген и др.) со скоростью детонации не менее 6,5 км/с, способные создавать необходимый инициирующий импульс. Оболочкой служит нитяная оплетка, влагоизолированная снаружи мастикой или полиэтиленовая трубка.

Ростехнадзором России рекомендованы к применению на открытых горных работах 13 марок ДШ, различаемых по типу покрытия наружной оплетки и массой взрывчатой сердцевины (г) на 1 м ДШ.

Соединение между собой двух отрезков ДШ или ответвления с магистральным шнуром разрешается производить внакладку, внакрутку (рис.3.11) или способами, указанными в инструкции, находящейся в ящике с детонирующим шнуром. Все соединения ДШ должны выполняться под прямым или тупым углами с таким расчетом, чтобы направление распространения детонации по шнуру ответвления совпадало с направлением распространения детонации по магистральному шнуру.

Для подрыва скважинных зарядов ДШ соединяют с шашками-детонаторами или патронами ВВ. При изготовлении промежуточных детонаторов из порошкообразных и патронированных ВВ конец детонирующего шнура в патроне должен завязываться не менее чем вдвое. Разрешается обматывать детонирующий шнур вокруг патрона взрывчатых веществ.

Для создания замедлений между соседними зарядами применяют пиротехнические реле РП-8М, РП-Н, РП-Д (рис.3.12) двустороннего действия с интервалами замедления 20, 35, 50 мс (РП-8М и РП-Н) и 20, 30, 45 60, 80, 100 мс (РП-Д). В зависимости от интервала замедления типы реле отличаются цветом соединителя (табл.3.14).

Реле состоит из двух капсюлей – детонаторов (КД) с замедлением, размещенных в монтажных элементах и соединенных между собой ударноволновой трубкой (УВТ) с помощью обжимки через эластичное уплотнение.

Таблица 3.14 – Характеристика пиротехнического реле РП-Д

Материал гильз КД – алюминий или его сплавы. Соединители (монтажные элементы) имеют два отверстия большого диаметра (5,5–6,1 мм) для присоединения к реле детонирующего шнура нормальной мощности и два отверстия малого диаметра (4,2 мм) для присоединения детонирующего шнура малой мощности типа ДШМ-Э [23].

При прохождении детонации по ДШ в соединителе реле она инициирует УВТ, по которой импульс передается в КД пиротехнического реле, где после срабатывания замедляющего состава вновь возбуждается детонация, приводящая к инициированию ДШ в ответвлении.

Низкоэнергетические неэлектрические системы инициирования на основе УВТ позволяют создавать схемы взрывания зарядов с практически неограниченными возможностями управления процессом разрушения горных пород.

Мировыми лидерами по производству и продаже систем инициирования являются (без учета РФ): международные альянсы «ICI», «Dyno Nobel», фирмы США «Ensing Bickford», «Austin», германская фирма «Dinamit Nobel». За рубежом неэлектрические системы инициирования на основе ДШ представлены маломощными шнурами с навеской 1,5–10,2 г/м. в России же основная масса ДШ выпускается с навеской 12 г/м.

В настоящее время разрешение Ростехнадзора РФ на постоянное применение получили ДШЭ-6ВДТ и ДШМ-Э с навеской 6 г/м. В стадии разработки находится скважинный ДШ «Детон» с навеской 1,4 г/м [23].

Широкое распространение в мире получила неэлектрическая система «Нонель» фирмы «Нитро Нобель» (Швеция), основу которой составляют УВТ с массой ВВ 20 мг/м и капсюли – детонаторы замедленного действия. УВТ «Нонель» не обладает взрывчатым эффектом. Ударная волна распространяется по внутренней стороне трубки без какого-либо воздействия на окружающую среду. Сердцевина трубки «Нонель» выполнена в виде нанесенного на внутреннюю поверхность полимерной оболочки тонкого слоя вторичного ВВ (ТЭНа или порошкообразного алюминия). Достоинствами ее являются: очень малый расход ВВ, невосприимчивость к электрическим зарядам напряжением до 30 кВ.

Оболочка УВТ «Нонель» представляет собой двойную трубку из пластика. Если ее держать в руке, то едва ли возможно почувствовать прохождение ударной волны. Капсюль – детонатор непредохранительного типа инициируется пламенем, которое возникает в момент, когда ударная волна выходит из трубки «Нонель» в детонатор. Поверхностные КД системы имеют 5 серий замедления (0, 17, 25, 42, 67 мс), внутрискважинные замедлители – тоже 5 серий с интервалами 400, 425, 450, 475 и 500 мс.

Отечественными производителями разработаны неэлектрические системы инициирования СИНВ (для взрывных работ на земной поверхности СИНВ-П СИНВ-С-Т или СИНВ-С-Н, для взрывных работ на подземных рудниках и угольных шахтах СИНВ-Ш), Эдилин, УНСИ.

Система СИНВ по своим техническим характеристикам является аналогом системы «Нонель» фирмы «Дина Нобель». Устройства данной системы представляют собой отрезок УВТ длиной от 4 до 30м., герметично соединенный с капсюлем-детонатором, инициирующим волноводы, соединители, а также монтажные элементы – фиксаторы (в системе СИНВ-П), служащие для соединения устройств системы в единую взрывную сеть и для локализации осколочного действия поверхностного КД.

СИНВ-П используют в поверхностных взрывных сетях, а СИНВ-С-Т и СИНВ-С-Н – во внутрискважинных сетях для инициирования шашек-детонаторов Т-400Г, ТК-500, ТГФ-850Э и др. СИНВ-П имеет 9 интервалов замедления: 0, 20, 30, 45, 60, 80, 100, 150, 200 мс, а системы СИНВ-С – 11 интервалов замедления: 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 мс. К недостатку систем «Нонель» и СИНВ следует отнести отсутствие гарантии по полному исключению отказов в основном из-за некачественного монтажа взрывной сети. Частота отказов составляет 1–1,5 %.

Для повышения надежности взрывных работ прошли промышленные испытания и допущены к постоянному применению низкоэнергетические системы УНСИ с промежуточным детонатором ЗДЭ-300 и Эдилин с детонаторами ДБИ-1, ДБИ-2, ДБИ-3. Отличие последней от УНСИ состоит лишь в том, что вместо инициирующего элемента мгновенного действия она содержит капсюль-детонатор без инициирующего элемента с замедлением. Система Эдилин имеет 4 серии замедления капсюлей-детонаторов (200, 225, 475, 500 мс) и 3 серии замедления для поверхностных КД (0, 25, 40 мс) [23].

Неэлектрические системы инициирования типа «Нонель», СИНВ, Эдилин находят применение и в сочетании с ДШ. При этом поверхностную сеть монтируют на основе ДШ и пиротехнических реле, так как дублирование взрывной сети из СИНВ-П сопряжено со значительными сложностями монтажа.

В скважины опускают устройства на основе УВТ. Соединение ДШ с волноводами рекомендуется выполнять с помощью специальных соединителей. Во всех схемах с узловыми соединениями наблюдались случаи отказов.

По прогнозу специалистов одной из испанских фирм, использование КД с ОШ и ДШ к 2010 г. сойдет на нет, применение систем с низкоэнергетическими волноводами будет находиться в пределах 47 %, электрических с электродетонаторами – 28 %, а использование электронных ЭД возрастет до 25 %.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Средства инициирования

Под ними (СИ) понимают устройства, действующие от внешне) го импульса (теплового, механического и др.) и выделяющие энергию в виде ударной волны для возбуждения детонации в зарядах ВВ или в виде форса огня для воспламенения взрывных зарядов.

По характеру действия СИ подразделяют на средства детона) ции и средства воспламенения.

Средства детонации непосредственно возбуждают детонацию в зарядах ВВ. К ним относятся: капсюли)детонаторы (КД), элек)

тродетонаторы (ЭД), детонирующий шнур (ДШ), короткозамед) ленный детонирующий шнур (КЗДШ).

Средства воспламенения предназначены для преобразования внешнего импульса (теплового, механического и др.) в форс пла) мени и передачу его к средствам детонации для их возбуждения. К ним относятся капсюли, воспламенители (КВ), электровоспла) менители (ЭВ), огнепроводный шнур (ОШ), зажигательные и электрозажигательные трубки, фитиль зажигательный тлеющий.

Средства инициирования по степени опасности при обраще) нии с ними разделяют на следующие группы совместимости:

Фитиль зажигательный тлеющий не является устройством, содержащим ВВ, и не относится ни к одной группе совместимости.

Допускается совместное хранение СИ, относящихся к группе G, совместно с СИ, относящимися к группам В и D.

2.3.1. Капсюли)детонаторы и электродетонаторы

КД обеспечивает возбуждение детонации зарядов ВВ при тем) пературе окружающей среды от )60 до +45 °С (табл. 2.14).

Таблица 2.14

КД № 8 упаковываются вертикально, донышком вниз по 100-120 штук в картонные коробки, которые затем устанавлива) ются в металлический ящик по 50 коробок в каждый.

Капсюли)детонаторы действуют от пучка искр, от пламени, от взрыва. Они требуют осторожного обращения, так как от удара, трения, нагревания могут взорваться. Их следует хранить в сухих местах отдельно от ВВ. Негодными КД считаются при наличии сквозных трещин и помятостей на гильзе, опудренности стенок гильзы инициирующим составом, окисления в виде крупных пятен или сплошного налета на гильзах. С указанными дефекта) ми применять КД запрещается.

Термостойкие капсюли)детонаторы ТКД)3)200 и ТКД)6)270 (рис. 2.1б) предназначены для работ, проводимых в средах с тем) пературой выше 100 °С (таблица 2.15).

Таблица 2.15

2.3.2. Электродетонаторы мгновенного действия

Они срабатывают в течение 2-6 мс, т.е. практически мгновен) но. Используются для электрического способа взрывания одиноч) ных или для одновременного взрывания групповых зарядов ВВ преимущественно в шахтах, не опасных по газу и пыли, в сухих и обводненных забоях при температуре от )60 до +45 °С. ЭД состо) ят из КД № 8С и электровоспламенителя (рис. 2.2):

Мостик накаливания, предназначенный для зажжения состава, находящегося на его поверхности, расположен в головке электро) воспламенителя. Его изготавливают из тугоплавкого сплава ни) хрома (Ni 80%, Сг 20%), обладающего большим удельным сопро) тивлением.

Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:22 Page 56

Рис. 2.1. Капсюли5детонаторы:

Рис. 2.2. Электродетонаторы:

Рис. 2.3. Электродетонаторы мгновенного действия:

Рис. 2.4. Электродетонатор короткозаземленного и замедленного действия:

Воспламенительный состав головки вызывает загорание зажигательного состава, который поджигает создаваемым им более мощным и продолжительным форсом огня заряд ИВВ, горение которого быстро переходит в детонацию и инициирует основной заряд БВВ.

Типы выпускаемых ЭД приведены в табл. 2.16.

Таблица 2.16

Примечание:

В качестве воспламенительного состава берут смесь бертолето) вой соли (47%), родонистого свинца (27%) и костного клея (26%).

ЭД)8Э и ЭД)8Ж могут применяться вместе с ЭД)3)Н (рис. 2.4) в качестве нулевой ступени замедления при короткозамедленном взрывании групповых зарядов. ЭДС)1 используют для сейсмораз) ведочных работ.

ЭДП и ЭДП)р (рис. 2.2) упаковываются рядами в картонные ко) робки по 40 штук и 20 штук, при этом в каждом ряду 5-10 штук.

2.3.3. Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного действия

Электродетонаторы замедленного и короткозамедленного дей) ствия ЭД)3)Н состоят из КД)8С, в колпачок которого перед зарядом ИВВ впрессован замедляющий пиротехнический состав (ПС) и элек) тровоспламенитель. Их применяют для электрического взрывания больших серий зарядов ВВ в условиях сухости и отсутствия воды на открытых и подземных работах, в том числе и в сланцевых шахтах, опасных из)за пыли, кроме угольных шахт, опасных из)за метана и угольной пыли при температуре внешней среды от )60 до +45 °С (рис. 2.4). Выпускают ЭД)3)Н 23)х серий с номинальным временем замедления от 20 до 10 000 мс, позволяющим увеличить число взры) ваемых зарядов в группе и соответственно повысить эффективность взрывных работ. Во всех этих ЭД замедление осуществляют с помо) щью ПС, замедлителя определенной массы и плотности, сгорающе) го с постоянной скоростью. Заданное время срабатывания ЭД обес) печивают подбором высоты и плотности столбика замедлителя ПС или изменением его рецептуры (табл. 2.17).

Таблица 2.17

Электродетонаторы гарантированно срабатывают при одиноч) ном подрыве от тока силой 0,7 А.

Интервалы замедлений ЭД)КЗ и ЭД)3Д приведены в таблице 2.18.

Таблица 2.18

Отклонения от номинальных замедлений при токе 1А составля) ют: для первой и второй серий ± 10 мс; для третьей от )10 до +15 мс; для четвертой от )15 до +30 мс; для пятой от )15 до +45 мс; для шестой и последующих серий ±50 мс.

В качестве нулевой степени замедления используются элек) тродетонаторы ЭД)8Э или ЭД)8Ж.

2.3.4. Электродетонаторы предохранительные короткозамедленного действия

Они состоят из азидо)гексогенового КД повышенной мощно) сти с замедлителем (рис. 2.5) и ЭВ. Предназначены для взрыва) ния зарядов предохранительных ВВ в угольных, сланцевых и дру) гих шахтах, опасных из)за газа и пыли. На боковую наружную поверхность их гильзы наносят оболочку толщиной 0,1-0,2 мм из предохранительной массы, состоящей на 55% из сернокислого

калия (пламегасящий компонент) и 45% нитроцеллюлозного лака. Эта оболочка предотвращает воспламенение метановоз) душной среды при случайном обнажении ЭД в угольных шахтах и взрыве его в свободно подвешенном состоянии вне шпурового заряда применяемого предохранительного аммонита.

ЭД изготавливают двух типов: 1) с эластичным креплением мостика накаливания; 2) с жестким креплением.

Электродетонаторы гарантированно срабатывают при одиноч) ном подрыве от тока силой 0,7 А.

Предохранительные электродетонаторы выпускаются следую) щих марок: ЭДКЗ)П, ЭДКЗ)ПМ, ЭДКЗ)ПКМ.

Рис. 2.5. Злектродетонатор предохранительного типа:

Рис. 2.6. Электродетонаторы:

Spravochnik_Spas_10.qxp 16.08.2006 13:

Рис. 2.7. Электродетонаторы высоковольтные:

Марки ЭДКЗ)П и ЭДКЗ)ПМ выпускаются 13 серий замедления в интервале от 4 до 125 мс и интервалами нулевым, 15 и 25 мс. Интервалы замедления предохранительных ЭД приведены в таб) лице 2.19.

Таблица 2.19

Электродетонаторы марки ЭДКЗ)ПМ производятся 9 серий замедления в интервале 4 до 200 мс (табл. 2.20).

Таблица 2.20

ЭДКЗ)ПКМ всех серий кроме ОП имеют бирку на проводах с обозначением серии замедления (1ПК, 2ПК и т.д.).

Упаковываются ЭДКЗ, ЭДЗД, ЭДКЗ)ПКМ по 20-80 штук в кар) тонные коробки, которые по 24 штуки устанавливаются в метал) лические коробки.

2.3.5. Электродетонаторы замедленного действия, защищенные от наводимых токов

Электрическое сопротивление в зависимости от длины прово) дов (длина может быть 2,7 и 4,35 м) в пределах 0,5-1,1 Ом.

Электродетонаторы ЭД)1)3)Т выпускаются 23 серий замедле) ния при допустимом токе срабатывания 5 А (табл. 2.21).

Spravochnik_Spas_10.qxp 16.08.2006 13:

Таблица 2.21

2.3.6. Электродетонаторы высоковольтные

Предназначены для инициирования зарядов ВВ в специальных дневных работах на поверхности: при штамповке деталей взры) вом, импульсной обработке металлов, рыхлении мерзлых грунтов с дроблением специальных пород. ЭДВ изготавливаются двух типов (рис. 2.7): ЭДВ)1 с металлической гильзой и ЭДВ)2 с пласт) массовой гильзой.

Особенностью ЭДВ является отсутствие первичного иници) ирующего вещества. В качестве заряда вторичного инициирую) щего вещества используется ТЭН. При подаче высоковольтного напряжения на мостик его материал переходит в плазменное состояние и формирует достаточный ударный импульс для ини) циирования ТЭНа.

2.3.7. Электродетонаторы и электровоспламенители термостойкие

В зависимости от термостойкости бывают двух модификаций (табл 2. 22, рис. 2.8).

Таблица 2.22

Источник