Системы разветвления и замедления низкоэнергетической детонации

Использование точных замедлений в двухпроводных и многопроводных системах инициирования массовых взрывов имеет смысл только при подробной геологической разведки взрываемого массива, т.к. программирование капсюлей увеличивает сложность работы взрывника. Многопроводные не позволяют подключить к ней обычные электрические капсюли с пиротехническим замедлением, но не затрагивают сложившуюся годами технологию проектирования и производства взрывов. Гибридные системы наиболее привычны и удобны для использования, т.к. не нарушают устоявшихся схем взрывных работ и на их основе можно выполнять смешанные системы с использованием как электронных, так и пиротехнических замедлителей, хотя имеют проблемы с источником энергии, имеющего малое время по отношению к обычным [1]. Однако это спорное утверждение, принижающее интеллектуальные возможности современного взрывперсонала. В настоящее время ОАО НМЗ «Искра» разработаны и допущены к применению российские системы цифрового взрывания ЭДЭЗ [2] (рис. 1) для взрывания на дневной поверхности совместно с неэлектрическими системами с нулевым замедлением.

Рис. 1. Изображение ЭДЭЗ.

Практика взрывания скважинных зарядов системами с нулевым замедлением, с задержкой взрыва ЭДЭЗ или пиротехническими реле [3,4,5], дала основание разработкам не шумящих систем замедления и разводки детонации на основе УВТ.

Разводку детонации в неэлектрической системе с применением УВТ можно реализовать по предложенной нами схеме РД-УВТ [6] устройства (рис. 2), соединяющем в один пучок несколько ударно-волновых трубок.

Ударная волна от одной из трубок, инициируемой любым способом, воздействует потоком продуктов реакции в УВТ на другие УВТ. Это достигается тем, что поток продуктов, от инициирующей УВТ, истекает в замкнутое пространство с воздушным промежутком к ударно-волному отражателю, отразившись от которого, приобретает давление больше чем в 2 раза, превосходящее падающее, формируя волну, инициирующую n-1 оставшихся УВТ, при этом инициируемые УВТ, также дают увеличениение давления, при возникновении и распространении ударноволнового процесса. Таким образом, предложенная система разводки детонации в УВТ позволяет при размещении на свободном конце капсюля-детонатора реализацию типовых схем неэлектрического взрывания, аналогичную схеме с пиротехническими реле и детонирующим шнуром, исключая при этом выгорание ВМ.

Рис. 2. Объемное изображение РД-УВТ.

Для замедления передачи детонации через УВТ в ряды скважин нами предложено и двухстороннее малошумящее пиротехническое реле для волновода (РП-В) [7] (рис. 3). В нем, ударно-волновой импульс от одной УВТ зажигает воспламенительный состав, который возбуждает горение замедляющего состава, горение которого дает требуемое время замедления и, в свою очередь, воспламеняет состав, инициирующий ударно-волновой процесс в другом отрезке УВТ. Такое реле неограниченное по размерам, позволяет применение высокоточных пиротехнических составов, в разы повышающих точность работы реле, а отсутствие в нем ВВ допускает существенное снижение требование по условиям перевозок, хранения и применения.

Рис. 3. Объемное изображение РП-В.

Дальнейшее повышение точности действительно может быть связано с переходом на гибридную цифровую схему замедления. С этой целью нами разработан модуль программируемой цифровой задержки системы неэлектрического взрывания (модуль, МЦЗ СИНВ) [8] схема устройства которого приведена на (рис. 4), его принципиальное отличие от известных устройств [9, 10, 11] в том, что источник питания цифровой задержки размещается в модуле непосредственно перед взрыванием, что позволяет оперативность внесения корректив в схему взрывания забоя, блока и т.п. при изменяющихся горно-геологических и иных условиях.

Выполнение модуля отдельным узлом позволяет обезопасить проведение взрывных работ, условия хранения и транспортировки, так как без источника питания он эквивалентен по степени опасности единичной спичечной головке. в модуле источника питания непосредственно перед взрывом существенно повышает надежность работы системы, исключая появления разряженных источников при долговременном хранении их в неразборных модулях.

Рис. 4. Изображение МЦЗ СИНВ.

Следует заметить, что такие реле ограничивают область применения систем неэлектрического взрывания с УВТ заставляя потребителя применять равнодлинные отрезки УВТ при многоточечном инициировании скважинных зарядов, что можно исключить применяя в сочетании с таким цифровым реле узла коммутации [12] (рис.5). При инициировании стартового отрезка волновода срабатывает сенсор, запуская узел программируемой задержки, по истечении времени замедления которого создаётся передача инициирования электродетонаторам.

Применение безопасной системы высокой точности инициирования с заданной временной задержкой действия устройства и разводкой инициирующего импульса представляется своевременным перспективным шагом в совершенствовании, как самих средств взрывания, так и условий ведения взрывных работ.

Индикатор готовности реле Электронный узел ЦЗ

Рис. 5. Изображение РЭ.

Таким образом, существуют разные варианты конструкций в зависимости от предназначения, из которых рассмотрены самые перспективные выносные элементы инициирующих устройств средств массового взрывания по параметрам экономичности, безопасности, потребности, надежности, герметичности, экологичности, удобства и оперативности.