Strzał elektryczny w kopalni (z wykresem)

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. Wprowadzenie do strzelania strzałem elektrycznym w kopalniach 2. Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder 3. Testowanie urządzenia do strzelania wielostrzałowego 4. Kable do strzelania strzałami.

Wprowadzenie do strzelania strzałem elektrycznym w kopalniach:

Inną ważną funkcją inżynierów elektryków w kopalniach jest strzelanie strzałami. Teraz zobaczmy, co jest strzelane. Podstawową zasadą strzelania strzałami jest to, że otwór jest wywiercony w węgiel lub kamień, ładunek wybuchowy i detonator są włożone, a otwór jest uszczelniony.

Następnie bateria do strzelania elektrycznego jest podłączona do przewodów detonatora, a po podjęciu wszystkich środków ostrożności, bateria jest obsługiwana. Prąd przepływa przez zapalnik, który odpala i tak zapala materiał wybuchowy.

Jak to działa?

Detonator elektryczny do stosowania w kopalniach składa się z cienkościennej rurki z miedzi, zamkniętej na jednym końcu, zawierającej ładunek podstawowy, ładunek gruntujący i głowicę bezpiecznika. Otwarty koniec rury jest uszczelniony korkiem neoprenowym, przez który przechodzą przewody wiodące zespołu głowicy bezpiecznikowej. Rys. 17.1 wyjaśnia to. W rzeczywistości elektryczna głowica bezpiecznika składa się z dwóch metalowych folii oddzielonych warstwą izolacji.

Ryc. 17.2 pokazuje szczegółowo układ. Tutaj na tej figurze widzimy, że wiodące druty są przylutowane do podstawy cewek, a bardzo cienki drut łączy ich końcówki. Wokół tego drutu formuje się złoża zapłonowe, które zwykle składają się z kilku warstw, przy czym największa warstwa jest łatwo zapalana przez ciepło.

Oporność samej głowicy bezpiecznika, bez drutu prowadzącego, jest zwykle utrzymywana między granicami 0, 9 i 1, 6 oma.

Oporność detonatora, wraz z prowadzącymi drutami, zmienia się nieznacznie w zależności od długości prowadzących drutów. Przy długości sześciu stóp (2 m.) Wiodącego przewodu rezystancja będzie wynosić od 1, 3 oma do 2, 6 oma.

W rzeczywistości, wymagana jest określona minimalna ilość energii elektrycznej do zapalenia zapalnika, aw praktyce wymagany jest prąd 0, 5 ampera przez 50 milisekund, chociaż w strzelaniu wielokrotnym minimalny zalecany prąd do wystrzeliwania detonatorów jest rzędu 1, 4 amperów przy 42 woltach z rezystancją obwodu 30 omów.

Natychmiastowa moc w takim obwodzie jest oczywiście wyższa od normalnie akceptowanych w obwodach iskrobezpiecznych (obwody iskrobezpieczne) i należy podjąć inne środki ostrożności. Podstawową ostrożnością jest oczywiście sprawdzenie metanu przed wystrzeleniem, ale dodatkowe zabezpieczenia są wbudowane w sam eksplorator.

Należy jednak pamiętać, że przed zapaleniem jakiegokolwiek detonatora, głowica bezpiecznika musi płynąć prądem przez minimalny czas, zwykle rzędu kilku milisekund, podczas których mostek nagrzewa się do temperatury w którym wyczuwalna kompozycja główki zapalnika rozpala się, a więc odpala detonator.

Ten minimalny czas może być nazywany czasem wzbudzenia, który w praktyce nieznacznie się zmieni ze względu na niewielkie wahania produkcji. Rys. 17.3 wyraźnie ilustruje charakterystykę czasową dla sekwencji zapłonu detonatora.

Gdy główki topikowe w detonatorze uzyskają minimalny prąd, musi minąć kolejny krótki okres czasu, aby zapłon rozprzestrzenił się przez głowicę bezpiecznika i zapalił ładunek rozruchowy. Czas od aktualnego zastosowania do zapłonu ładunku rozruchowego jest znany jako czas opóźnienia i jest dłuższy niż czas wzbudzenia.

Zapłon ładunku zalewowego powoduje przerwanie drutu mostu, jeżeli nie nastąpiło to wcześniej w wyniku fuzji. Zapłon ładunku zalewania powoduje zapłon ładunku podstawowego po kolejnym okresie czasu, znanym jako czas indukcji, i w tym momencie detonator wybucha. Można to również nazwać ostatecznym czasem wybuchu.

Wiemy, że w przypadku wszystkich detonatorów w strzałach wielostrzałowych do strzelania, najkrótszy czas opóźnienia dowolnego z nich musi przekraczać najdłuższy czas wzbudzenia ze wszystkich, aby zapewnić, że każdy z detonatorów otrzyma pełną ilość energii elektrycznej wymaganej do spowodowania zapłonu, zanim którykolwiek z nich zakończy swój czas opóźnienia i złamał obwód.

W dzisiejszych czasach w nowoczesnych kopalniach wybuchowych single demony Little Demon nie są tak ekstensywnie wykorzystywane, jak w dawnych czasach. Jednak jego miejsce zostało "przejęte na ogół przez 12-shotowy wybijak Murston Excelsior ME 12, MK 2, który nadaje się również do strzelania pojedynczych strzałów.

W rzeczywistości widzimy, że eksplozje Little Demon i Schaffler czerpią swoją energię z napędzanego ręcznie magneto, podczas gdy Murston Excelsior 12-shot, czerpią energię z kondensatora, który jest wyładowywany do obwodu strzelającego po naładowaniu go przez generator napędzany ręcznie.

Jako, że eksplorator 12-slotowy Murstona Excelsiora jest szeroko stosowany w nowoczesnych kopalniach, poniżej podano opis zasad działania i metody testowania.

Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder:

Ten typ eksplodujacy korzysta z 6-woltowej ładowanej baterii niklowo-kadmowej jako źródła zasilania dla wszystkich obwodów. Mały bezpiecznik wkładu jest podłączony w okablowaniu do końcówek akumulatora, aby zapewnić ochronę przed możliwym zwarciem.

Na Rys. 17.4. pokazano schemat ideowy. Widzimy tutaj, że obwód kontroli rezystancji zapewnia układ pełnego obwodu zewnętrznego przed odpaleniem. Składa się z obwodu tranzystora i jest zasilany bezpośrednio z akumulatora. Obrócenie spustu w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara powoduje przełączenie SW 1 w pozycję nr 2.

Akumulator jest podłączony do obwodu kontroli rezystancji, obwód kontrolny jest podłączony do zacisków eksplodującego, a główne obwody inicjujące są wyłączone przez zwarcie głównego kondensatora. Przycisk wyzwalania SW 2 jest w tym momencie otwarty i zapewnia odizolowanie obwodu wyzwalającego.

Powiedzmy jednak, że jeśli całkowity opór rundy strzały i kabla strzałowego wynosi 30 Ω lub mniej, obwód tranzystora będzie zasilał bursztynowe światło; jeżeli nie uzyskano światła bursztynowego, obwód uznaje się za nieodpowiedni do strzelania.

Na rysunku, konwerter DC zawiera oscylator tranzystorowy, transformator podwyższający i prostownik mostkowy. Wyjście prądu stałego w obwodzie otwartym, które może wynosić około 200 woltów, jest doprowadzane do kondensatora, a gdy połączone napięcie osiągnie 150/160 woltów, zaświeci się neonowa lampka wskazująca, że ​​kondensator jest w pełni naładowany, a wystrzelenie może nastąpić przez naciśnięcie spustu. "przycisk SW 2.

Czas ładowania około 5/6 sekundy jest wymagany do naładowania kondensatora. Naładowany kondensator jest następnie rozładowywany do obwodu zapłonu poprzez naciśnięcie przycisku SW 2, który zapala materiały wybuchowe.

Na rysunku 17.4, bieżący obwód sterujący mierzy spadek napięcia w rezystorze połączonym szeregowo z obwodem głównym, porównując ten spadek napięcia ze standardowym napięciem pochodzącym z diody Zenera i powoduje, że natężenie prądu przekracza 1, 5 ampera, a nie niż przepływ do obwodu zewnętrznego.

Jednak zakończenie impulsu wyjściowego osiąga się za pomocą prostownika sterowanego krzemem (SCR) połączonego z kondensatorem. Ten SCR może być wyzwalany kilkoma środkami, a po uruchomieniu powoduje zwarcie kondensatora, rozładowując pozostałą energię.

SCR jest wyzwalany przez dowolne z czterech urządzeń A, B, C i D, jak pokazano na Rys. 17.4.

A. Wypalanie wstępne (jeśli przycisk strzału zostanie naciśnięty przed uderzeniem lampy neonowej)

B. Czas (po upływie około 4 milisekund)

C. Zbyt wysokie napięcie (jeśli napięcie występujące na zaciskach przekracza 60 woltów)

D. Przepięcie (jeśli prąd w obwodzie zapłonu przekracza 2 ampery).

Spośród powyższych czterech metod wyzwalania SCR, tylko jeden jest normalny, tj. Zakończenie cyklu wyzwalania po 4 milisekundach. Pozostałe trzy metody zapobiegają wystrzeliwaniu, jeśli pojawi się jakaś nieprawidłowość w obwodzie.

Ze względu na charakterystykę "czasu wzbudzania", jaką wykazują detonatory, można zatrzymać proces wypalania pod warunkiem, że zostanie on wykonany wystarczająco szybko. W praktyce występuje wystarczający margines bezpieczeństwa, jeśli prąd lub napięcie na zaciskach eksplodującego powróci do zera w ciągu 0, 8 milisekundy.

Normalna szybkość wzrostu prądu i napięcia jest kontrolowana w eksplozorze i wystarcza do osiągnięcia wartości maksymalnej w ciągu około 0, 4 milisekundy. Pozwala to na czas dla obwodów przepięciowych lub nadprądowych w celu monitorowania odpowiednich parametrów i wyzwalania SCR, jeśli to konieczne, w ciągu 0, 8 milisekund.

Testowanie urządzenia do strzelania wielostrzałowego :

Wszystkie urządzenia do strzelania z użyciem wielu strzałów są testowane przy użyciu zatwierdzonej aparatury. Tester Beethovena to urządzenie nadające się do przyłączenia bezpośrednio do zacisków wybieraka. Dwa zaciski obciążone sprężyną są wyposażone w bęben z drutu platynowego o średnicy 0, 0016 cala (0, 406 mm).

Drut rozciąga się między zaciskami, uchwyt eksplodułu obraca się, aż kondensator zostanie naładowany, a lampa neonowa się zaświeci. Następnie zostanie naciśnięty przycisk uruchamiania.

Eksplorator jest zadowalający, jeśli drut rozrywa się po każdych z dziesięciu kolejnych prób. Ten test, podobnie jak w przypadku wszystkich innych baterii do strzelania wielostrzałowego, musi być przeprowadzany na powierzchni w odstępach nieprzekraczających siedmiu dni.

Wymagane jest również, aby wszystkie urządzenia do strzelania wielostrzałowego były dokładnie czyszczone i remontowane przez producenta lub osobę wyznaczoną przez kierownika w kopalni lub w zatwierdzonym warsztacie. Zarówno eksplozery Schafflera (tj. Typ 350, 25-shot, typ 750, 100 - shots) są testowane przez zmodyfikowany tester 6-shotowego eksplodującego. Nawiasem mówiąc, 6-shotowy exploder został zastąpiony przez 12-shotowy exploder.

Urządzenie testujące zawiera sześć metalowych zacisków połączonych szeregowo i zaprojektowanych do przechowywania głowicy bezpiecznikowej Testex, która jest głowicą zapalnika detonatora, jak opisano powyżej. Drut cienki jest rozciągnięty między dwoma terminalami tak, że drut jest blisko lub dotyka głowic bezpiecznika.

Układ szeregowy drutu żeberkowego i głowicy bezpiecznikowej Testex jest połączony z dwoma zaciskami wyjściowymi za pomocą nieindukcyjnego rezystora szeregowego. Rezystor nieindukcyjny jest dołączony, aby zrównoważyć całkowitą rezystancję obwodu, w tym sześć głowic bezpieczników do tego z normalnego obwodu zapłonu.

Wartość rezystora dla eksploratora 25-shotowego typu 350 wynosi 60 omów, a dla eksploratora typu 750 jest to 240 omów. Dostarczane są dwa zestawy terminali oznaczone jako 25 strzałów i 100-strzał z kolejną parą oznaczonego omomierza.

Kable do strzelania strzałami:

Rozważmy teraz kable powszechnie używane do strzelania strzałami. Ogólnie rzecz biorąc, kabel zatwierdzony do wypalania jednym strzałem jest typu dwurdzeniowego, koloru żółtego i składa się z miedzianych przewodów o przekroju nie mniejszym niż 0, 0009 cala kwadratowego. Kable zatwierdzone do strzelania pojedynczego lub wielokrotnego mogą być dwuwiercowe lub jedno rdzeniowe.

W obu przypadkach ma kolor biały, dwa rdzenie mają miedziane przewodniki o przekroju nie mniejszym niż 0, 0015 cala, a przewodniki jednożyłowe o przekroju nie mniejszym niż 0, 003 cala.

Ponieważ bliźniacze białe mogą być używane do strzelania zarówno pojedynczego, jak i wielokrotnego, jest to zwykle akceptowane jako standardowy przewód strzelania strzałem. Jednym z wymogów użycia kabla do celów strzelania wielostrzałowego jest to, że powinien on być wolny od złączy, chyba że są one odpowiednio wykonane i odpowiednio wulkanizowane lub uformowane.