МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ИНИЦИИРОВАНИИ ЗАРЯДОВ
Отказы при электрическом инициировании в основном связаны с дефектами электродетонаторов и сетей. Это заводские дефекты, допущенные при изготовлении ЭД и не отбракованные в процессе контроля их качества на поточной линии; недостаточная сила тока и импульса тока на каждый ЭД; повреждение ЭД в процессе транспортировки или неправильного обращения в момент изготовления патрона-боевика и при их заряжании в шпуры; обрыв электровзрывной сети (ЭВС) при механических воздействиях.
Дефекты ЭД: неудовлетворительная герметичность гильзы ЭД, неисправность электровоспламенителей, нарушение изоляции концевых проводов и преждевременная разгерметизация ЭД-Д.
Неудовлетворительная водоустойчивость имеет место из-за разгерметизации гильзы ЭД в случае плохой обжимки по пластикатовой пробочке и при наличии трещин или микротрещин в стенке гильзы.
Согласно ГОСТ 21806—76, герметичность ЭД определяют путем выдержки их в воде на глубине 2 м в течение 3 ч и последующего взрывания в группах по 20 шт. При этом на 60 испытаний ЭД не допускается ни одного отказа или неполной детонации. В случае получения одного дефекта дополнительно испытывают 120 ЭД на водоустойчивость и 520 ЭД сухими на безотказность в пяти группах по 100шт и в одной группе по 20 шт. Основной недостаток метода в том, что давление слишком мало (0,02 МПа) и не соответствует условиям применения.
Дефекты ЭД по сопротивлению— это в большинстве случаев технологические дефекты. Их подразделяют на явные, обнаруживаемые при проверке ЭД, и скрытые, не обнаруженные при проверке ЭД. К первой группе дефектов относят обрыв мостика накаливания или жил концевых проводов, короткие замыкания жил проводов внутри в пластикатовой пробочке или в их скрученной части, завышенное или заниженное сопротивление. Ко второй группе дефектов относят пониженную или повышенную чувствительность ЭД к току, пониженный импульс плавления мостика накаливания, отсутствие воспламенительного состава на мостике или повреждение воспламенительной головки и другие дефекты. Такой дефект ЭД как «блуждающее» (плавающее) сопротивление может проявляться по-разному или как явный, или как скрытый дефект.
Дефекты изоляции концевых проводов— сдиры, трещины, утонения и проколы изоляционного покрытия токоведущих жил — также очень опасны, поскольку они приводят к утечкам тока.
Изоляция концевых проводов иногда повреждается в процессе заряжания шпуров. Оголенные при этом жилы проводов соприкасаются с землей и между собой, что приводит к отказам ЭД. В обводненных забоях опасность шунтирования взрывных линий через поврежденную изоляцию возрастает, особенно при высокой удельной электропроводности и минерализации воды.
По данным ряда исследований, предел сопротивления изоляции взрывной сети при групповом взрывании рекомендуется не менее 0,2-103Ом.
При заряжании шпуров взрывники могут повредить изоляцию концевых проводов, поэтому она должна иметь достаточную механическую прочность. Согласно ГОСТ 6285—74, прочность сцепления изоляции с жилой провода на участке 100 мм должна быть в пределах 200—700 г.
Неповрежденная изоляция проводов ВП-0,5; ВП-0,8 и ВП-0,7Х2 выдерживает испытательное напряжение 2,2 кВ. Следовательно, эти провода безопасны в применении, поскольку рабочее напряжение взрывных приборов составляет 600 В.
Отказавшие ЭД все опасны, поскольку при механических воздействиях они взрываются при очень малой энергии удара (4 Дж). Наиболее чувствительный элемент в ЭД — электровоспламенитель. Инициирующее ВВ в колпачке и основной заряд бризантного ВВ выдерживают энергию удара до 66 Дж.
Необходимо своевременно устранять причины отказов и соблюдать следующие рекомендации:
не допускать при заряжании шпуров и скважин повреждений изоляции и токоведущих жил концевых проводов;
тщательно выполнять все соединения концевых, соединительных и магистральных проводов, изолировать выполняемые соединения и все участки с дефектами изоляции;
использовать при групповом взрывании только ЭД, проверенные на расходном складе ВМ по электрическому сопротивлению и наружному осмотру, в том числе по качеству изоляции концевых проводов;
не допускать отклонения фактического сопротивления ЭВС более чем на 10 % от расчетного и не допускать при соединении к взрывному прибору числа ЭД больше нормы;
не производить взрывание ЭД неисправным взрывным прибором;
применять для взрывных магистралей большой протяженности (более 200 м) специальный кабель, допущенный для этих целей;
обеспечивать двухпроводность ЭВС. Использование труб, рельсов, канатов, земли и т. п. в качестве токопроводников запрещается, так как возможны преждевременные взрывы ЭД.
Отказы зарядов опасны также тем, что их визуально не всегда легко обнаружить.
Взрывник после взрывания должен лично убедиться, все ли ЭД взорваны, для чего рекомендуется внимательно осмотреть забой. Выход из укрытия разрешается только после полного проветривания места взрывания, отсоединения проводов магистральной линии от источников тока и замыкания их накоротко, но не ранее чем через 5 мин после взрывания. В том случае, если после подачи взрывного импульса взрыва не последует, взрывник должен отсоединить магистральные провода от источника тока, проверить прибором целостность взрывной сети или измерить величину ее сопротивления, концы магистральных проводов накоротко замкнуть и извлечь ключ из взрывного прибора. Подходить к месту взрыва для исправления взрывной сети можно не ранее чем через 10 мин независимо от типа применяемых ЭД.
Промышленные ЭД имеют высокую чувствительность к току, что создает определенную опасность их преждевременного взрыва блуждающими токами и зарядами статического электричества в забоях.
Гарантийный ток— это нижний предел тока (постоянного или эффективного значения переменного), который, протекая в течение заданного времени через группу последовательно соединенных ЭД, обеспечивает их взрывание с допустимой вероятностью. Величина гарантийного тока, так же как и безопасного, характеризует чувствительность ЭД к току. Для расчета параметров взрывных приборов гарантийный ток для 100 ЭД принят величиной 1 А, а при взрывании ЭД в больших группах (до 300 шт.) — 1,3 А и не менее 2,5 А при взрывании переменным током.
Безотказность взрывания ЭД в группах зависит также от конструкции электровоспламенителя. Например, 100 ЭД с жестким креплением мостика накаливания безотказно взрываются от постоянного тока 0,5 А без ограничения времени его действия и от тока 0,6 А, если длительность его составляет 4 мс. В то же время ЭД с эластичнным креплением мостиков не взрываются при токе 0,6 А даже при его действии в течение 8 мс.
Преждевременные взрывы ЭД происходят в основном в результате воздействия на них различных посторонних «блуждающих» токов. Источниками возникновения блуждающих токов на горных предприятиях являются, токоведущие рельсовые пути (при контактной электровозной откатке), токи утечки из электрических сетей, источники электромагнитных излучений, электростатические заряды, индуктивное влияние силовых сетей.
Токи, попадающие в землю из токоведущих рельсов, принято называть электротяговыми блуждающими токам, которые наряду с токами утечки из силовых сетей являются наиболее опасными видами блуждающих токов на горных предприятиях. При электровзрывании в зоне распространения блуждающих токов существует реальная возможность их попадания в электровзрывную сеть, что может повлечь за собой преждевременный взрыв зарядов.
Блуждающие токи и токи утечки попадают в электровзрывную сеть или на отдельный ЭД при наличии двух повреждений изоляции магистральных или концевых проводов , и при условии, что они соприкасаются этими местами с грунтом, рельсами или другими металлическими предметами. Блуждающие токи возникают при использовании контактных электровозов, при наличии токов утечки электрических установок в результате повреждении изоляции токопроводников. Величина посторонних токов во взрывной сети может составлять сотые доли ампера при замыкании двух точек оголения жил на грунт и в пределах до 1 А при касании одного оголения на рельс, а другого на грунт.
Статическое электричество может быть занесено в ЭД от одежды взрывника через разомкнутые жилы концевых проводов, а также на замкнутые жилы, если они скручены, но соприкасаются с землей. В любой точке концевых проводов может возникнуть ток, наводимый каким-либо телом, заряженным статическим электричеством.
Если гильза ЭД соприкасается с землей, то опасность преждевременного взрыва возникает в результате пробоя воздушного зазора между гильзой и ЭВ, причем происходит это независимо от того, замкнуты в данный момент или нет жилы концевых проводов. Поэтому у всех антистатических электродетонаторов ЭВ изолированы от гильзы трубкой.