Elektrisch Shot Firing in Mines (met Diagram)

Na het lezen van dit artikel zul je meer te weten komen over: - 1. Inleiding tot het elektrisch afvuren in mijnen 2. Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder 3. Testen van multi-shot-firing-apparaten 4. Kabels voor schietbranden.

Introductie tot elektrisch schotvuren in mijnen:

Een andere belangrijke functie van de elektriciens in de mijn is schieten. Laten we nu zien wat er wordt geschoten. De basisprincipes van het schieten met stoten zijn dat een gat in de kolen of steen wordt geboord, dat het explosief en de detonator worden ingebracht en dat het gat wordt verzegeld.

Vervolgens wordt een accu met een elektrisch schot verbonden met de detonatorkabels en wanneer alle veiligheidsmaatregelen zijn getroffen, wordt de accu gebruikt. Er stroomt een stroom door de ontsteker die vuurt en zo ontbrandt het explosief.

Hoe werkt het nu?

Een elektrische detonator voor gebruik in mijnen bestaat uit een dunwandig buisje van koper, aan een uiteinde gesloten, met een basislading, een ontstekingslading en een smeltveiligheidskop. Het open uiteinde van de buis is afgedicht met een neopreen plug waardoorheen de leidende draden van het zekeringskopsamenstel passeren. Fig. 17.1 legt dit uit. In feite bestaat de elektrische smeltveiligheidskop uit twee metaalfolies gescheiden door een isolatielaag.

Fig. 17.2 toont de opstelling in detail. Hier in deze figuur zien we dat de voorste draden zijn gesoldeerd aan de basis van de spoelen en een zeer dunne draad verbindt hun uiteinden. Rond deze draad wordt een bed van ontstekingssamenstelling gevormd dat gewoonlijk is opgebouwd uit verschillende lagen, waarbij de binnenste laag gemakkelijk door warmte wordt ontstoken.

De weerstand van de zekeringkop alleen, zonder voorloopdraden, wordt meestal tussen de limieten van 0, 9 en 1, 6 ohm gehouden.

De weerstand van de detonator, compleet met leidende draden, varieert enigszins afhankelijk van de lengte van de geleidedraden. Met zes voet (2 m.) Van de leidende draad, zou de weerstand tussen 1, 3 ohm en 2, 6 ohm liggen.

In feite is een bepaalde minimale hoeveelheid elektrische energie vereist om een ​​detonator af te vuren, en in de praktijk is een stroom van 0, 5 amp gedurende 50 milliseconden vereist, hoewel bij multi-shot-firing de aanbevolen minimumstroom voor het afvuren van detonators in in de orde van 1, 4 ampère bij 42 volt met een circuitweerstand van 30 ohm.

Het momentane vermogen in een dergelijke schakeling ligt duidelijk boven die welke normaal wordt geaccepteerd voor IS-circuits (intrinsiek veilige circuits) en er moeten andere voorzorgsmaatregelen worden genomen. De fundamentele voorzorgsmaatregel is natuurlijk om methaan te controleren voorafgaand aan het afvuren, maar er zijn extra voorzorgsmaatregelen ingebouwd in de exploder zelf.

Er moet echter aan worden herinnerd dat voordat een ontsteker kan worden afgevuurd, de zekeringkop gedurende een minimumperiode met de stroom moet worden doorlopen, gewoonlijk in de orde van enkele milliseconden, gedurende welke tijd de brugdraad wordt verwarmd tot een temperatuur waarbij de gevoelige samenstelling van de zekeringkop ontsteekt en de detonator vuurt.

Deze minimale tijd kan de excitatietijd worden genoemd die in de praktijk enigszins zal variëren als gevolg van kleine fabricagevariaties. Fig. 17.3 illustreert duidelijk de tijdkarakteristieken voor de ontstekingsreeks van de ontsteker.

Wanneer de smeltkoppen in de detonator de minimale stroom hebben ontvangen, moet nog een korte periode verstrijken voordat de ontsteking zich door de zekeringkop verspreidt en de ontstekingslading ontstoken. De tijd vanaf de huidige toepassing tot het ontsteken van de priming-lading staat bekend als de vertragingstijd en is langer dan de excitatietijd.

Ontsteking van de ontstekingslading resulteert in het scheuren van de brugdraad als dit nog niet is opgetreden als gevolg van fusie. Ontsteking van de ontstekingslading resulteert in de ontsteking van de basislading na een verdere tijdsperiode, bekend als de inductietijd, en op dit punt explodeert de detonator. Dit kan ook de ultieme explosietijd worden genoemd.

We weten dat voor alle ontstekers in een multi-round shots om te vuren, de kortste vertragingstijd van iemand de langste excitatietijd van alle moet overschrijden, om ervoor te zorgen dat elke detonator het volledige quotum aan elektrische energie ontvangt dat nodig is om de ontstekers te veroorzaken. ontsteking, voordat een van hen zijn vertragingstijd heeft voltooid en het circuit heeft verbroken.

Tegenwoordig wordt in de moderne mijnindustrie de Little Demon single-shot exploders niet zo veel gebruikt als in vroegere dagen. De plaats is echter over het algemeen ingenomen door de Murston Excelsior ME 12, MK 2 12-shot exploder, die ook geschikt is voor het afvuren van enkele opnames.

In feite zien we dat de Little Demon en Schaffler exploders hun energie halen uit een met de hand aangedreven magneto, terwijl de Murston Excelsior 12-shot hun energie ontlenen aan een condensator, die wordt ontladen in het ontsteekcircuit nadat hij is opgeladen door een handgedreven generator.

Omdat Murston Excelsior 12-slots exploder op grote schaal wordt gebruikt in de moderne mijnen, wordt hieronder een beschrijving gegeven van de principes van bediening en testmethode.

Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder:

Dit type explodeerder gebruikt een 6 volt nikkel-cadmium oplaadbare batterij als een bron voor alle circuits. In de bedrading naar de accuklemmen is een kleine smeltzekering aangesloten om bescherming te bieden tegen mogelijke kortsluiting.

In Fig. 17.4. een schematisch diagram wordt getoond. Hier zien we dat er een weerstandscontrolecircuit aanwezig is om het volledige externe circuit vóór het afvuren te kunnen testen. Deze bestaat uit een transistorcircuit en wordt rechtstreeks uit de accu gevoed. Door het schot tegen de wijzers van de klok in te draaien, wordt SW 1 in de positie Nr. 2 geschakeld.

De batterij is verbonden met het weerstandscontrolecircuit, het controlecircuit is verbonden met de exploderaansluitingen en de hoofdstroomcircuits worden buiten werking gesteld door de hoofdcondensator te kortsluiten. De ontsteekknop SW 2 is op dit punt open en zorgt ervoor dat het ontsteekcircuit geïsoleerd is.

Zeg echter, als de totale weerstand van de ronde van de schoten en de schotafvuurkabel 30 ohm of minder is, zal het transistorcircuit het oranje licht activeren; als er geen oranje licht wordt verkregen, wordt het circuit ongeschikt geacht om te worden geschoten.

In de figuur omvat de gelijkstroomomzetter een transistoroscillator, een opvoertransformator en een bruggelijkrichter. De uitgang van de open circuit dc, die ongeveer 200 volt kan zijn, wordt aan de condensator toegevoerd en wanneer de gecombineerde spanning 150/160 volt bereikt, zal de neonlamp oplichten, wat aangeeft dat de condensator volledig is opgeladen en kan worden geschoten door het afvuren in te drukken 'knop SW 2.

Een oplaadtijd van ongeveer 5/6 seconden is vereist om de condensator op te laden. De geladen condensator wordt vervolgens in het ontstekingscircuit ontladen door knop SW 2 in te drukken, die de explosieven ontsteekt.

In figuur 17.4 meet het stroombesturingscircuit de spanningsval in een weerstand die in serie is verbonden met het hoofdcircuit, vergelijkt deze spanningsval met een standaardvoltage afgeleid van een zenerdiode en veroorzaakt een stroomsterkte van meer dan 1, 5 ampère, in plaats van dan in het externe circuit stromen.

Het beëindigen van de uitvoerpuls wordt echter bereikt door het gebruik van een siliciumgestuurde gelijkrichter (SCR) die over de condensator is verbonden. Deze SCR kan op verschillende manieren worden geactiveerd en bij activering kortsluit hij de condensator en ontlaadt hij alle resterende energie.

De SCR wordt geactiveerd door een van de vier apparaten A, B, C en D zoals weergegeven in Fig. 17.4.

A. Pre-firing (als de vuurknop wordt ingedrukt voordat de neonlamp slaat)

B. Tijd (na het verstrijken van ongeveer 4 milliseconden)

C. Overspanning (als de spanning op de klemmen groter is dan 60 volt)

D. Overstroom (als de stroom in het ontsteekcircuit hoger is dan 2 ampère).

Van de bovengenoemde vier methoden voor het activeren van de SCR is er slechts één normaal, dat wil zeggen, de beëindiging van de bakcyclus na 4 milliseconden. De andere drie methoden voorkomen dat er wordt geschoten als zich een bepaalde circuitafwijking voordoet.

Vanwege het kenmerk van de "Excitatietijd" die wordt getoond door ontstekers, is het mogelijk om het bakproces te stoppen op voorwaarde dat dit snel genoeg wordt gedaan. In de praktijk bestaat er een voldoende veiligheidsmarge als de stroom of spanning op de explodeeraansluitingen binnen 0, 8 milliseconden terugkeert naar nul.

De normale snelheid van stijging van stroom en spanning wordt geregeld binnen de exploder en is voldoende om de maximale waarde binnen ongeveer 0, 4 milliseconden te bereiken. Dit geeft tijd voor de overspannings- of overstroomcircuits om de relevante parameters te bewaken en de SCR te activeren indien nodig binnen de periode van 0, 8 milliseconden.

Testen van multi-schot-ontstekingsapparatuur :

Alle multi-shot-firing-apparatuur wordt getest met behulp van goedgekeurde apparatuur. De Beethoven-tester is een apparaat dat geschikt is om rechtstreeks op de explodeeraansluitingen te worden aangesloten. Twee veerbelaste klemmen zijn voorzien van een haspel met platinadraad met een diameter van 0, 0016 inch (0, 406 mm).

De draad wordt uitgerekt tussen de terminals, de hendel van de exploder wordt gedraaid totdat de condensator is opgeladen en het neonlampje gaat branden. De activeringsknop wordt vervolgens ingedrukt.

De exploder is bevredigend als de draad breekt na elk van de tien opeenvolgende pogingen. Deze test moet, net als alle andere multi-shot ontsteekbatterijen, aan de oppervlakte worden uitgevoerd met tussenpozen van maximaal zeven dagen.

Het is ook een vereiste dat alle multi-shot apparaten voor afvuren grondig worden schoongemaakt en gereviseerd door de fabrikant of door een persoon die door de manager wordt aangewezen, hetzij bij de mijn, hetzij in een erkende werkplaats. Zowel de Schaffler exploders (dwz het type 350, 25-shot, het type 750, 100 - shots) worden getest door een gemodificeerde 6-shot explodertester. De 6-shot exploder is overigens vervangen door de 12-shot exploder.

Het testapparaat bevat zes metalen clips die in serie zijn verbonden en zijn ontworpen om een ​​Testex-zekeringkop vast te houden, de smeltveiligheidskop van de ontsteker zoals hierboven beschreven. Een fijne draad wordt uitgerekt tussen twee aansluitposten, zodanig dat de draad dichtbij of in aanraking is met de smeltkoppen.

De serieschakeling van vinnen draad en Testex zekering-kop zijn verbonden met de twee uitgangsaansluitingen via een niet-inductieve serieweerstand. De niet-inductieve weerstand is opgenomen om de totale weerstand van het circuit gelijk te stellen, inclusief de zes smeltveiligheidskoppen met die van een normaal ontsteekcircuit.

De waarde van de weerstand voor de 25-shot 350-explodeerder is 60 ohm en voor de explorer van het type 750 is deze 240 Ohm. Er zijn twee sets aansluitingen voorzien van 25 schoten en 100 schoten met nog een paar gemarkeerde ohmmeters.

Kabels voor Shot-Firing:

Laten we nu eens kijken naar de kabels die over het algemeen worden gebruikt voor het schieten met stoten. Over het algemeen is een kabel goedgekeurd voor het afvuren van een enkel schot van het tweekerntype, geel van kleur en bestaat uit gevlochten koperen geleiders met een doorsnede van niet minder dan 0, 0009 vierkante inch. Kabels die zijn goedgekeurd voor enkel- en meervoudig afvuren, kunnen tweevoudig of enkelvoudig zijn.

In beide gevallen is het wit gekleurd, de twee kern heeft koperen geleiders met een dwarsdoorsnede van niet minder dan 0, 0015 vierkante inch, en de enkelkernige geleiders hebben een doorsnede van niet minder dan 0, 003 vierkante inch.

Omdat de dubbele wit kan worden gebruikt voor zowel enkelvoudig als multishoot schieten, wordt dit meestal geaccepteerd als de standaard schietvuurkabel. Een vereiste voor het gebruik van kabel voor schietdoeleinden met meerdere schotten is dat deze vrij van verbindingen moet zijn, tenzij deze op de juiste wijze zijn gemaakt en op een efficiënte manier zijn gevulkaniseerd of gevormd.