Kaivostoiminnassa käytettävät detonatorityypit

Kuten aiemmassa artikkelissa on selostettu, "Polttosulakkeita on käytetty ensimmäisen kerran sytytyksen viivästyttämiseksi ja räjähdyksen pysytelleessä turvallisella etäisyydellä räjähdyksestä. Palamisaika tuo joustavan viiveen, joka riippuu polttosulakkeen pituudesta. (…) Liekki toimii detonatorina ja viive on sulakkeen pituus. Jopa kaikkein edistyksellisimmät aloitustekniikat käyttävät samoja käsitteitä, mutta joskus eri muodoissa. ”

Räjäytyskorkit ovat monenlaisia. Sulakkeiden korkit, sähköiset räjähteet, ei-sähköiset räjäyttimet ja elektroniset räjäyttimet ovat erilaisia ​​räjäyttimiä, joita löytyy markkinoilla.

Sulakepesät

Sulakkeiden peräkkäisten sukupolvien keksinnöllä pyritään vastaamaan räjähdystarvikkeen vaaralliseen sytyttämiseen tarkasteltuna ajanjaksona. Kaivostyöntekijöiden turvallisuus on aina ollut yksi tärkeimmistä tavoitteista räjäytyskaluston kehittämisessä.

Musta jauhe sanotaan olevan kiinalainen keksintö, jota käytetään ilotulitteina, joka on päivätty aikamme ensimmäisiltä vuosisatoilta. Huolimatta mustan jauhepohjaisen "kreikkalais-palojen" käytöstä antiikin taisteluissa, 1380 on yleisesti tunnustettu päivämäärä ensimmäisille mustan jauheen tutkimuksille. Saksalainen fransiskaaninen munkki, Berthold Schwarts kehitti ruutia antiikkikaupasta. Ensimmäinen kirjallinen musta-jauheen käyttö rock-räjäytykseen on peräisin vuodelta 1627 Unkarissa.

Se on epäluotettava polttava nopeus, mutta tekee musta jauhe erittäin vaarallinen ja aiheuttaa monia onnettomuuksia.

Tämä vaarallinen sytytys voitettiin vuonna 1831 William Bickfordin "Miners Safety Fuse" -periaatteella.

Ascanio Sobrero syntetisoitu nitroglyseriini vuonna 1846. Nitroglyseriini on ensimmäinen löydetty räjähde, joka on vahvempi kuin musta jauhe.

Sen käyttö kentällä on erityisen vaarallinen ennen 1863, kun Alfred Nobel paljasti "käytännöllisen räjäyttimen": puinen tulppa musta jauhe asetettu suurempaan nestemäiseen nitroglyseriiniin, joka on suljettu metallikuoriin. Vuonna 1865 Nobel kehitti elohopeapuhalluskorkin, joka merkitsee huomattavaa tuotantokustannusten pienenemistä ja sen myötä sen levinneisyyttä koko toimialalla.

Erittäin edullisia sulakkeiden korkit ovat yhä laajalti käytössä kaivosteollisuudessa, etenkin kehitysmaissa. Sulakekorkit ovat myös suunniteltuna erottomia sähkömagneettisille kentille.

Electric Detonators

Ensimmäiset prototyypit räjäyttäjät käyttävät sähköä aloitussignaalin energialähteenä syntyi 1880-luvun lopulla.

Sähköpuhalluskorkit ovat samankaltaisia ​​kuin sulakepesät, mutta kaksi eristettyä sähköjohtoa, jotka ulkonevat toisesta päästä, sulakkeen sijasta.

Ensimmäiset sähköiset räjäyttimet kehitettiin ensin. Vuonna 1868 H. Julius Smith patentoi helpomman ja turvallisemman tekniikan, joka sallii sytytyksen elohopea fulminate-seoksen, korkean resistanssin platina-siltajohdon ja rikkipistokkeen kautta.

Viivästysjohdannaisen sisällyttäminen mahdollisti esiohjelmoidun sähköisen viivästyneiden räjähtäjien käyttöönoton.

Tämä tekniikka mahdollistaa kahden peräkkäisen latauksen välisen siirtymän ja sen vuoksi aloitussekvenssien luomisen, avaamalla ovia entistä kontrolloituihin laukaisuihin, mutta rajoittamalla niiden rajalliseen määrään yhdistelmiä. Puolen sekunnin viiveindikaattorit ilmestyivät 1900-luvun alussa, kun taas millisekunnin viive-detonatorit saapuivat markkinoille vuonna 1943.

Sähköiset detonators ovat herkkiä lämpöä, iskua, staattista sähköä, radiotaajuista energiaa ja sähkömagneettista säteilyä.

Ei-sähköiset detonatorit

Dyno Nobel kehitti 1960-luvulla yhteensä ei-sähköisiä käynnistysjärjestelmiä, joissa käynnistyslähde on peräisin iskuilta. Ei-sähköiset räjäyttimet osuivat markkinoille vuonna 1973, tarjoamalla kaikki sähköisen käynnistyksen edut, mutta lisäämällä turvallisuushyötyjä (ei-sähköä, radiotaajuista energiaa ja sähkömagneettista säteilyä) ja laaja toimintavaihtoehto (helpompi suunnitella suurempia aloitusjaksoja teoreettisesti rajoittamaton määrä viiveitä).

Tämä käynnistysjärjestelmä koostuu iskuputkeista, jotka on liitetty alasreikäisiin räjäyttimiin ja pintaliittimiin. Vaikka niiden päällystäminen reaktiivisista jauheista ja käynnistimen ansiosta sokkiputket välittävät iskuja ei-sähköisille räjähteille. Kenttäkytkentä on "putkityyppinen", olettaen, että iskunvaimennus on kuin vesi, joka kiertää putkesta räjäyttäjältä toiseen.

Ei-sähköisiä räjäyttimiä käytetään laajasti maailmanlaajuisesti. Yhdysvallat on aina ollut yksi tämäntyyppisten räjäytyslaitteiden suurimmista markkinoista.

Elektroniset detonatorit

Elektroniset komponentit otettiin käyttöön sähköisen käynnistyksen maailmassa 1960-luvun lopulla. Jokaisen laukaisun koon kasvattaminen on strategista aloittajamarkkinoille, jotta sähköiset räjäyttimet voisivat kilpailla vasta uusittujen ei-sähköisten räjäyttimien kanssa.

Elektroninen kehitys mahdollistaa peräkkäisen räjäytyskoneen muodostamisen. Sekvensoiva räjäytyskone toimittaa sähköisesti säädettävät ajoitetut energianpurskeet lukuisiin lyijyjohtoihin, mikä kasvattaa dramaattisesti sähköisten detonatorien enimmäismäärää, joita blasterit voivat yhdistää ja siten lisätä potentiaalisten yhdistelmien määrää.

1990-luvulla elektroniikkakomponenttien lisääntyvä pienikokoisuus synnytti uuden ajatuksen: käytettiin käynnistettyä elektronista kellotaulua korvaamaan pyroteknisen (jauhemaisen) viive-elementin, joka luo epäkuntoa sähköisillä räjähdysaineilla.

Vuosina 1990-2000 suuri joukko toimijoita harjoitteli massiivista tutkimus- ja kehitystoimintaa kehittääkseen esiohjelmoituja tai ohjelmoitavia elektronisia räjäyttäjiä. Ohjelmoitavat elektroniset räjäyttäjät edistävät logiikkaa eteenpäin, mikä tarjoaa uskomattoman joustavuuden käynnistysajoituksen valinnassa.Tämä joustavuus yhdessä elektronisesti ohjatun tarkkuuden kanssa avaa ovet lyhyille viivytyksille monimutkaisille käynnistyssekvensseille, jotka ovat sen jälkeen osoittaneet merkittäviä hyötyjä (haittojen vähentäminen ja tuottavuuden kasvu) kaivosalan sidosryhmille. Numeerisia simulointiohjelmistotyökaluja on kehitetty auttamaan kaivosinsinöörejä käsittelemään tällaisia ​​valtavia mahdollisuuksia niiden laukausten suunnittelussa.

Korkeammasta markkinahinnasta huolimatta elektroniset räjäyttäjät levisivät tasaisesti markkinoille 2000-luvulla. Vahva sulautumis- ja hankintavaihe on johtanut suuren osan valmistajien katoamisesta. Nykyään vain 5 tai 6 valmistajaa toimii edelleen näillä markkinoilla.

Kukin tuotemerkki voidaan ohjelmoida vain omalla suunnitellulla räjäytyskoneella. Pääasiassa erilaisten viestintäprotokollien vuoksi yksikään näistä koneista ei voi käyttää useiden räjäytysmerkkien käynnistämiseen. Näin ollen mikään näistä tuotemerkeistä ei voi sekoittaa yhteen kuvaan.

Ensimmäinen langaton räjäytyslaite ilmestyi markkinoille vuonna 2000, mikä mahdollistaa suurempien otosten aloittamisen turvallisemmasta etäisyydestä. Langaton käynnistys on tullut standardi markkinoilla.

Elektroniset räjäyttimet perustuvat yhä sähköjohtimeen käynnistyssignaalin energianlähteen suorittamiseksi. ORICA-kaivospalvelut, langattoman sähköisen räjähdyksen keksijä, joka paljastettiin vuoden 2011 alkupuolella, tekee nyt päätökseen tämän toiminnallisen heikkouden (mahdolliset vuodot, shortsit, katkaisut, sähkömagneettinen herkkyys) ja lisää siten turvallisuutta ja minulle kannattavuutta.

Jatketaan!