Elektrisk skottkörning i minor (med diagram)

Efter att du läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Introduktion till elektrisk skottning i minor 2. Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder 3. Testning av multi-shot-firing Apparatus 4. Kablar för Shot-Firing.

Introduktion till elektrisk skjutning i minor:

En annan viktig funktion hos de elektriska ingenjörerna i gruvor är skjuten skjutning. Låt oss nu se vad som skjuts skjuter. Grundprinciperna för skottbränning är att ett hål är uttråkat i kol eller sten, sprängämnet och detonatorn sätts in och hålet är förseglat.

Därefter ansluts ett elektriskt skottbränningsbatteri till detonatorledningarna och när alla säkerhetsåtgärder har vidtagits drivs batteriet. En ström orsakas att strömma genom detonatorn som brinner och så antändar sprängämnet.

Nu hur fungerar det?

En elektrisk detonator för användning i gruvor består av ett tunnväggigt kopparrör, stängt i ena änden, som innehåller en basladdning, en primerladdning och ett säkringshuvud. Den öppna änden av röret är förseglad med en neoprenplugg genom vilken de främre ledningarna i säkringshuvudet passerar. Fig 17.1 förklarar detta. I själva verket består det elektriska säkringshuvudet av två metallfolier separerade av ett isoleringslager.

Fig 17.2 visar arrangemanget i detalj. Här i denna figur ser vi att ledande ledningar är lödda på basen av spolarna och en mycket tunn ledning förbinder deras tips. Runt denna tråd bildas en bädd av antändningskomposition som vanligen byggs upp av flera skikt, varvid det innersta skiktet lätt antänds av värme.

Motståndet på säkringshuvudet ensam, utan ledande ledningar, hålls vanligen mellan gränserna på 0, 9 och 1, 6 ohm.

Motståndet hos detonatorn, komplett med ledande ledningar, varierar något beroende på ledarens längd. Med sex meter (ca 2 m) ledande ledning, skulle motståndet vara mellan 1, 3 ohm och 2, 6 ohm.

Faktum är att en bestämd minimikvantitet elektrisk energi krävs för att avfyra en detonator, och i praktiken krävs en ström på 0, 5 amp i 50 millisekunder, även om det vid multisprutning är den minsta rekommenderade strömmen för avbränning av detonatorer i i storleksordningen 1, 4 ampere vid 42 volt med ett kretsmotstånd på 30 ohm.

Den momentana kraften i en sådan krets är uppenbarligen ovanför de som normalt accepteras för IS-kretsar (Intrinsically Safe circuits), och andra försiktighetsåtgärder måste vidtas. Den grundläggande försiktigheten är naturligtvis att kontrollera metan före bränning, men ytterligare skyddsåtgärder är inbyggda i exploderaren själv.

Emellertid bör man komma ihåg att innan någon detonator kan avfyras måste säkringshuvudet korsas av strömmen under en minimal tidsperiod, vanligtvis i storleksordningen några millisekunder, under vilken tid brodraven värms upp till en temperatur vid vilken smälthuvens känsliga sammansättning tänds och så bränder detonatorn.

Denna minimitid kan benämnas excitationstiden som varierar något i praktiken på grund av små tillverkningsvariationer. Fig. 17.3 illustrerar tydligt tidskarakteristiken för detonatorbränningssekvensen.

När säkringshuvudena i detonatorn har fått minsta strömmen, måste en ytterligare liten tidsperiod gå för att tändningen ska spridas genom säkringshuvudet och tända primerladdningen. Tiden från aktuell applikation till tändning av primerladdning är känd som fördröjningstiden och är längre än exciterings tiden.

Tändning av primerladdningen resulterar i brytning av brodragen om detta inte redan har uppstått på grund av fusion. Tändning av primerladdningen resulterar i tändningen av basladdningen efter en ytterligare tidsperiod, känd som induktionstiden, och vid denna punkt exploderar detonatorn. Detta kan också kallas ultimat explosionstid.

Vi vet att för alla detonatorer i ett flertal skott att skjuta, måste den kortaste lagringstiden för någon överstiga den längsta exciteringstiden för alla för att se till att var och en av detonatorerna får den fulla kvoten av elektrisk energi som krävs för att dess tändning, innan någon enda av dem har slutfört sin fördröjningstid och brutit kretsen.

Nuförtiden i de moderna gruvindustrin används Little Demon single-shot exploders inte lika mycket som tidigare. Men dess plats har "i allmänhet tagits av Murston Excelsior ME 12, MK 2 12-shot exploderare, som också är lämplig för att skjuta enskilda skott.

Faktum är att vi ser att Little Demon och Schaffler-explodrarna får sin energi från en handdriven magneto, medan Murston Excelsior 12-skottet, härleder sin energi från en kondensator, som släpps ut i avfyrningskretsen efter att ha laddats upp av en handdrivna generator.

Eftersom Murston Excelsior 12-slits exploderare används i stor utsträckning i de moderna gruvorna, beskrivs driftsprinciperna och testmetoden nedan.

Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder:

Denna typ av exploderare använder ett 6 volt nickelkadmium-återladdningsbart batteri som en strömkälla för alla kretsar. En liten kassettsäkring är ansluten i ledningarna till batteripolarna för att skydda mot eventuell kortslutning.

I fig 17.4. ett schematiskt diagram visas. Här ser vi att en motståndskontrollkrets är anordnad för att möjliggöra att hela externa kretsen testas före bränning. Detta består av en transistor krets och matas direkt från batteriet. Att rotera avfyrningen i motursriktning gör att SW 1 växlas till nr 2.

Batteriet är anslutet till motståndskontrollkretsen, kontrollkretsen är ansluten till sprintanslutningarna, och huvudbränningskretsarna görs inoperativa genom att kortsluta huvudkondensatorn. Avfyrningsknappen SW 2 är öppen vid denna punkt och säkerställer att avfyrningskretsen är isolerad.

Men säg, om det totala motståndet på bildrundan och skottbränningskabeln är 30 ohm eller mindre, kommer transistorkretsen att ge det gula ljuset; Om inget gult ljus erhålls anses kretsen vara olämplig för avfyring.

I figuren innefattar DC-omvandlaren en transistorsoscillator, steg-up-transformator och bryggriktare. Den öppna kretsen DC-utgången, som kan vara ca 200 volt, appliceras på kondensatorn och när den kombinerade spänningen når 150/160 volt, kommer neonlampan att lysa vilket indikerar att kondensatorn är helt laddad och bränning kan ske genom att trycka på avfyrningen 'knappen SW 2.

En laddningstid på cirka 5/6 sekunder krävs för att ladda kondensatorn. Den laddade kondensatorn släpps sedan in i avfyrningskretsen genom att trycka på knappen SW 2, som antändar sprängämnena.

I figur 17.4 mäter den nuvarande styrkretsen volyminskningen i ett motstånd kopplat i serie med huvudkretsen, jämför denna voltfall med en standardspänning som härrör från en zenerdiod och orsakar ström som överstiger 1, 5 ampere att shuntas, snarare än flöde i den externa kretsen.

Emellertid uppnås avslutning av utgångspulsen genom användning av en kiselstyrd likriktare (SCR) ansluten över kondensatorn. Denna SCR kan utlösas på flera sätt, och när den utlöses kortsluter den kondensatorn, vilket släpper ut eventuell kvarvarande energi.

SCR utlöses av någon av de fyra enheterna A, B, C, & D som visas i figur 17.4.

A. Förbränning (om avfyrningsknappen trycks in innan neonlampan slår in)

B. Tid (efter utgången av ca 4 millisekunder)

C. Överspänning (om spänningen som visas på terminalerna överstiger 60 volt)

D. Överström (om strömmen i skjutkretsen överstiger 2 ampere).

Av de ovan nämnda fyra metoderna för utlösning av SCR är endast en normal, dvs avslutningen av avfyrningscykeln efter 4 millisekunder. De andra tre metoderna förhindrar att avfyring sker om någon kretsavvik uppstår.

På grund av egenskapen hos "Excitation Time" uppvisad av detonatorer är det möjligt att stoppa avfyrningsförfarandet förutsatt att det görs tillräckligt snart. I praktiken finns tillräcklig säkerhetsmarginal om strömmen eller spänningen vid sprutanslutningarna återgår till noll inom 0, 8 millisekunder.

Den normala hastigheten för ström- och spänningsstigning styrs inom sprutanordningen och är tillräcklig för att nå maximivärdet inom ca 0, 4 millisekunder. Detta möjliggör tid för överspännings- eller överströmskretsarna att övervaka de relevanta parametrarna och utlösa SCR vid behov inom 0, 8 millisekunder.

Testning av Multi-Shot-Firing Apparatus :

Alla multi-shot-firningsutrustning testas med godkänd utrustning. Beethoven-testeren är en anordning som är lämplig för att fästa direkt på sprintens terminaler. Två fjäderbelastade terminaler är försedda med en rulle med 0, 0016 tum (0, 406 mm) diameter platinatråd.

Tråden sträcker sig mellan terminalerna, exploderarens handtag vrids tills kondensatorn är laddad och neonlampan lyser. Tryckknappen trycks sedan in.

Exploderaren är tillfredsställande om tråden brister efter var och en av tio på varandra följande försök. Det här testet, som med alla andra multi-shot firing batterier, måste utföras på ytan med intervall som inte överskrider sju dagar.

Det är också ett krav att alla apparater med flera skottor rengörs grundligt och omarbetas av tillverkaren eller av en person som utses av chefen, antingen vid kollieriet eller i en godkänd verkstad. Både Schaffler-explodrarna (dvs. typ 350, 25-skott, typ 750, 100-skott) testas av en modifierad 6-skott exploderare. 6-shot exploderaren har i övrigt ersatts av 12-shot exploderaren.

Testenheten innehåller sex metallklemmar kopplade i serie och konstruerade för att hålla ett Testex säkringshuvud, vilket är detonatorns säkringshuvud som beskrivits ovan. En fin ledning sträcker sig mellan två plintstationer så att tråden är nära eller vid beröring av säkringar.

Seriearrangemanget av flänsar och Testex-säkringar är anslutna till de två utgångsterminalerna via ett icke-induktivt seriemotstånd. Det icke-induktiva motståndet ingår för att jämföra kretsens totala motstånd, inklusive de sex säkringshuvudena till den hos en normal avfyrningskrets.

Motståndets värde för 25-skott typ 350 exploderaren är 60 ohm, och för typ 750 exploderaren är det 240 ohm. Två uppsättningar av terminaler är märkta med 25 skott och 100 skott med ytterligare ett par markerade ohmmeter.

Kablar för Shot-Firing:

Låt oss nu överväga de kablar som vanligtvis används för skottbränning. I allmänhet är en kabel som är godkänd för single-shot-avfyrning av tvåkärnig typ, färgad gul och består av strängade kopparledare med tvärsnittsarea inte mindre än 0, 0009 kvadrattum. Kablar som är godkända för singel- och multisprutning kan antingen vara tvåkärniga eller enkla kärnor.

I båda fallen är den färgad vit, varvid de två kärnorna har strängade kopparledare med tvärsnittsarea inte mindre än 0, 0015 kvadrattum och ledarna med enkelkärnor har en tvärsnittsarea av inte mindre än 0, 003 kvadratmeter.

Eftersom dubbla vita kan användas för både singel- och multi-shot-avfyrning, är detta vanligtvis accepterat som standardskottbränningskabel. Ett krav på användning av kabel för flersprutningsändamål är att det ska vara fria från leder om de inte är korrekt gjorda fogar och har vulkaniserats eller gjutits på ett effektivt sätt.