Електрическо взривяване за граждански цели

Когато се налага да се извършват взривни работи в подземни и открити рудници или кариери, както и в различни строителни обекти, се използват различни типове и видове взривни машини за взривяване. Едни от най-широко използваните такива са кондензаторните модели индукторни и батерийни взривни машини. Всяка от тях има своите предимства и недостатъци, някои от тях ще бъдат разгледани по-долу. Във връзка с новата класификация на електродетонаторите в страните на ЕС са утвърдени конструктивни и функционални изисквания и методи за изпитване на допуснатите до употреба взривни машини. Тези нови изисквания са задължителни и са приети и като БДС ЕN13763-26.

Електрическото взривяване е един от начините за извършване на взривни работи и може да се прилага във всички условия: открити рудници и кариери, подземни рудници опасни и неопасни по газ и прах, специални взривни работи и др. Другите начини за взривяване са огнево, то се извършва посредством детониращ шнур. Неелектрическите системи за взривяване не са предназначени за употреба в рудници опасни по газ и прах, което е един съществен техен недостатък.

Електрическото взривяване се характеризира с по-голяма сложност при подготовката и извършване на взривяването, особено при свързване на голям брой електродетонатори /ЕД/ и допълнителни уреди и помощни средства. При този начин на взривяване трябва да се внимава за наличието на блуждаещи токове. При наличието на такива може да се получи неконтролируемо детониране, което е недопустимо.

За осигуряване на безопасно, безотказно и ефективно взривяване по електрически начин трябва да се извършат комплекс от технологични операции в определена последователност. Най-напред трябва да се избере схемата на свързване на ЕД. След това се определя сечението и дължината на магистралните и удължителните проводници, изчислява се тяхното съпротивление, общото съпротивлението на ЕД по избраната схема, общото съпротивление на електровзривната мрежа, както и съпротивлението на електровзривната мрежа при измерването. Избират се измервателен уред (ИУ) и уред за взривяване (УВ). Определят се изискванията за безопасна работа при избраните конкретни параметри на електровзривната мрежа, а резултатите от изчисленията се отразяват в паспорта за пробивно-взривни работи.

Тези технологични операции трябва да се извършват съгласно изискванията на действащите нормативни актове и инструкциите на производителя и новите БДС EN. При неспазване на горепосочените изисквания може да се получи отказ на системата. Основните причини за получаване на откази /не взривяване на електровзривната мрежа/ са неправилен избор на ЕД, УВ, ИУ и схеми на взривяване, неизправни ЕД, УВ, ИУ, неправилен монтаж и проверка на електровзривната мрежа и др.

Капсул-детонатори
Те са средства за иницииране на детонация в заряди от бризантни взривни вещества. Намерили приложение в практиката още през 1867г. Първоначално са били зареждани само с гърмящ живак. Съвременните капсул-детонатори се зареждат с две или повече взривни вещества оформени като първичен и вторичен заряд. Първичните заряди са от инициращи взривни вещества - оловен азид, оловен стифнат, живачен фулминат и други. Вторичните заряди са от бризантни взривни вещества с голяма мощност - тетрил, хексоген, тен и други. Тази комбинация се прави защото инициращите взривни вещества са изключително чувствителни но същевременно нямат голяма мощност, докато бризантните са много по устойчиви и същевременно притежават много по голяма мощност в сравнение с иницииращите. Когато капсул-детонатора бъде задействан първо се взривява първичния заряд, който инициира детонация във вторичния. Детонацията от вторичния разбива корпуса на капсула и преминава в основния заряд от взривно вещество. Комбинираните капсул-детонатори имат много по висока инициираща способност в сравнение с детонаторите заредени само с гърмящ живак. Капсул-детонаторите се поместват и капсуловат в корпуси от мед, алуминий, месинг или стомана. В различните видове и според веществата използвани в тях, първичните им заряди са от 0,1 до 0,45 грама а вторичните по 1 грам. В зависимост от вида различните капсул-детонатори биват задействани по различен начин - в промишлеността най често се взривяват чрез запалване - с огнепроводен /бикфордов/ шнур, чрез електрически импулс - електро-детонаторите, или чрез пневматичен импулс - пневмо-детонаторите.

Считано от началото на 2007г. у нас действат приетите от Европейския комитет по стандартизация стандарти от серия ЕN 13763 Детонатори и релета. Първият стандарт от тази серия БДС ЕN 13763-1 третира въпросите по изискванията към детонатори, релета и взривни машини.

Нова класификация на електрическите детонатори
По-долу е дадена новата класификация на електрическите детонатори според ЕС. Съгласно тази нова класификация, означенията на българските електродетонатори по електрическа чувствителност съгласно действащия Правилник по безопасността на труда и други нормативни документи се изменя и електродетонаторите от клас Н с нормална електрическа чувствителност и невъзпламеняващ ток от 0,18А, стават от клас I с минимален невъзпламеняващ импулс Wnf от 0,5mJ/Ω. Електродетонаторите от клас П с повишена електрическа устойчивост и невъзпламеняващ ток от 0,45А, преминават към клас II с минимален невъзпламеняващ импулс Wnf от 8mJ/Ω. Създава се и нов клас III, това са електродетонатори, които в България преди това не са били нормативно регламентирани с невъзпламеняващ ток от 1,20А и минимален невъзпламеняващ импулс Wnf от 80mJ/Ω, а електродетонаторите от предишния клас В с висока електрическа устойчивост и невъзпламеняващ ток от 4,0А, сега стават от клас IV с минимален невъзпламеняващ импулс Wnf от 500mJ/Ω.

Изисквания към взривните машини
Според новата класификация на електродетонаторите по електрически параметри са разработени нови конструктивни и функционални изисквания и методи за изпитване на приспособленията и допълнителните принадлежности, необходими за надеждното и безопасно иницииране на детонатори при нормални работни условия дадени в БДС ЕN 13763-26. Това се прави с цел по голяма надеждност Тези устройства са взривни машини за иницииране на електрическите детонатори, контролери за взривни машини, полеви уреди за измерване на електрическата верига, кабели за взривяване за работа с електрически взривни машини, свързващи проводници и детонатори. Съоръженията, предназначени за работа само на открито, не се изпитват на климатични и механични въздействия. Взривните машини за иницииране на електронните детонатори и електронните взривни системи не са добре описани в БДС EN 13763–26.

За поясняване на изискванията за иницииране на електродетонаторите по-долу са дадени описания на термините и определения. Взривната машина е съоръжение, предназначено да подава електрическа енергия към веригата от електрически детонатори, за да ги инициира. Тя включваща средствата за контрол на серийно възпламеняване. Взривна машина, включваща средства за контрол на серийно (последователно) възпламеняване на електрическите детонатори, свързани с нея. Използва се и контролер за взривни машини. Това е съоръжение, специално предназначено за свързване с изходните клеми на взривната машина за потвърждаване, че изходната характеристика на машината попада в границите, определени от производителя и че тя е способна да инициира посочения максимален брой детонатори. Контролерите обикновено се осигуряват от производителя на взривни машини и са проектирани за употреба с определен тип машина. Те са проектирани да позволяват на потребителя на взривната машина да проверява периодично за потвърждение, че машината функционира правилно, преди тя да бъде използвана на място. Индикацията, осигурявана от контролера, може да се различава от един тип на друг. Например, някои имат обикновена „Изправен/Неизправен” индикаторната лампа и други имат аналогови или цифрови монитори, способни да показват действителната изходна енергия на взривната машина. В някои държави членки на ЕС правилната употреба на тези контролери се изисква от националното законодателство, като част от потребителската „експлоатационна схема на взривната машина”. Инициираща верига представлява електрическа верига, предназначена да бъде свързана с взривната машина, съставена от кабел за взривяване, електрически детонатори, проводници на детонаторите и удължаващи проводници към тях. Полевите уреди за изпитване на електрическа верига са уреди предназначени за измерване, проверка или изпитване на иницииращата верига на открито място, преди да бъде направен опит за иницииране на детонаторите с взривна машина. Използват се уредите за изпитване на непрекъснатост и съпротивление са вид на полеви уред за изпитване на електрическа верига, предназначен за измерване, проверка или изпитване на непрекъснатостта и съпротивлението на иницииращата верига. Уред за изпитване на непрекъснатостта и импеданса (пълно съпротивление) са вид на полеви уред за изпитване на електрическа верига, предназначен за измерване, проверка или изпитване на непрекъснатостта на импеданса на променливия ток на иницииращата верига, при честотата указана от производителя. Такъв за изпитване на изолацията на веригата е полеви уред за изпитване на вериги, предназначени за измерване, проверка или изпитване на изолация между главния електрически проводник в иницииращата верига и общото заземяване. Свързващите проводници се определят като електрически проводници, които могат да бъдат свързвани между взривния кабел и водещите проводници на детонатора. Свързващите проводници нормално се използват еднократно, защото са разположени твърде близо до взривните средства и обикновено се повреждат от въздушната вълна при взрив. Максималното съпротивление на инициираща верига е максималното електрическо съпротивление на конкретна конфигурация на инициираща верига от електрически детонатори.

Различни уреди за взривяване
Източниците на ток са предназначени да подадат в електровзривната мрежа необходимия възпламенителен импулс. Като източници на ток за електрическото взривяване се използват уреди за взривяване, електрически осветителни и силови линии и подвижна електростанция. Най-широко приложение в практиката са намерили уредите за взривяване, които са и най-удобни. Уредите за взривяване по принципа на действие се подразделят на магнитно електрически, динамо електрични, кондензаторни и високочестотни. Най-широко приложение понастоящем намират кондензаторните уреди за взривяване, при които кондензаторът се зарежда за определено време от източник на ток поставен в уреда и се разрежда в мрежата за кратко време. В зависимост от начина на захранване кондензаторните уреди за взривяване се разделят на индукторни, акумулаторни и батерийни. Понастоящем се употребяват и трите начина на захранване на кондензаторните уреди за взривяване. Уредите за взривяване се разделят на класове в зависимост от вида на взривяваните електродетонатори, както и за рудници опасни и неопасни по газ и прах. В нашата страна се използват много видове уреди за взривяване, както наше производство така и от внос. В България е разработен съвременен уред за взривяване тип “Лазаров”, който среща в три разновидности Л200, Л300 и най-мощната Л500, като цифрата след буквата „Л“ показва максималното преодолявано супротивление е в омове. Уредите за взривяване Лазаров са едни от най-надеждните и използвани в България. Те са се доказали като надеждни при много тежки условия на експлоатация. Чешкият производител Zbrojovka Vsetinndet предлага уреда PR-12 с капацитет на кондензатора 25μF, напрежение на кондензатора 1200V и максимално преодолявано съпротивление 430Ω при последователна верига. Друга възможност дава уреда за взривяване тип CI 160 VA PR-12 производство на фирма NITRO NOBEL от Швеция с капацитет на кондензатора 105μF, напрежение на кондензатора 1950V.

В зависимост от начина на свързване на ЕД, електровзривните мрежи са последователни, паралелни и смесени. При избора на схема на свързване на ЕД се изхожда от броя, масата и разположението на зарядите от взривно вещество, възможностите на УВ за взривяване на определен брой ЕД при определена схема на взривяване, типа на използваните ЕД и др. При смесена схема на взривяване изпълнението е по сложно поради необходимостта от извършване на по-голям брой изчисления, измерване на съпротивлението на отделните групи, като то трябва да отговаря на изискванията отразени в паспорта за пробивно-взривни работи и да бъде еднакво, проверка за лоши връзки, нарушение на изолацията, утечки на ток и други.

След определяне на схемата на свързване на ЕД, и типа на ЕД по посочените по-горе критерии се извършва изчисляване на общото съпротивлението на електровзривната мрежа. При незадоволителни резултати след извършване на изчисленията е възможно да се наложи промяна на схемата на свързване, марката и сечението на проводниците и повторно извършване на изчисления с цел намиране на оптималния вариант.

Общото съпротивление на електровзривната мрежа е равно на сумата от съпротивленията на определен брой ЕД, свързани по избраната схема, съпротивлението на магистралните проводници и съпротивлението на удължителните проводници, измерено в Ω.

Резултатите от така извършените изчисления задължително трябва да се отразят по подходящ начин в паспорта за пробивно-взривни работи.

Изисквания и мерки за безопасна работа
От склада за взривни материали се получават, съгласно паспорта за пробивно-взривни работи, определения брой и тип ЕД, магистралните и удължителни проводници, УВ, ИУ и другите помощни средства. При несъответствие на вида или типа на взривните материали и надписите на опаковките се връщат на лицето, от което са получени. Извършва се външен оглед и се отстраняват онези, които имат видими дефекти.

Взривни материали се доставят на работните места съгласно изискванията на Правилника по безопасността на труда при взривните работи /ПБТВР/. Боевиците се изготвят и зареждат съгласно изискванията на ПБТВР. При механизирано зареждане се поставят ръчно след окончателното зареждане, като се допуска зареждане на боевика в дъното на взривната дупка или сондаж с ЕД от клас В.

Електровзривната мрежа се монтира след като завърши зареждането и се постави забивкaтa. Взривните материали, по степен на опасност при дейности с тях , се разделят на групи. Като първа група са взривни вещества със съдържание на нитроестери над 15% (динамити), хексоген, тетрил, нитропента, октаген. Към втора група спадат амониевоселитрени взривни вещества, тротил, смеси на тротила с други нитросъединения, динитротолуол, динитронафталин, взривни вещества със съдържание на нитроестери до 15%, флегматизиран хексоген, детониращ шнур, нафтоселитрени, водонапълнени, емулсионни и грубодисперсни взривни вещества; Трета група - димен барут, бездимен барут, пиротехнически състави и изделия от тях, огнепроводен шнур и средства за неговото запалване. Към група четири спадат капсул детонатори, електродетонатори, закъснители за детониращ шнур, неелектрически системи и други средства за взривяване. Петата група са окончателно снаражени прострелващи взривни апарати и противоградови изделия.

При международни превози (внос, износ и транзит) се спазват и международните норми за разделяне по степен на опасност (съвместимост). Взривните материали с различна група на опасност се съхраняват и транспортират (пренасят) отделно. Допуска се съвместно транспортиране (пренасяне) на взривни материали при спазване на изискванията. Взривните материали се опаковат и маркират съгласно изискванията на стандартизационните документи. Взривните материали се опаковат по начин, който не позволява движението им в опаковката. Брутната маса на една опаковка взривни материали не може да е по-голяма от 32кг. Всяка партида взривни материали се съпровожда с удостоверение за качество (сертификат), издаден от производителя. За всяка партида от взривни материали трябва да има инструкция за употребата им в не по-малко от 5 екземпляра, която съдържа данни за класа, групата на опасност (съвместимост), основните показатели, условия за употреба, гаранционен срок, правила за безопасна работа и унищожаване за съответната марка (тип) взривни материали. При употреба, съхраняване и унищожаване на взривните материали се спазват и изискванията за безопасност, определени в съответната инструкция за употреба.

Производителите и търговците на взривни материали са длъжни да предоставят на своите клиенти удостоверение за качество на партидата и инструкция за употребата им. Забранява се продажбата и употребата на взривни материали, неотговарящи на съответните стандартизационни документи и без наличието на документите по ал. 1. При производството и опаковането на взривни материали се използват полимерни и други материали с антистатични свойства. Забранява се при извършване на взривни работи или друга дейност с взривни материали в охраняемата зона да присъстват лица, които не са свързани с тяхното извършване. Забранява се допускането до работа с взривни материали на лица, намиращи се под въздействие на алкохол, интоксиканти и наркотици. При работа с взривни материали работещите са със специално облекло, допуснато за тази цел. Всички лица, извършващи взривни работи или друга дейност с взривни материали, се запознават от ръководителя на взривните работи (ръководителя производство взривни материали или пиротехник - ръководителя) със използваните взривни материали, апаратура и съоръжения. При едновременна работа на двама и повече взривника ръководителят на взривните работи определя старши-взривник, което се отразява в книгата за инструктаж. Забранява се взривните материали да се хвърлят, влачат, преобръщат, удрят и трият. При работа с тях се осигурява максимална безопасност на труда. Забранява се да се пуши, да се пали огън, да се извършват огневи и други работи с открит огън на разстояние по-малко от 100 метра от мястото, където са разположени взривните материали. Не се допуска извършването на операции по сушене, стриване и пресяване на взривни вещества, освен в условията на производител на взривни вещества. Некачествените взривни вещества се бракуват и унищожават от потребителя по установения ред. Забранява се всякакъв вид дейности със замръзнали нитроестерни взривни вещества, които имат съдържание на нитроестери над 15 %, освен работи по размразяването им.

Замръзналите нитроестерни взривни вещества се оставят да се размразят сами, след което се допуска извършването на операции с тях , включително и употребата им. Забранява се всякакъв вид дейности с ексудирали нитроестерни взривни вещества и други опасни взривни материали, освен работите по тяхното унищожаване. Взривните материали се използват само в условията, определени в този правилник, в съответния стандартизационен документ и в инструкцията за употребата им. Допуска се патроните от прахообразни взривни вещества, несъдържащи хексоген или нитроестери, преди употреба да се размачкват с ръка, без да се нарушава целостта на обвивката им. При необходимост взривното вещество в патроните може да се раздроби с дървен чук върху дървена подложка. Не се допуска употребата на сбити (неподдаващи се на размачкване или раздробяване) прахообразни взривни вещества за взривни работи в подземни изработки. Сбити прахообразни взривни вещества се използват само при взривни работи на земната повърхност. Инициирането им се осъществява с помощта на боевици, изготвени от несбити взривни вещества. Завеждащ складовете за взривни материали (зарядни работилници) и магазинерите на взривни материали не могат едновременно да извършват взривни работи или да потвърждават фактическия разход на взривните материали. Взривниците, които извършват взривни работи, не могат едновременно да са и завеждащ складове или магазинери на взривни материали.