Статья: Электровзрывной комплекс как система

Раскрыт системный подход к изучению электровзрывных комплексов. Определены условия и границы нормального функционирования системы.

Исследование электровзрывных работ, их совершенствование и повышение безопасности можно провести наиболее полно и эффективно, рассматривая электровзрывной комплекс как систему. Системный подход позволит наиболее полно исследовать как внутренние связи и функционально-структурные особенности электровзрывного комплекса, так условия и особенности его взаимодействия с внешней средой, наметить пути оптимизации этих взаимодействий.

Рассматривая электровзрывной комплекс как систему, необходимо, прежде всего, определить границы системы и её составляющие части. В электровзрывной комплекс входят: электровзрывная цепь, устройство взрывания (прибор взрывания), приборы контроля. Структурная схема электровзрывного комплекса изображена на рисунке.

Структурная схема системы взрывания.

Электровзрывная цепь состоит из электродетонаторов (ЭД), распределительной сети и магистральных проводов. Основным компонентом системы, влияющим на параметры остальных её составляющих, является ЭД. От типа ЭД, их числа и схемы соединения зависит требуемая мощность устройства взрывания, параметры контрольно-измерительной аппаратуры и ряд других важных характеристик электровзрывного комплекса. Параметры ЭД, в свою очередь, определяются технологией электрического взрывания, надёжностью и безопасностью системы. Срабатывание ЭД должно вызвать взрыв взрывчатого вещества во взрывной полости.

Устройство взрывания должно воздействовать на ЭД электрическим импульсом, и оно может быть реализовано в виде автономного источника питания или в виде промежуточного звена между силовой и электрической цепями.

Назначение приборов контроля – установить готовность электровзрывной цепи и устройства взрывания к инициированию, а также осуществить контроль срабатывания ЭД, оценить степень опасности блуждающих токов на электровзрывную цепь.

В общем случае математическая модель системы может быть представлена в виде соответствия двух функций, одна из которых относится к воздействию на систему, а другая характеризует реакцию системы на это воздействие – .

, (1)

где – факторы, определяющие воздействие,

– факторы, определяющие реакцию системы.

Воздействующими факторами, например, в случае применения наиболее распространённых конденсаторных взрывных приборов будут: выходное напряжение U, емкость конденсатора – накопителя C, величина шунтирующего резистора RШ, наличие и величина дополнительной индуктивности L и др. Факторами, определяющими реакцию системы, будут число N и параметры ЭД – сопротивление электродетонатора R,импульс воспламенения K,время передачи θ, параметры магистральных проводов, топология электровзрывной цепи и т.д. Кроме того, необходимо учитывать и стороннее влияние на систему (блуждающие токи) и степень её электромагнитной совместимости.

Заданное в формуле (1) соответствие определяется функциональными требованиями к системе: результат воздействия прибора взрывания должен привести к срабатыванию всех ЭД в цепи, что возможно только при выполнении конкретных условий, называемых условиями безотказности. Условия безотказности устанавливают необходимое соответствие между параметрами источников энергии (воздействия) и нагрузкой (электровзрывной цепью) с учётом возможных отклонений этих параметров.

Таким образом, нормальное функционирование системы возможно при обязательном выполнении двух условий:

система должна безотказно сработать при действии внутренних источников энергии;

система должна быть гарантированно устойчивой от воздействия внешних источников энергии.

Для выполнения первого условия должны быть соблюдены следующие соотношения:

при , (2)

где – энергия, получаемая ЭД от прибора взрывания;

– максимальная энергия, необходимая ЭД для срабатывания;

IЭД – ток через электродетонатор;

iН – величина нормированного тока, т.е. тока, протекание которого через ЭД приводит к выделению тепла, необходимого для инициирования.

Для выполнения второго условия должны быть соблюдены соотношения:

(3)

или

, (4)

где – энергия сторонних воздействий на электровзрывную цепь;

– минимальная энергия, необходимая для срабатывания ЭД;

– величина тока, вызванная сторонним влиянием на электровзрывную цепь.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--