Tiro elétrico em minas (com diagrama)

Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: ​​- 1. Introdução ao disparo elétrico em minas 2. Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder 3. Teste de aparelhos de disparo múltiplo 4. Cabos para disparo de tiro.

Introdução ao disparo elétrico em minas:

Outra função importante dos engenheiros eletricistas nas minas é o disparo de tiro. Agora vamos ver o que é disparado. Os princípios básicos do disparo de tiro são que, um buraco é perfurado no carvão ou pedra, o explosivo e o detonador são inseridos, e o buraco é selado.

Em seguida, uma bateria de disparo elétrico é conectada aos cabos do detonador e, quando todas as precauções de segurança tiverem sido tomadas, a bateria é operada. Uma corrente é causada a fluir através do detonador que dispara e assim inflama o explosivo.

Agora, como isso funciona?

Um detonador elétrico para uso em minas consiste de um tubo de cobre de paredes finas, fechado em uma extremidade, contendo uma carga básica, uma carga de priming e uma cabeça de fusível. A extremidade aberta do tubo é vedada com um tampão de neoprene através do qual passam os fios principais do conjunto da cabeça do fusível. A Fig. 17.1 explica isso. Na verdade, a cabeça do fusível elétrico consiste em duas folhas de metal separadas por uma camada de isolamento.

A figura 17.2 mostra a disposição em detalhes. Aqui nesta figura, vemos que os fios principais são soldados à base das bobinas e um fio muito fino conecta suas pontas. Em torno deste arame, forma-se um leito de composição de ignição que é geralmente constituído por várias camadas, sendo a camada mais interior prontamente inflamada pelo calor.

A resistência da cabeça do fusível sozinha, sem fios condutores, é normalmente mantida entre os limites de 0, 9 e 1, 6 ohms.

A resistência do detonador, completa com os fios principais, varia ligeiramente de acordo com o comprimento dos fios principais. Com seis pés (aprox. 2 m) do fio principal, a resistência estaria entre 1, 3 ohms e 2, 6 ohms.

De fato, uma quantidade mínima definida de energia elétrica é necessária para disparar um detonador e, na prática, uma corrente de 0, 5 A por 50 milissegundos é necessária, embora em disparo múltiplo a corrente mínima recomendada para o disparo de detonadores seja a ordem de 1, 4 amps a 42 volts com uma resistência de 30 ohms.

A potência instantânea em tal circuito está obviamente acima daqueles normalmente aceitos para circuitos IS (circuitos intrinsecamente seguros), e outras precauções devem ser tomadas. A precaução fundamental é, obviamente, verificar o metano antes de disparar, mas salvaguardas adicionais são incorporadas ao próprio explodidor.

No entanto, deve ser lembrado que antes que qualquer detonador possa ser disparado, a cabeça do fusível deve ser atravessada pela corrente por um período mínimo de tempo, geralmente da ordem de alguns milissegundos, durante os quais o fio da ponte aquece até uma temperatura. em que a composição sensível da cabeça do fusível se inflama e, assim, dispara o detonador.

Este tempo mínimo pode ser denominado tempo de excitação que irá variar ligeiramente na prática devido a pequenas variações de fabricação. A Fig. 17.3 ilustra claramente as características do tempo para a sequência de disparo do detonador.

Quando as cabeças dos fusíveis no detonador receberem a corrente mínima, um lapso de tempo menor deve decair para que a ignição se espalhe pela cabeça do fusível e acenda a carga de priming. O tempo entre a aplicação atual e a ignição da carga de priming é conhecido como o tempo de latência e é maior que o tempo de excitação.

A ignição da carga de escorva resulta na ruptura do arame da ponte, se isso já não ocorreu devido à fusão. A ignição da carga de priming resulta na ignição da carga básica após um período de tempo adicional, conhecido como tempo de indução, e nesse ponto o detonador explode. Isso também pode ser chamado de tempo de explosão final.

Sabemos que, para todos os detonadores em disparos múltiplos, o menor tempo de atraso de qualquer um deve exceder o tempo de excitação mais longo de todos, para garantir que cada um dos detonadores receba a cota total de energia elétrica necessária para causar sua queda. ignição, antes de qualquer um deles ter completado seu tempo de latência e ter quebrado o circuito.

Hoje em dia, nas modernas indústrias de mineração, os explodidores de um único tiro do Pequeno Demônio não são tão usados ​​como nos tempos antigos. No entanto, o seu lugar foi geralmente ocupado pelo explosivo Murston Excelsior ME 12, MK 2 de 12 disparos, que também é adequado para disparar disparos simples.

Na verdade, vemos que os explodidores Little Demon e Schaffler obtêm sua energia a partir de um magneto acionado manualmente, enquanto o Murston Excelsior 12-shot obtém sua energia de um capacitor, que é descarregado no circuito de disparo após ter sido carregado por um gerador acionado manualmente.

Como o explodidor Murston Excelsior 12 é utilizado amplamente nas minas modernas, uma descrição dos princípios de operação e método de teste é fornecida abaixo.

Murston Excelsior, ME12, MK2 Exploder:

Este tipo de explodidor utiliza uma bateria recarregável de níquel-cádmio de 6 volts como fonte de alimentação para todos os circuitos. Um pequeno fusível do cartucho é conectado na fiação aos terminais da bateria para proteger contra possíveis curtos-circuitos.

Na Fig. 17.4. um diagrama esquemático é mostrado. Aqui vemos que um circuito de verificação de resistência é fornecido para permitir que o circuito externo completo seja testado antes do disparo. Isso consiste em um circuito de transistor e é alimentado diretamente da bateria. Girar o disparo no sentido anti-horário faz com que o SW 1 seja colocado na posição No. 2.

A bateria é conectada ao circuito de verificação de resistência, o circuito de verificação é conectado aos terminais do explosivo e os circuitos de disparo principais ficam inoperantes por curto-circuito no capacitor principal. O botão de disparo SW 2 está aberto neste ponto e assegura que o circuito de disparo esteja isolado.

No entanto, digamos, se a resistência total do ciclo de tiros e disparo for de 30 ohms ou menos, o circuito do transistor ativará a luz âmbar; se nenhuma luz âmbar for obtida, o circuito é considerado inadequado para o disparo.

Na figura, o conversor dc compreende um oscilador de transistor, transformador de escalonamento e retificador de ponte. A saída dc de circuito aberto, que pode ser de aproximadamente 200 volts, é aplicada ao capacitor e quando a tensão combinada atinge 150/160 volts, a lâmpada de neon acenderá indicando que o capacitor está totalmente carregado e o disparo pode ocorrer pressionando o disparo 'botão SW 2.

É necessário um tempo de carga de aproximadamente 5/6 segundos para carregar o capacitor. O capacitor carregado é então descarregado no circuito de disparo, pressionando o botão SW 2, que acende os explosivos.

Na figura 17.4, o circuito de controle de corrente mede a queda de volt em um resistor conectado em série com o circuito principal, compara essa queda de volt com uma voltagem padrão derivada de um diodo zener e faz com que a corrente em excesso de 1, 5 amps seja desviada, em vez do que fluir para o circuito externo.

No entanto, a terminação do pulso de saída é obtida pelo uso de um retificador controlado por silício (SCR) conectado através do capacitor. Esse SCR pode ser disparado por vários meios e, quando acionado, causa curto-circuito no capacitor, descarregando qualquer energia restante.

O SCR é disparado por qualquer um dos quatro dispositivos A, B, C e D, conforme mostrado na Fig. 17.4.

A. Pré-disparo (se o botão de disparo for pressionado antes da luz de neon acender)

B. Tempo (após o lapso de aproximadamente 4 milissegundos)

C. Sobretensão (se a voltagem aparecendo nos terminais exceder 60 volts)

D. Sobrecorrente (se a corrente no circuito de disparo exceder 2 amperes).

Dos quatro métodos acima de desencadear o SCR, apenas um é normal, isto é, a terminação do ciclo de disparo após 4 milissegundos. Os outros três métodos impedem que o disparo ocorra se ocorrer alguma anormalidade no circuito.

Devido à característica do “Tempo de Excitação” exibido pelos detonadores, é possível interromper o processo de disparo, desde que isso seja feito em breve. Na prática, existe uma margem de segurança suficiente se a corrente ou tensão nos terminais do explodidor retornar a zero dentro de 0, 8 milissegundos.

A taxa normal de subida de corrente e tensão é controlada dentro do explodidor e é suficiente para atingir o valor máximo dentro de cerca de 0, 4 milissegundos. Isso permite tempo para que os circuitos de sobretensão ou sobrecorrente monitorem os parâmetros relevantes e disparem o SCR, se necessário, dentro do período de 0, 8 milissegundos.

Teste de aparelhos de disparo múltiplo :

Todos os equipamentos multi-shot são testados usando aparelhos aprovados. O testador Beethoven é um dispositivo adequado para conectar diretamente aos terminais do explosivo. Dois terminais carregados por mola são fornecidos com um rolo de fio de platina de 0, 0016 polegadas (0, 406 mm) de diâmetro.

O fio é esticado entre os terminais, a manopla do explodidor é girada até que o capacitor seja carregado e a lâmpada de neon brilhe. O botão de disparo é então pressionado.

O explodidor é satisfatório se o fio se romper após dez tentativas consecutivas. Este teste, assim como todas as outras baterias de disparo multi-disparo, deve ser realizado na superfície em intervalos não superiores a sete dias.

Também é um requisito que todos os equipamentos de queima multi-shot sejam cuidadosamente limpos e revisados ​​pelo fabricante ou por uma pessoa nomeada pelo gerente na mina de carvão ou em uma oficina aprovada. Ambos os explodidores Schaffler (ou seja, o tipo 350, 25-shot; o tipo 750, 100-shots) são testados por um testador de explodir 6-shot modificado. O explosivo de 6 tiros, aliás, foi substituído pelo explodidor de 12 tiros.

O dispositivo de teste incorpora seis grampos de metal conectados em série e projetados para manter uma cabeça de fusível Testex, que é a cabeça do fusível do detonador, conforme descrito acima. Um fio fino é esticado entre dois postes terminais, de forma que o fio esteja próximo ou encostando nas cabeças dos fusíveis.

A disposição em série do fio das aletas e da cabeça de fusível do Testex são conectadas aos dois terminais de saída através de um resistor em série não-indutivo. O resistor não-indutivo é incluído para equacionar a resistência total do circuito, incluindo as seis cabeças de fusíveis ao de um circuito de disparo normal.

O valor do resistor para o explodidor tipo 350 de 25-shot é de 60 ohms, e para o tipo 750 é de 240 ohms. Dois conjuntos de terminais são fornecidos marcados com 25 fotos e 100 fotos com outro par de ohmímetros marcados.

Cabos para Disparo de Tiro:

Agora vamos considerar os cabos geralmente usados ​​para disparo de tiro. Geralmente, um cabo aprovado para disparo único é do tipo de dois núcleos, amarelo colorido e consiste em condutores de cobre retidos de área transversal não inferior a 0, 0009 polegadas quadradas. Cabos aprovados para disparo único ou múltiplo podem ser de dois núcleos ou de um único núcleo.

Em ambos os casos, é de cor branca, os dois núcleos têm condutores de cobre encalhados de área transversal não inferior a 0, 0015 polegadas quadradas e os condutores de núcleo único com uma área de seção transversal não inferior a 0, 003 polegadas quadradas.

Como o branco gêmeo pode ser usado para tiros de disparo único ou múltiplo, isso geralmente é aceito como cabo de disparo padrão. Um requisito do uso do cabo para propósitos de disparo múltiplo é que ele seja livre de juntas, a menos que sejam feitas corretamente juntas e tenham sido vulcanizadas ou moldadas adequadamente de maneira eficiente.