Verschillende soorten detonatoren gebruikt in mijnbouw

Zoals uitgelegd in een vorige artikel, "Brandende zekeringen zijn voor het eerst gebruikt om het ontsteking te vertragen en voor de blaster op een veilige afstand van de explosie te blijven. De brandtijd introduceert een flexibele vertraging die afhankelijk is van de lengte van de brandzekering. (…) De vlam dient als een detonator en de vertraging is de lengte van de zekering. Zelfs de meest geavanceerde initiatie technologieën blijven door dezelfde concepten te gebruiken, maar soms ook in verschillende vormen. “

Blastkappen komen in verschillende vormen. Zekeringkappen, elektrische detonators, niet-elektrische detonators en elektronische detonators zijn de verschillende typen detonators die u op de markt kunt vinden.

Zekeringkappen

De uitvinding van de opeenvolgende generaties zekeringkappen beoogt de gevaarlijke ontsteking van het explosiefproduct dat tijdens de beschouwde periode is gebruikt te beantwoorden. De veiligheid van mijnwerkers was altijd een van de hoofddoelstellingen bij het ontwikkelen van ontploffingstoebehoren.

Zwartpoeder wordt beschouwd als een Chinese uitvinding, gebruikt als vuurwerk, gedateerd uit de eerste eeuwen van ons tijdperk. Ondanks het gebruik van zwarte poeder-gebaseerde "Griekse branden" in oude gevechten, is 1380 een algemeen erkende datum voor de eerste studies over zwart poeder. Duitse Franciscan Monk, Berthold Schwarts ontwikkelde kruit uit de antieke formule. Het eerste geregistreerde gebruik van zwart poeder voor rockblasting dateert uit 1627, in Hongarije.

Het is onbetrouwbare brandsnelheid, maar maakt het zwarte poeder uiterst gevaarlijk en resulteert in veel ongelukken.

Deze gevaarlijke ontsteking werd overwonnen in 1831 met de uitvinding van de "Miners Safety Fuse" van William Bickford, een touw met een draad garen die met zwarte poeder is ingevuld.

Ascanio Sobrero synthetiseerde nitroglycerine in 1846. Nitroglycerine is de eerste ontdekte explosieve om sterker te zijn dan zwart poeder.

Het gebruik ervan op het veld blijft bijzonder gevaarlijk, vooral tot 1863, toen Alfred Nobel zijn "praktische detonator" onthulde: een houten plug van zwart poeder in een grotere lading vloeibare nitroglycerine, omsloten in een metalen shell. In 1865 ontwierp Nobel een kwikblazende pet die een aanzienlijke vermindering van de productiekosten vertegenwoordigt en bijgevolg bijgedragen heeft tot de verspreiding ervan in de hele industrie.

Zeer goedkoop, zoutkapjes worden nog steeds veel gebruikt in de mijnindustrie, vooral in ontwikkelingslanden. Zekeringkappen zijn ook door ontwerp ongevoelig voor elektromagnetische velden.

Elektrische Detonatoren

De eerste prototypes van detonatoren die elektriciteit gebruiken als energiebron voor initiatie-signaal, kwamen aan in de late 1880's.

Elektrische bluskappen zijn vergelijkbaar met zekeringkappen, maar met twee geïsoleerde elektrische draden die uit het ene uiteinde uitsteken, in plaats van de zekering.

Onmiddellijke elektrische detonators werden eerst ontwikkeld. In 1868 patenteerde H. Julius Smith een eenvoudiger en veiliger technologie, waardoor de ontsteking door middel van een kwikvolminaatmengsel, een platina brugdraad met hoge weerstand en een zwavelstop mogelijk was.

De opname van een vertragingspoedertrein liet de introductie van vooraf geprogrammeerde elektrische vertraagde detonators toe.

Deze technologie maakt een compensatie mogelijk tussen twee opeenvolgende kosten en dus de oprichting van initiatie-sequenties, die deuren openen naar meer gecontroleerde opnamen, maar beperkt tot een eindig aantal combinaties. Halve seconden vertragingsdetonators verschenen in de vroege jaren 1900, terwijl milliseconde vertragingsdetonators op 1943 op de markt kwamen.

Elektrische detonatoren zijn gevoelig voor warmte, schok, statische elektriciteit, radiofrequente energie en elektromagnetische straling.

Niet-elektrische detonatoren

Totaal niet-elektrische initiatie systemen, waar de initiatiebron afkomstig is van een schokgolf, werden in de jaren zestig door Dyno Nobel ontwikkeld. Niet-elektrische detonators slaan de markt in 1973 op, en bieden alle voordelen van elektrische inductie, maar het toevoegen van veiligheidsvoordelen (ongevoeligheid voor elektriciteit, radiofrequente energie en elektromagnetische straling) en een brede operationele flexibiliteit (makkelijker om grotere initiatiefsequenties te ontwerpen, theoretisch met een onbeperkt aantal vertragingen).

Dit initiatie systeem is samengesteld uit schokbuizen aangesloten op down-the-hole detonators en oppervlakken. Hoewel hun coating van reactieve poeders en dankzij een starter, schokbuisjes schokgolven overbrengen naar de niet-elektrische detonators. Verbinding op het veld is 'loodgieterachtig', aangezien de schokgolf is als water, die in de buis circuleert van een detonator naar een andere.

Niet-elektrische detonators worden wereldwijd wereldwijd gebruikt. De Verenigde Staten was altijd een van de grootste markten voor dit soort detonators.

Elektronische Detonatoren

Elektronische componenten werden in de late jaren 1960 in de wereld van de elektrische initiatie geïntroduceerd. Het vergroten van de grootte van elk schot blijkt strategisch te zijn voor de initiatiefnemersmarkt, zodat de elektrische detonators kunnen concurreren met de nieuw geïntroduceerde niet-elektrische detonators.

De elektronische ontwikkelingen maken het mogelijk om een ​​opeenvolgende schietmachine mogelijk te maken. De opeenvolgende blastermachine levert elektronisch verstelbare tijdschema's van energie op een aantal looddraden, waardoor het maximale aantal elektrische detonators wordt verhoogd waardoor de blasters kunnen verbinden en daarom het aantal potentiële combinaties verhogen.

In de jaren negentig kreeg de toenemende miniaturisatie van elektronische componenten een nieuw idee: gebruik van een elektronische klok om het pyrotechnische (poeder) vertragingselement te vervangen dat onnauwkeurigheid veroorzaakt voor de elektrische detonators.

Van 1990 tot 2000 werd massale onderzoeks- en ontwikkelingsbeweging uitgevoerd door een groot aantal actoren om voorgeprogrammeerde of programmeerbare elektronische detonators te ontwikkelen. Programmeerbare elektronische detonatoren vormen een stap voorwaarts in de logica, die een geweldige flexibiliteit biedt in de keuze van initiatie-timing.Deze flexibiliteit, samen met de elektronisch gecontroleerde nauwkeurigheid, opent de deuren voor korte vertragingen complexe initiatie-sequenties die sindsdien significante voordelen hebben aangetoond (overlastreductie, productiviteitsverhoging) aan de belanghebbenden van mijnen. Er zijn numerieke simulatie software gereedschappen ontwikkeld om mijnbouw ingenieurs te helpen om zo'n groot aantal mogelijkheden in het ontwerp van hun schoten te behandelen.

Ondanks een hogere marktprijs, verspreidden de elektronische detonators in de jaren 2000 op de markt. Een sterke fusie- en overnamefase heeft geleid tot het verdwijnen van een groot deel van de fabrikanten. Tegenwoordig blijven slechts 5 of 6 fabrikanten actief op deze markt.

Elk merk kan alleen geprogrammeerd worden door zijn eigen speciaal ontworpen schietmachine. Te wijten voornamelijk aan verschillende communicatieprotocollen, kunnen geen van deze machines worden gebruikt om verschillende merken van detonatoren te initiëren. Bijgevolg kan geen van deze merken in één schot worden gemengd.

De eerste draadloze blastmachine verscheen in 2000 op de markt, waardoor de opstart van grotere schoten vanaf een veiliger afstand mogelijk was. Draadloze initiatie is een standaard op de markt geworden.

Elektronische detonators zijn nog steeds gebaseerd op elektrische bedrading om de initiatie-signaal energiebron te voeren. ORICA Mining Services, de uitvinder van een draadloze elektronische detonator die vroeg in 2011 is onthuld, laat nu af met deze operationele zwakte (potentiële lekkage, shorts, cut-off, elektromagnetische gevoeligheid) en verhoogt daarmee de veiligheid en de winstgevendheid van mijn.

Wordt vervolgd!