DE2604435B2

DE2604435B2 - Verfahren und System zum Zünden von Sprengladungen zeitlich nacheinander

Info

Publication number: DE2604435B2
Application number: DE2604435A
Authority: DE
Inventors: Ernest Laird Granby Gladden; Richard William West Simsbury Spraggs
Original assignee: NITRO NOBEL GYTTORP (SCHWEDEN) AB
Current assignee: NITRO NOBEL GYTTORP (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1975-02-10
Filing date: 1976-02-05
Publication date: 1978-06-22
Also published as: BR7600804A; FR2300325A1; JPS5333653B2; GB1535558A; PH17225A; JPS51103700A; CA1057577A; US3987732A; FR2300325B1; ES444575A1; DE2604435C3; AU1004776A; ZA76779B; IT1053829B; ZM1976A1; DE2604435A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden von Ladungen zeitlich nacheinander, bei welchem jede in einem sich nach unten erstreckenden Bohrloch befindliche Ladung durch einen Zündimpuls gezündet wird, der über eine Niederleistungs-Detonationszündschnur zu einer Sprengkapsel an dem im Bohrloch befindlichen Ende der Zündschnur geleitet wird, wobei der Zündimpuls in der Kapsel vor dem Zünden der Ladung verzögert wird, sowie ein Verzögerungszündsystem zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer Niederleistungs-Detonationszündschnur und einer Sprengkapsel an einem Ende der Zündschnur, wobei die Sprengkapsel einen Verzögerungssatz enthält

Bei einem derartigen bekannten Verfahren zum Zünden von Ladungen zeitlich nacheinander (DT-AS 12 36 987) wird an den in das Bohrloch führenden Zündeinheiten jeweils eine Verzögerungssprengkapsel an dem im Bohrloch liegenden Ende und am anderen Ende eine Verstärkungszündkapsel angebracht die keinen Verzögerungssatz enthält und die von einer Hauptzündschnur gezündet wird. Bei der bekannten Anordnung erfolgt also die Verzögerung ausschließlich durch cien Verzögerungssatz in der Sprengkapsel. Wenn eine Zündung von Ladungen zeitlich nacheinander erfolgen soll, müssen bei der bekannten Anordnung entweder in die Hauptzündschnur entsprechende Verzögerungssätze, z. B. Zeitzündschnur, eingebaut werden oder aber es müßten Sprengkapseln mit unterschiedlicher Verzögerung verwendet werden.

Im ersteren Fall, d. h. bei Verwendung von Verzögerungssätzen in der Hauptzündschnur, müssen die Sprengkapseln einen Verzögerungssatz enthalten, der länger brennt als die Zeitdauer der Summe der Verzögerungssätze in der Hauptzündleitung, um zu verhindern, daß die erste Ladung detoniert, bevor die letzte Ladung des Systems gezündet ist da sonst die Gefahr besteht, daß durch die Sprengwirkung des ersten Bohrlochs die Zündleitung unterbrochen wird.

Bei der Verwendung von Sprengkapseln mit unterschiedlicher Verzögerung muß sehr sorgfältig und mit großem Aufwand gearbeitet werden, um die Reihenfolge der unterschiedlichen Zündverzögerungen im Zündsystem aufrechtzuerhalten. Die Herstellung eines Zündsystems nach dem bekannten Verfahren ist in jedem Fall sehr aufwendig und muß mit sehr großer Sorgfalt erfolgen.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verfahren zum Zünden von Ladungen zeitlich nacheinander bzw. ein Verzögerungs-Zündsystem zu schaffen, das schnell und narrensicher anwendbar ist und bei dem die Sprengungen der einzelnen Ladungen mit sehr kurzer Verzögerung gegeneinander bewirkt werden, und Fehler auch bei weniger sorgfältiger Arbeit beim Zusammenbau unmöglich sind, dadurch daß nur einheitliche, für alle Bohrlöcher gleiche Zündelemente mit gleichen Verzögerungseinrichtungen vorgesehen sind.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß das obere Ende der Detonationszündschnüre mit einer an sich bekannten Verstärkungs-Zündkapsel verbunden wird, welche in Zündkontakt mit der nächsten

Zündschnur liegt, die mit der Ladung verbunden wird, welche als nächste in der Zeitfolge gezündet werden soll, wobei die Verstärkungs-Zündkapsel einen zweiten Verzögerungssatz zum Verzögern des zu der nächsten Zündschnur gelieferten Zündimpulses aufweist, und daß für die Sprengkapsel ein erster Verzögerungssatz gewählt wird, der eine Verzögerung aufweist, die' wenigstens das Zweifache von der vom zweiten Verzögerungssatz bewirkten Verzögerung beträgt

Ein Verzögerungszündsystem der eingangs erwähnten Art ist gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß, wie bekannt, fiir die Niederleistungs-Detonationszündschnur an einem Ende eine Sprengkapsel mit einem ersten Verzögerungssatz vorgesehen ist, und das andere Ende der Zündschnur eine Verstärkungs-Zündkapsel aufweist, welche einen zweiten Verzögerungssatz enthält, derart, daß der erste Verzögerungssatz eine Verzögerung bewirkt, die wenigstens zweimal so lang a!s die durch den zweiten Verzögerungssatz bewirkte Verzögerung ist

Gemäß der Erfindung wird also in der Verstärkungs-Zündkapsel, welche die Initialzündung der in jedes Bohrloch führenden Abzweigzündschnur von der vorhergehenden Abzweigzündschnur aus bewirkt, ein Verzögerungssatz vorgesehen, dessen Verzögerungszeit wesentlich kürzer als die Verzögerung der Sprengkapsel ist Die Zeitabstimmung erfolgt so, daß die Verzögerung in jeder Sprengkapsel so lang ist, daß die Verzögerungssätze aller Sprengkapseln im gewünschten Zeitabstand gezündet sind, bevor die erste Ladung detoniert Auf diese Weise wird mit Sicherheit eine Unterbrechung der Zündleitung für die letzten Ladungen durch die Sprengung der ersten Ladung verhindert Die Elemente des erfindungsgemäßen Zündsystems sind einheitlich, d.h. sie haben eine vorbestimmte Länge von Niederleistungs-Detonationszündschnur mit einer verzögernden Verstärkungs-Zündkapsel an einem Ende und einer verzögernden Sprengkapsel am anderen Ende und werden einfach entsprechend aneinander gereiht, wobei die Verstärkungs-Zündkapsel an den mittleren Bereich der nachfolgenden Zündschnur angelegt wird, wodurch die mit jeder Ladung steigenden Verzögerungszeiten auf einfachste Weise und narrensicher erreicht werden können.

Das Sprengladungsverhältnis zwischen der Sprengkapsel und der Verstärkungs-Zündkapsel ist wenigstens 2:1.

Der erste Verzögerungssatz der Sprengkapsel hat vorzugsweise eine Verzögerung zwischen 200 ms und 6 sek. und der zweite Verzögerungssatz der Verstärkungs-Zündkapsel entsprechend eine Verzögerung zwischen 9 und 200 ms. Dabei hat vorzugsweise der Verzögerungssatz der Sprengkapsel eine Verzögerung von etwa 200 ms und der Verzögerungssatz der Verstärkungs-Zündkapsel eine Verzögerung von etwa 9—35 ms.

Das Verhältnis der Verzögerungszeiten vom ersten zum zweiten Verzögerungssatz liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 2 :1 bis 50 :1.

Wenn eine Klemmvorrichtung zum Verbinden der Verstärkungs-Zündkapsel mit der als Verbindungsleitung dienenden Zündschnur verwendet wird, ist vorzugsweise die Klemmvorrichtung ein Kunststoffblock mit einer Anzahl von Längsdurchgängen, von denen einer zur Aufnahme der Verstärkungs-Zündkapsel ausgebildet ist, wobei die Längsdurchgänge parallel Seite an Seite miteinander verbunden angeordnet sind.

Die Erfindung wird imfolgendenanhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 teilweise im Schnitt eine Schrägansicht eines Elementes des Verzögerungszündsystems und

F i g. 2 in kleinerem Maßstab schematisch einen Teil des fertig ausgelegten Verzögerungszündsystems.

Das Zündelement 10 für das Verzögerungszündsystem gemäß der Erfindung für ein Bohrloch besteht aus einer Niederleistungs-Detonationszündschnur 12 mit einer Sprengkapsel 14 an einem Ende und mit einer Verstärkungs-Zündkapsel 16, die mit dem gegenüberliegenden Ende verbunden und in einer Klemmvorrichtung 18 aus Plastik untergebracht ist.

Die Niederleistungs-Detonationszündschnur 12 besteht aus einem flexiblen Rohrstück beliebiger Länge. Die Länge der Zündschnur 12 wird entsprechend der Verwendung des Verzögerungszündsystems bestimmt und beträgt in der Regel zwischen 1,2 bis 1,8 m und 30 m, wobei eine bevorzugte Länge bei ungefähr 12 m liegt. Die Zündschnur besteht aus weichem und widerstandsfähigem Kunststoffmaterial, z. B. Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder ähnlichen Materialien. Die Querschnittsabmessung der Zündschnur ist so, daß, wenn ein dünner Überzug aus feinem pulverförmigem Sprengstoff an der Innenwand des Rohrstücks liegt, noch ein durchgehender axialer zentraler Gaskanal freibleibt. Im allgemeinen beträgt der Außendurchmesser der Zündschnur weniger als 10 mm vorzugsweise weniger als 5 mm. Bevorzugt ist eine Zündschnur mit einem Außendurchmesser von 3 mm und einem Innendurchmesser von 1,5 mm. Die dünne Schicht aus Sprengstoff enthält kornförmige Teilchen in der Größenordnung von 1 bis 100 μπι. Der Sprengstoff ist in Mengen vorhanden, die 0,5 g/m nicht überschreiten, und vorzugsweise unterhalb 0,1 g/m. 0,05 g/m reichen beispielsweise bei einem Innendurchmesser von 3 mm aus, und 0,02 g/m sind bevorzugt bei einem Innendurchmesser von 1,5 mm. Die explosive Schicht weist ungefähr die Dicke eines granulatförmigen Teilchens auf und ermöglicht eine Stoßwellenübertragung mit ungefähr 2000 m/s.

Die Sprengkapsel 14 ist eine bekannte Verzögerungssprengkapsel. Sie umfaßt eine metallische Kapselhülse 22, die am freien Ende 24 verschlossen ist und mit einer Würgung am gegenüberliegenden Ende 26 mit der Zündschnur 12 verbunden ist. Die Metallhülle kann aus Stahl, Aluminium oder dgl. bestehen. Eine Grundladung 28 ist in der Hülle an deren geschlossenem Ende 24 angeordnet. Sie ist so bemessen, daß eine Zündung einer Sprengladung 30 in einem Bohrloch 32 (F i g. 2) erfolgen kann und enthält bekannte, hochexplosive Sprengstoffe.

Angrenzend an die Grandladung 28 ist eine Initialladung 34 aus einer Zündstoffmischung, ζ. Β. Bleiazid, vorgesehen.

Vor der Initialladung 34 ist ein Verzögerungssatz 36 angeordnet. Wie eingangs erwähnt, bewirkt der Verzögerungssatz 36 in der Sprengkapsel 14 eine Zündverzögerung, die wesentlich größer als die Verzögerung ist, die durch die Verstärkungs-Zündkapsel bewirkt wird, die am gegenüberliegenden Ende der Zündschnur 12 angeordnet ist

Ein Kunststoff-Paßstück 40 ist unmittelbar vor dem Verzögerungssatz 36 angeordnet, um eine Verbindung zwischen der Zündschnur 12 und dem Verzögerungssatz 36 zu ermöglichen. Das Paßstück 40 ist ein rohrförmiges Kunststoffstück, das einen Durchmesser besitzt, der nur etwas größer als jener der Zündschnur 12 ist. Wie

gezeigt ist die Sprengkapsel 14 an dem Ende der Zündschnur 12 durch Würgen der Metallhülle der Kapsel bei 42 befestigt.

Die Verstärkungs-Zündkapsel 16 am gegenüberliegenden Ende der Zündschnur 12 ist ähnlich wie die Sprengkapsel aufgebaut, außer daß sie eine etwas geringere Länge besitzt und wesentlich weniger Sprengstoff enthält Die Ladung in der Zündkapsel 16 beträgt ungefähr die Hälfte bis zu einem Zehntel der Ladung in der Sprengkapsel 14.

Die Verstärkungszündkapsel 16 hat eine Kapselhülle 46, beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff. Diese Hülle ist am Endabschnitt 48 verschlossen und besitzt eine Dämmschicht 50 aus einem nicht explosiven Material.

Die Sprengladung 52, die unmittelbar an der nicht explosiven Dämmschicht angeordnet ist, kann vorzugsweise aus demselben Sprengstoff, wie die Grundladung 28 der Sprengkapsel 14 bestehen.

In ähnlicher Form, wie bei der Sprengkapsel 14 ist ein Paßstück 56 so vorgesehen, daß es in Berührung mit der Primärladung 54 steht, da in diesem sowohl ein Verzögerungssatz 58 als auch die Zündschnur 12 in dem mittig liegenden axialen Hohlraum untergebracht sind.

Die Klemmvorrichtung 18 besitzt die Gestalt eines ungefähr rechteckförmigen Kunststoffblockes aus Polyäthylen oder ähnlichem Kunststoffmaterial mit einem Längsdurchgang 62, der in Längsrichtung des Blockes 18 verläuft und in dem die Verstärkungs-Zündkapsel 16 vollständig untergebracht ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besitzt der Block 18 ein Paar zueinander ausgerichteter, längsverlaufender Durchgänge 64, 66, die an gegenüberliegenden Seiten des Mitteldurchganges 62 angeordnet sind und über die gesamte Länge mit diesem in Verbindung stehen. Ein Seitenschlitz ist mit einem Paar lippenföriniger Abschnitte 68 versehen, um das Einsetzen einer Zündschnur oder Zündkapsel in den Durchgang 64 durch Einschnappen zu erleichtern. Auf diese Weise ist die Zündschnur festgelegt und liegt seitlich dicht gegen die Verstärkungs-Zündkapsel an, die im Durchgang 62 untergebracht ist. Der Durchgang 66 an der gegenüberliegenden Seite des Mitteldurchganges 62 ermöglicht das Anordnen einer anderen Zündschnur oder Zündkapsel. Zum Festlegen einer solchen Zündschnur ist ein Endansatz 70 und ein Seitenflansch 72 vorgesehen, der sich nach außen in Verlängerung zu dem Durchgang 66 erstreckt, so daß die Zündschnur 12', die durch den Durchgang 66 verläuft, um den Flansch 70 geschlungei werden kann.

Wie in F i g. 2 dargestellt, kann das Zündelement K mit einer nach unten verlaufenden Zündleitung in eil entsprechendes Bohrloch 32 eingebracht werden, urr die direkte Zündung einer Ladung 30 einzuleiten. Dit Sprengkapsel 14 ist innerhalb des Bohrlochs 3i angeordnet und über die Zündschnur 12 mit einei entsprechenden Zündeinrichtung, z. B. einer Zünd

ίο schnur 76 oder einem speziellen Zündmechanismus verbunden. Wie gezeigt, ist die Zündschnur 76 mit dei Zündschnur 12 über einen Knoten 78 an einer Stell« zwischen deren Enden verbunden. Ein zweites Zündele ment ist auf ähnliche Weise in einem darauffolgender Bohrloch 32' angeordnet und mit der Verstärkungs Zündkapsel 16 des ersten Zündelementes verbunden Wie gezeigt, nimmt dabei der Block 18 einer Zwischenabschnitt der Zündschnur 12' des zweiter Zündelementes in dem Durchgang 66 und am Flansch 72 auf. Es können andere Zwischenverbindungen vorgesehen sein, um jede beliebige Anzahl von aufeinanderfol genden Bohrlöchern, wie z. B. das Bohrloch 32", zi zünden oder — wie gezeigt — kann auch eine der Verstärkungs-Zündkapseln mit einem anderen Stück der Zündleitung 80 verbunden sein, indem die Leitung 80 in dem Durchgang 64 über die Lippen 68 zur weiteren Übertragung des Zündimpulses angeordnet wird.

Durch Abbrennen der Zündschnur 76 wird die Detonationszündschnur 12 gezündet, wobei Impulse entstehen, die von der Stelle der Zwischenverbindung 78 in beiden Richtungen sich ausbreiten. Die Impulse bleiben hierbei vollständig innerhalb der Zündschnur 12 und werden somit nahezu gleichzeitig den Verzöge· rungssatz 36 in der Sprengkapsel 14 und der Verzögerungssatz 58 in der Verstärkungs-Zündkapse 16 zünden. Da der Verzögerungssatz 58 in der Zündkapsel 16 ein wesentlich kürzeres Verzögerungszeitintervall besitzt, wird die Ladung 52 der Verstär kungs-Zündkapsel zuerst gezündet und daraufhir entsteht ein Zündimpuls in der Zündschnur 12' de! zweiten Zündelementes, welcher sich ebenfalls gleichzeitig in zwei einander gegenüberliegenden Richtunger zur Sprengkapsel und zur Verstärkungs-Zündkapse ausbreitet. Diese Folge wird so oft wiederholt, bis die Ladung in dem letzten Bohrloch erreicht ist, oder eine weitere Zündschnur, z. B. Zündschnur 80 gezündet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zünden von Ladungen zeitlich nacheinander, bei welchem jede in einem sich nach unten erstreckenden Bohrloch befindliche Ladung durch einen Zündimpuls gezündet wird, der über eine Niederleistungs-Detonations-Zflndschnur zu einer Sprengkapsel an dem im Bohrloch befindlichen Ende der Zündschnur geleitet wird, wobei der Zündimpuls in der Kapsel vor dem Zünden der Ladung verzögert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Detonations-Zündschnüre mit einer Verstärkungszündkapsel verbunden wird, welche in Zümdkontakt mit der nächsten Zündschnur liegt, die mit der Ladung verbunden wird, welche als nächste in der Zeitfolge gezündet werden soll, wobei die Verstärkungs-Zündkapsel einen zweiten Verzögerungssatz zum Verzögern des zu der nächsten Zündschnur gelieferten Zündimpulses aufweist, und daß für die Sprengkapsel ein Verzögerungssatz gewählt wird, der eine Verzögerung aufweist, die wenigstens das Zweifache von der vom zweiten Verzögerungssatz bewirkten Verzögerung beträgt

2. Verzögerungszündsystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Niederleistungs-Detonationszündschnur und einer Sprengkapsel an einem Ende der Zündschnur, wobei die Sprengkapsel einen ersten Verzögerungssatz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Zündschnur (12) eine Verstärkungs-Zündkapsel (16) aufweist, welche einen zweiten Verzögerungssatz (58) enthält, derart, daß der erste Verzögerungssatz (36) eine Verzögerung bewirkt, die wenigstens zweimal so lang als die durch den zweiten Verzögerungssatz (58) bewirkte Verzögerung ist.

3. Verzögerungszündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprengladungsverhältnis zwischen der Sprengkapsel (14) und der Verstärkungs-Zündkapsel (16) wenigstens 2 :1 ist.

4. Verzögerungszündsystem nach einem der Ansprüche 2—3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verzögerungssatz (36) der Sprengkapsel (14) die Verzögerung zwischen 200 ms und 6 s und der Verzögerungssatz (58) der Verstärkungs-Zündkapsel (16) entsprechend eine Verzögerung zwischen 9—200 ms hat.

5. Verzögerungszündsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungssatz so (36) der Sprengkapsel (14) eine Verzögerung von etwa 200 ms und der Verzögerungssatz (58) der Verstärkungs-Zündkapsel (16) eine Verzögerung von etwa 9—35 ms hat

6. Verzögerungszündsystem nach einem der Ansprüche 2—5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Verzögerungszeiten vom ersten zum zweiten Verzögerungssatz (36 bzw. 58) in der Größenordnung von 2 :1 bis 50 :1 liegt.

7. Verzögerungszündsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Klemmvorrichtung zum Verbinden der Verstärkungs-Zündkapsel mit einer als Verbindungsleitung dienenden Zündschnur, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (18) ein Kunststoffblock mit einer Anzahl von Längsdurchgängen (62,64,66) ist, von denen einer (62) zur Aufnahme der Verstärkungs-Zündkapsel (16) ausgebildet ist, wobei die Längsdurchgänge (62,64,66) parallel Seite an Seite aneinander angeordnet sind.