EA029371B1

EA029371B1 - Управление взрывной системой

Info

Publication number: EA029371B1
Application number: EA201690715A
Authority: EA
Inventors: Михиль Якобус Крюгер
Original assignee: Детнет Саус Африка (Пти) Лимитед
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2018-03-30
Also published as: MX2016009413A; EP3134703A2; AU2015252366B2; CL2016001322A1; EA201690715A1; AU2015252366A1; WO2015168709A3; CA2929332C; WO2015168709A2; AR100141A1; US9658045B2; CA2929332A1; ES2666239T3; BR112016010866B1; EP3134703B1; US20170030695A1; ZA201602928B

Abstract

Взрывная система, содержащая детонаторы, которые могут быть активированы взрывной машинкой, только если расстояние между каждым детонатором и взрывной машинкой превышает минимальное требуемое расстояние.

Description

Изобретение относится к способу управления работой взрывной системы.

Взрывная система обычно содержит множество детонаторов, расположенных в соответствующих шпурах, наполненных взрывчатыми веществами. При инициировании детонаторов под действием взрывчатых веществ горная порода раздробляется. Этот вид операции потенциально опасен тем, что неправильная зарядка шпуров или неправильное бурение таковых может привести к разлету осколков горной породы, т.е. фрагментов горной породы, выбрасываемых из забоя, что может представлять опасность для находящихся поблизости людей или конструкций.

Кроме разлета осколков горной породы, активация детонаторов приводит к образованию волн давления, дыма и пыли. Эти факторы сами по себе потенциально вредны или могут вызывать вторичные неблагоприятные эффекты.

Для устранения вышеупомянутых недостатков между детонаторами на месте взрывных работ и в месте, где осуществляется инициирование активации детонаторов, необходимо поддерживать некоторое минимальное расстояние. Обычно соблюдение требований по обеспечению этого минимального расстояния предусматривают процедурными методами. Однако взрывные работы могут характеризоваться сложными условиями их проведения и могут быть сопряжены с ошибками, например, при оценке расстояний между детонаторами или между каждым детонатором и взрывной машинкой.

В И8 7594471 раскрыта взрывная система, в которой инициирование взрыва посредством управляющего оборудования разрешается только при нахождении этого оборудования в выбранном месте. Однако в этом документе не приведено удовлетворительного решения описанной проблемы.

Целью настоящего изобретения является устранение, по меньшей мере до некоторой степени, недостатков вышеописанной ситуации.

Сущность изобретения

Изобретением предложен способ управления работой взрывной системы, содержащей множество детонаторов и устройство управления для инициирования указанных детонаторов, причем способ включает этап разрешения инициирования указанных детонаторов посредством указанного устройства управления, только если расстояние между каждым детонатором и указанным устройством управления превышает минимальное требуемое расстояние.

Способ в соответствии с изобретением может быть реализован в разных вариантах. В соответствии с одним подходом способ включает этапы измерения положения каждого детонатора, измерения положения указанного устройства управления, вычисления расстояния между указанным устройством управления и указанным детонатором по результатам этих измерений для каждого детонатора и сравнения вычисленного расстояния с минимальным требуемым расстоянием. Инициирование указанных детонаторов посредством указанного устройства управления разрешают только в том случае, если вычисленное расстояние для каждого детонатора превышает минимальное требуемое расстояние в зависимости от прочих эксплуатационных показателей.

При реализации этого подхода положение каждого детонатора могут измерять в абсолютном значении, например путем определения географических координат каждого детонатора и, аналогично, путем определения географических координат устройства управления.

При измерении абсолютного положения каждого детонатора могут быть применены любые соответствующие устройство или метод. Например, известно, что в установке взрывной системы применяют один или более маркировщиков или регистрирующих устройств, которые переносят соответствующие операторы поочередно к рабочим местам, например к каждому шпуру, в котором использован детонатор. Такое регистрирующее устройство может содержать систему глобального позиционирования (СР8) или аналогичное устройство для определения координат. Данные о положении, создаваемые этим устройством, могут быть сохранены в регистрирующем устройстве и связаны с детонатором или с его рабочим местом с помощью идентификационного номера, однозначно связанного с детонатором. Данные затем передают в вычислительный механизм, который на основе данных о положении, относящихся к местонахождению устройства управления, позволяет вычислять точное расстояние между устройством управления и каждым соответствующим детонатором.

В соответствии с другим подходом положение каждого детонатора измеряют относительно опорной точки. Предпочтительно, опорная точка представляет собой место, в котором расположено устройство управления. В соответствии с таким вариантом изобретения абсолютное положение каждого детонатора не определяют и не измеряют. В этом случае положение каждого детонатора устанавливают с привязкой к опорной точке. Необязательно устанавливать абсолютное географическое положение каждого детонатора. В ранее указанном способе эту информацию используют только для определения расстояния между устройством управления и детонатором.

В соответствии с вышеупомянутым способом может быть использовано любое соответствующее устройство для хранения данных. Например, данные о положении можно хранить на съемном и мобильном устройстве для хранения, таком как массовое запоминающее устройство с универсальной последовательной шиной (И8В), метка радиочастотной идентификации (ΚΡΙΌ), метка ближней бесконтактной связи (ΝΡΌ), карта памяти 8Ό, флэш-память или тому подобное. Эти устройства удобны и просты в ис- 1 029371

пользовании, и они позволяют просто и безопасно передавать данные о положении в вычислительное оборудование, посредством которого может быть вычислено расстояние между каждым детонатором и устройством управления.

В соответствии с вариантом изобретения данные о положении каждого детонатора не хранят в регистрирующем устройстве, а вместо этого передают в детонатор и хранят в детонаторе во внутреннем запоминающем устройстве. Данные о положении могут быть получены из детонатора путем опроса детонатора, например с помощью сигнала от устройства управления.

Если точное положение каждого детонатора не измеряют в абсолютном значении, то может быть использовано регистрирующее устройство, например упомянутый маркировщик, для измерения расстояния по прямой между каждым детонатором и устройством управления. Устройство управления может, например, содержать соответствующий отражатель, а регистрирующее устройство может быть использовано для излучения сигнала, когда регистрирующее устройство находится у каждого детонатора. Этот сигнал передают в отражатель, выполненный с возможностью возврата сигнала в регистрирующее устройство. Данные, полученные в процессе, позволяют проводить вычисления точного расстояния между устройством управления и детонатором. Этот вид измерения известен в данной области техники.

Принципы изобретения могут быть использованы в детонаторной системе, в которой отдельные детонаторы соединены с устройством управления посредством одного или более жгутов проводов, или в так называемой беспроводной системе, в которой устройство управления может сообщаться беспроводным способом с каждым детонатором и, при необходимости, каждый детонатор может сообщаться беспроводным способом с устройством управления.

В беспроводной системе достаточно точное и приемлемое указание на расстояние между устройством управления и каждым детонатором могут получать путем измерения на каждом детонаторе мощности сигнала, излучаемого при регулируемом и известном значении сигнала на устройстве управления. Степень затухания сигнала по мере его распространения до каждого детонатора в дальнейшем является мерой расстояния между устройством управления и детонатором.

Краткое описание чертежей

Изобретение далее описано с помощью примеров со ссылками на прилагаемые чертежи фиг. 1 и 2, которые соответственно схематически показывают взрывную систему, работой которой управляют в соответствии с принципами изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 прилагаемых чертежей показана взрывная система 10, содержащая множество детонаторов 12, соответствующим образом заложенных вместе с взрывчатыми веществами 16 в шпуры 18. Детонаторы соединены с взрывной машинкой 20 посредством жгута проводов 22, содержащего основную линию 24 и множество ответвлений 26.

При реализации способа в соответствии с изобретением оператор 30, который может быть одним из множества аналогичных операторов, располагает регистрирующим устройством 32, обычно маркировщиком/проверочным прибором. В этом примере маркировщик связан с модулем 34 ОР8, который, как известно в данной области техники, может автоматически передавать данные, представляющие собой точное указание географического местонахождения, в абсолютном значении, маркировщика.

Оператор 30 переходит от шпура к шпуру и осуществляет на каждом шпуре различные процедуры или этапы, такие как проверка, программирование и тому подобное, известные в данной области техники. Дополнительно, в одном варианте изобретения маркировщик получает от каждого соответствующего детонатора 12 уникальный идентификационный номер 38, связанный с этим детонатором. Идентификационный номер сохраняют в маркировщике вместе с данными о положении, относящимися к детонатору. После того как оператор проходит через всю взрывную систему или ее выделенную часть, данные, хранящиеся в маркировщике, передают во взрывную машинку, которая сама по себе может содержать модуль 42 ОР8, выполненный с возможностью передачи информации о положении, точно связанной с географическим положением взрывной машинки. В другом варианте маркировщик 32 могут подносить к взрывной машинке, в результате чего модуль 34 ОР8 можно использовать для измерения географического положения взрывной машинки.

В другом варианте изобретения данные о положении для детонатора 12, получаемые модулем 34, передают в соответствующий детонатор 12. После этого данные о положении получают от каждого детонатора с помощью взрывной машинки 20 для опроса каждого детонатора. Данные о положении связаны с соответствующим детонатором посредством соответствующего идентификационного номера 38.

В соответствии с каждым вариантом изобретения взрывная машинка может исполнять программу для определения расстояния между взрывной машинкой и каждым детонатором. В соответствии с известными протоколами о безопасности для безопасного проведения взрывных работ вычисленное расстояние для каждого детонатора должно быть больше заданного минимального требуемого расстояния. Таким образом, пока расстояние относительно каждого детонатора не превысит минимальное требуемое расстояние, приведение в действие взрывной машинки запрещено, в результате чего ее нельзя использовать для инициирования детонаторов. При этих обстоятельствах необходимо предпринять корректирующие меры.

- 2 029371

На фиг. 2 показана беспроводная взрывная система 50, в которой отдельные детонаторы 52 вместе с взрывчатыми веществами 54 заложены в соответствующие шпуры 56. Как и в случае варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 1, оператор 30, использующий маркировщик 32 и модуль 34 СР8. в соответствии с известными требованиями выполняет процедуру проверки и программирования и, в то же время, получает данные о положении для каждого детонатора. Эти данные о положении последовательно передают в вычислитель, например во взрывную машинку 20, для выполнения вычислений расстояния описанным образом. Взрывная машинка в дальнейшем может активировать отдельные детонаторы, только если для каждого детонатора превышено минимальное требуемое расстояние.

Если в соответствии с конфигурацией взрывная машинка может сообщаться с детонаторами, но передача сигналов от каждого детонатора во взрывную машинку невозможна, то целесообразно передавать данные о положении в каждый детонатор от модуля ОР8.

В качестве альтернативы модулю 34 используют передатчик 60, расположенный во взрывной машинке, который может передавать сигнал 62, характеризующийся известной и регулируемой мощностью в передатчике. Модуль 34 ОР8 тогда заменяют на измерительный прибор 34А, который может измерять мощность сигнала 62 в каждом шпуре. С увеличением расстояния от передатчика мощность сигнала убывает, и, таким образом, она связана с расстоянием между передатчиком и каждым детонатором обратной зависимостью. Этот подход исключает необходимость использования данных об абсолютном положении, поскольку он автоматически обеспечивает эффективное непосредственное измерение расстояния между устройством управления и каждым детонатором. Опять-таки, если условия соблюдения минимального требуемого расстояния для каждого детонатора не выполняются, осуществление взрыва запрещено.

В соответствии с другой методикой, которую можно применять с любым вариантом осуществления изобретения, во взрывной машинке или в промежуточном месте расположен отражатель 66. Каждый оператор располагает соответствующим передатчиком 68, передающим сигнал в отражатель 66. Этот сигнал возвращается к оператору и обнаруживается приемником 70. С использованием известных методов может быть автоматически и мгновенно проведено точное вычисление расстояния между каждым шпуром и отражателем, т.е. устройством управления (или промежуточным местом), например, с помощью процессора, связанного с маркировщиком, и в то же время может быть выдано указание на то, что минимальное требуемое расстояние не соблюдено или соблюдено.

Может быть использован вариант этого метода, предусматривающий применение нескольких отражателей, если между передатчиком и каждым детонатором отсутствует линия прямой видимости.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ управления работой взрывной системы, содержащей множество детонаторов (12), заложенных в соответствующие шпуры (18), и устройство (20) управления для инициирования детонаторов (12), включающий этапы

определения положения каждого детонатора (12), определения положения устройства (20) управления,

вычисления расстояния между устройством (20) управления и детонатором (12) по результатам определения положения каждого детонатора (12),

сравнения вычисленного расстояния с минимальным требуемым расстоянием и

разрешения инициирования детонаторов (12) посредством устройства (20) управления, только если

соответствующее вычисленное расстояние между каждым детонатором (12) и устройством (20) управления превышает минимальное требуемое расстояние.
2. Способ по п.1, в котором данные о положении каждого детонатора (12) получают путем определения абсолютных географических координат детонатора (12) и устройства (20) управления.
3. Способ по п.2, в котором географические координаты каждого детонатора (12) определяют с помощью устройства (34) для определения координат.
4. Способ по п.3, в котором данные о положении для детонатора (12), создаваемые устройством (34) для определения координат, связывают с детонатором (12) или с его соответствующим шпуром (18) с помощью идентификационного номера (38), однозначно связанного с детонатором (12).
5. Способ по п.4, в котором данные о положении каждого детонатора (12) передают в мобильное устройство (32) для хранения.
6. Способ по п.3 или 4, в котором данные о положении каждого детонатора (12) передают в детонатор (12) и хранят в детонаторе (12) во внутреннем запоминающем устройстве.
7. Способ по п.6, который содержит этап получения данных о положении путем опроса детонатора

(12).
8. Способ по п.7, в котором детонатор (12) опрашивают с помощью сигнала от устройства (20) управления.
9. Способ по п.1, в котором проводят непосредственное измерение расстояния между каждым детонатором (12) и устройством (20) управления.

- 3 029371
10. Способ по п.9, в котором для каждого детонатора (12) указанное соответствующее непосредственное расстояние между устройством (20) управления и детонатором (12) вычисляют с помощью данных, создаваемых путем передачи сигнала от детонатора (12) в устройство (20) управления с последующим возвратом указанного сигнала от устройства (20) управления в детонатор (12).
11. Способ по любому из пп.1-10, в котором детонаторы (12) соединены с устройством (20) управления посредством по меньшей мере одного жгута проводов (24, 26).
12. Способ по любому из пп.1-10, в котором устройство (20) управления соединено беспроводным способом с каждым детонатором (12) и, при необходимости, каждый детонатор (12) соединен беспроводным способом с устройством (20) управления.
13. Способ по п.9, в котором измерение соответствующего расстояния между устройством (20) управления и каждым детонатором (12) получают путем измерения на каждом детонаторе (12) мощности сигнала (62), излучаемого при регулируемом и известном значении сигнала передатчиком (60) на устройстве (20) управления.