KR20210144219A - Blasting machine for non-electric detonator and ignition system using same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비전기뇌관을 원거리에서 기폭하기 위한 발파기와 기폭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a detonator and a detonation system for remotely detonating a non-electric detonator.
터널 및 지하굴착을 하는 발파현장에서는 주로 비전기뇌관을 사용하여 발파를 하는데 지금까지는 비전기뇌관을 기폭하는데 있어서 스타터뇌관과 격발기를 이용한 기폭방법과 스파크 기폭장치와 전기발파기를 이용한 기폭방법이 사용되었다.At blasting sites for tunnels and underground excavation, blasting is mainly performed using non-electric detonators. Until now, detonation methods using starter detonators and percussion devices and detonation methods using spark detonators and electric detonators were used to detonate non-electric detonators. .
그런데 스타터뇌관과 격발기를 이용한 기폭방법은 기폭비용이 비싸고 폐플라스틱이 남으며, 스파크 기폭장치와 전기발파기를 이용한 기폭방법은 비용이 저렴하지만 발파모선이 길어짐에 따라 전압이 강하되어 종종 발파를 실패하기도 하였다.However, the detonation method using the starter detonator and percussion machine is expensive and leaves plastic waste, and the detonation method using the spark detonator and the electric blaster is inexpensive, but the voltage drops as the blasting bus length becomes longer and the blasting often fails. .
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 전기발파기에 비전기뇌관을 직접 또는 간접으로 기폭할 수 있는 수단을 구성하고, 원거리에서 전기발파기를 작동할 수 있는 격발기가 구성된 비전기뇌관용 발파기 및 기폭 시스템을 제공한다. The present invention constitutes a means for directly or indirectly detonating a non-electric detonator to an electric blaster in order to solve the above problems, and a non-electric detonator blaster and detonator configured with a percussion unit capable of operating the electric blaster from a distance provide the system.
비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템은 원거리에서 비전기뇌관을 저렴한 기폭비용으로 안전하고 확실히 기폭할 수 있는 효과가 있다.The non-electric detonator blaster and the detonation system using the same have the effect of safely and reliably detonating the non-electric detonator at a low detonation cost from a long distance.
도 1은 종래의 비전기뇌관 기폭 시스템의 구성도.
도 2는 비전기뇌관용 발파기를 이용한 기폭 시스템의 구성도.
도 3은 비전기뇌관용 발파기 및 기폭 시스템의 발파 회로도.1 is a configuration diagram of a conventional non-electric detonator detonation system.
Figure 2 is a configuration diagram of a detonation system using a blaster for non-electric detonators.
Figure 3 is a blasting circuit diagram of the blaster and detonation system for non-electric detonators.
본 발명은 원거리에서 비전기뇌관을 안전하고 확실히 기폭할 수 있는 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a blaster for a non-electric detonator that can safely and reliably detonate a non-electric detonator from a long distance, and a detonation system using the same.
첨부된 도면을 통하여 종래의 비전기뇌관 기폭 시스템의 문제점을 살펴보고 이를 개선하기 위한 본 발명의 발파기 및 기폭시스템에 대하여 설명하고자 한다.Through the accompanying drawings, the problems of the conventional non-electric detonator detonation system will be examined and the blaster and detonation system of the present invention for improving this will be described.
도 1은 종래의 비전기뇌관 기폭 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional non-electric detonator detonation system.
도 1[A]는 가장 보수적인 비전기뇌관 기폭 시스템에 관한 그림으로 비전기뇌관으로 폭약을 장약한 발파막장(100), 발파막장의 비전기뇌관이 한 개의 비전기뇌관으로 최종 결선되는 번치뇌관(10), 번치뇌관을 기폭하기 위한 기폭뇌관(20), 비산되는 발파암석으로부터 안전거리까지 대피하기 위한 시그널튜브(25), 시그널 튜브를 최초 기폭하기 위한 격발기(40)로 구성된다.1 [A] is a picture of the most conservative non-electric detonator detonation system. The
이 구성에서 번치뇌관을 기폭하기 위한 기폭뇌관(20)과 안전거리까지 대피하기 위한 3000m 이상의 시그널튜브(25)는 통상적으로 하나의 제품군으로 구성되는데 이를 스타터뇌관(30)이라 부르며 발파막장으로부터 격발기까지 이르는 모든 뇌관은 시그널튜브가 기폭력을 전달하는 비전기뇌관으로 구성된다.In this configuration, the
상기와 같은 구성은 전기적인 위험으로부터 매우 안전하나 안전거리를 확보하기 위한 스타터뇌관의 비용이 비싸고 매 발파 때마다 폐플라스틱 시그널튜브가 발생하여 실제 현장에서는 이러한 보수적인 기폭방법을 기피하고 있다.The above configuration is very safe from electrical hazards, but the cost of a starter detonator to secure a safe distance is high, and a waste plastic signal tube is generated every blasting, so this conservative detonation method is avoided in the actual field.
도 1[B]는 상기에 나타난 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 스파크 기폭장치를 이용한 비전기뇌관 기폭시스템의 구성도이다.1 [B] is a configuration diagram of a non-electric detonator detonation system using a spark detonator presented as an alternative to solve the above problems.
이 구성을 상세히 살펴보면 비전기뇌관으로 장약한 발파막장(100), 발파막장의 비전기뇌관을 최종 1개로 묶어 결선하는 번치뇌관(10), 번치뇌관 또는 스타터뇌관에 결선하는 스파크 기폭장치(200), 스파크 기폭장치에 연결하여 300m 이상의 안전거리까지 대피하기 위한 발파모선(300), 발파모선의 끝단에 연결하여 고압의 전류를 보내기 위한 전기발파기(400)로 구성된다.If you look at this configuration in detail, the
그러나 스파크 기폭장치를 이용한 기폭방법은 기폭비용은 저렴하나 거리가 멀어질 수록 발파모선의 저항이 커지고 이음부가 많아 누설전류가 발생하여 간혹 발파를 실패하는 단점이 있다.However, the detonation method using the spark detonator has a low detonation cost, but as the distance increases, the resistance of the blasting bus bar increases and there are many joints, which causes leakage current, which sometimes fails to blast.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로 원거리에서 기폭비용을 낮추고 발파 실패를 줄이며 안전하고 확실히 비전기뇌관을 기폭하기 위한 비전기뇌관용 발파기와 이를 이용한 발파 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, and to provide a blaster for a non-electric detonator and a blasting system using the same for lowering the detonation cost at a long distance, reducing the blast failure, and safely and reliably detonating the non-electric detonator.
도 2는 비전기뇌관용 발파기를 이용한 기폭 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a detonation system using a blaster for non-electric detonators.
본 발명은 비전기뇌관용 발파기를 발파막장으로부터 최소 안전거리의 위치에 두고, 원거리에서 격발기를 이용하여 발파기를 작동하는 비전기뇌관 기폭 시스템을 구성한다.The present invention configures a non-electric detonator detonation system that operates a blaster using a percussion device from a distance by placing a blaster for a non-electric detonator at a minimum safe distance from the blasting curtain.
도 2[A]는 스타터뇌관을 직접 기폭하기 위한 유선기폭 시스템을 도시한 것으로, 발파막장(100)에 최종 결선되는 번치뇌관(10), 번치뇌관과 연결하여 안전거리를 확보하는 스타터뇌관(30), 고압의 전류를 충전 및 출력하여 스타터뇌관을 직접 기폭하는 발파기(400), 발파기로부터 발파위치까지 추가 안전거리를 확보하는 제2 발파모선(450), 제2 발파모선에 연결되어 발파기에 격발신호를 보내는 격발기(500)로 구성된다.Figure 2 [A] shows a wired detonation system for directly detonating the starter detonator, the
상기 비전기뇌관용 발파기에는 스타터뇌관의 시그널튜브를 직접 기폭하기 위한 스파크 단자(401)가 교체 가능하도록 구성되며, 스파크 단자는 확대 그림과 같이 양극단자(a), 간극 절연체(b), 음극 단자(c), 플라스틱 또는 금속의 하우징(d)으로 조립되어 발파기의 접속단자에 체결된다.The blaster for the non-electric detonator is configured such that a
상기 기폭시스템의 구성에서 가장 특징적이고 주의하여야 할 구성은 발파기와 격발기를 연결하는 제2 발파모선(450)의 두 선이 서로 단락되더라도 발파기에서 격발이 되지 않는 구조여야 한다.The most characteristic and noteworthy configuration of the detonation system should be a structure in which the blaster does not trigger even if the two lines of the second
그러므로 제2 발파모선은 발파기의 발파스위치를 단순히 길게 연결한 구조가 아니라 별도 전원을 갖는 격발기의 전류와 명령을 발파기에 전달하고 발파기의 상태를 격발기에 전달하는 일종의 통신선으로 특정한 전류와 명령이 없이는 발파기가 격발할 수 없도록 전기회로가 구성된다.Therefore, the second blasting bus line is not a structure in which the blasting switch of the blaster is simply connected for a long time, but is a type of communication line that transmits the current and command of the percussion device with a separate power source to the blaster and transmits the state of the blaster to the percussion unit. Without this, the electrical circuitry is constructed so that the blaster cannot be triggered.
이러한 특징을 갖는 비전기뇌관용 발파기 및 기폭 시스템의 전기회로에 대하여는 다시 상세히 설명하기로 하고 본 도면의 설명에서는 생략하기로 한다.The electric circuit of the blaster and detonation system for non-electric detonator having these characteristics will be described in detail again and will be omitted from the description of this drawing.
도 2[B]는 스파크 기폭장치(200)를 이용한 비전기뇌관용 유선기폭 시스템을 도시한 것으로, 발파막장의 최종 시그널튜브에 스파크 기폭장치(200), 제1 발파모선(300), 발파기(400), 제2 발파모선(450), 격발기(500)가 차례로 구성되며, 기폭방법은 위에서 설명한 바와 동일하나 발파기에 스타터뇌관이 연결되는 것이 아니라 접속단자(402)에 발파모선과 스파크 기폭장치(200)가 연결되는 것이 상이하다. 2 [B] shows a wired detonation system for non-electric detonators using the
도 2[C]는 제2 발파모선을 무선으로 대체한 비전기뇌관용 무선기폭 시스템에 관한 것으로, 스타터뇌관(30)을 직접 기폭하기 위한 스파크 단자(401) 또는 간접 기폭하기 위한 접속단자(402)가 구성된 무선발파기(400-A), 무선격발기(500-A) 및 발파사고를 예방하기 위한 안전키(550)로 구성된다.2 [C] relates to a wireless detonation system for a non-electric detonator that has replaced the second blasting bus by wireless, and a
상기 구성에서 안전키(550)는 발파 실패시 급박하게 무선격발기를 휴대한 채로 장약된 막장에 접근할 수가 있는데 실수로 격발기의 스위치가 눌러지는 경우 예기치 않는 발파사고가 발생할 수 있어 무선격발기가 발파 위치를 벗어난 경우에는 절대로 작동하지 못하도록 하기 위한 안전장치이다.In the above configuration, the
도 3은 비전기뇌관용 발파기 및 기폭 시스템의 발파 회로도이다.3 is a blasting circuit diagram of a blaster and detonation system for non-electric detonators.
도 3[A]는 비전기뇌관용 발파기가 구성된 기폭시스템의 전체 구성을 도시한 것으로 설명의 편의를 위하여 발파기에는 비전기뇌관을 기폭하기 위한 수단으로 스타터뇌관을 직접 기폭하기 위한 스파크 단자(401)와 스파크 기폭장치에 의해 간접 기폭하기 위한 접속단자(402)를 동시에 형성하였다.3 [A] shows the overall configuration of the detonation system composed of a blaster for non-electric detonators. For convenience of explanation, the blaster has a
본 시스템의 구성을 살펴보면 발파막장의 최종 비전기뇌관인 스타터뇌관(30) 또는 스파크 기폭장치가 결선된 제1 발파모선(300), 고압의 전류를 생성하여 격발하는 발파기(400), 발파기에서 발파위치까지 원거리를 유선으로 연결하는 제2 발파모선(450), 발파기를 충전 및 격발할 수 있는 전용 격발기(500)가 차례로 연결하여 구성되고, 무선기폭 시스템인 경우 발파사고를 예방하기 위한 안전키(550)가 추가 구성되는데 유선기폭 시스템인 경우 격발기와 안전키는 하나의 기기로 구성된다.Looking at the configuration of this system, the
상기 구성의 전용 발파기는 스타터뇌관을 연결하여 기폭하기 위한 스파크 단자(401) 또는 스파크 기폭장치가 연결된 제1 발파모선의 접속단자(402), 제2 발파모선의 접속단자(403), 충전스위치(400-a), 발파스위치(400-b) 등이 구성되는데 무선기폭 시스템인 경우 제2 발파모선의 접속단자(403)는 무선 안테나로 대체된다.The dedicated blaster of the above configuration is a
전용 격발기(500)는 별도 전원인 건전지(550-a)를 이용하여 펄스신호를 만들어 발파기에 송신하고 발파기의 상태를 수신할 수 있는 회로가 내장되며, 발파기를 충전하거나 격발하고 방전할 수 있는 스위치가 구성된다.The
안전키(550)는 전용 격발기를 작동하는 건전지(550-a)를 내장하거나 또는 단순히 격발기의 회로를 연결하는 스위치의 구조로 유선 기폭시스템인 경우 격발기와 일체로 구성하여도 무방하나 무선 기폭시스템인 경우 반드시 별도로 구성하여 무선 격발기를 휴대한 채로 발파 막장에 접근하더라도 절대 발파가 실시되지 않도록 하여야 한다.The
도 3[B]는 상기 시스템의 구성을 전기회로로 표현한 그림으로 본 구성의 가장 중요한 특징은 발파기와 격발기 사이의 제2 발파모선이 합선상태가 되더라도 충전 중인 발파기가 격발될 수 없는 구조의 회로여야 한다.3 [B] is a diagram expressing the configuration of the system as an electric circuit, and the most important feature of this configuration is a circuit in which the charging blaster cannot be triggered even if the second blasting bus line between the blaster and the percussion machine is short-circuited. should be
그러므로 제2 발파모선은 단순히 두 선을 단락함으로써 원거리에서 발파기의 발파스위치(400-b)를 스위칭하는 스위치선이 아니라 발파스위치를 작동하기 위한 별도의 전류와 전기신호를 전달하는 통신선의 역할이어야 한다.Therefore, the second blasting bus line is not a switch wire that switches the blasting switch 400-b of the blaster from a distance by simply shorting the two wires, but a communication line that transmits a separate current and electric signal for operating the blasting switch. do.
첨부된 도면을 들어 위 구조의 회로를 설명하면 전용 발파기(400)의 내부에는 발파스위치(400-b)의 회로에 병렬로 릴레이 스위치(R-1)가 형성되고, 이 릴레이 스위치는 제2 발파모선을 연결하는 접속단자(403)와 연결되며, 이 접속단자(403)에 연결된 제2 발파모선은 건전지가 구비된 격발기(500)와 연결된다.When the circuit of the above structure is described with reference to the accompanying drawings, a relay switch (R-1) is formed in parallel to the circuit of the blasting switch (400-b) inside the
그러므로 격발기가 없는 상태에서 제2 발파모선이 단락되더라도 릴레이 스위치(R-1)가 작동하지 않기 때문에 격발이 이루어 질 수 없다.Therefore, even if the second blast bus is short-circuited in the absence of the percussion unit, the percussion cannot be made because the relay switch (R-1) does not operate.
이와 같은 기본 회로를 응용하여 발파기와 격발기에 MCU를 추가로 구성하고 발파기에는 충전스위치(400-a)와 병렬로 충전 및 방전(R-2)할 수 있는 릴레이 스위치를 추가로 구성하여 격발기에서 충전스위치(500-a)와 격발스위치(500-b)를 눌러 발파기를 충전하여 격발하고 때로는 발파 실패시 전원을 끊어 방전하는 기능을 부가할 수도 있다.By applying this basic circuit, an MCU is additionally configured in the blaster and percussion unit, and a relay switch that can charge and discharge (R-2) in parallel with the charging switch (400-a) is additionally configured in the blaster to generate a percussion unit. Pressing the charging switch (500-a) and the triggering switch (500-b) in the blaster to charge and trigger, sometimes it is also possible to add a function of disconnecting the power when the blasting fails.
또한 상기 회로를 갖는 발파기와 격발기의 제2 발파모선을 연결하는 접속단자에 무선 통신모듈을 구성하여 상호 설정된 전파신호에 따라 발파기에 내장된 MCU 및 릴레이 스위치를 제어하는 무선 기폭 시스템을 구현할 수 있으며 무선격발기는 안전키를 연결한 경우에만 작동되도록 회로를 구성하여야 한다.In addition, by configuring a wireless communication module in the connection terminal connecting the blaster having the above circuit and the second blasting bus of the percussion machine, it is possible to implement a wireless detonation system that controls the MCU and the relay switch built into the blaster according to mutually set radio signals. The circuit must be configured so that the radio trigger works only when the safety key is connected.
본 발명의 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템은 발파 실패를 줄이고 더욱 먼 거리에서도 안전하고 확실히 비전기뇌관을 기폭할 수 있다.The blaster for a non-electric detonator of the present invention and a detonation system using the same can reduce blast failure and detonate a non-electric detonator safely and reliably from a greater distance.
10: 번치뇌관 30: 스타터뇌관
200: 스파크기폭장치 300: 제1 발파모선
400: 발파기 400-A: 무선발파기
450: 제2 발파모선 500: 격발기
500-A: 무선격발기 550: 안전키10: bunch primer 30: starter primer
200: spark width device 300: first blast busbar
400: blaster 400-A: wireless blaster
450: second blast mother ship 500: percussion
500-A: wireless percussion 550: safety key
Claims (7)
발파막장(100)의 최종 번치뇌관(10)에 연결하여 최소 안전거리를 확보하는 스타터뇌관(30) 또는 발파막장(100)의 최종 비전기뇌관에 연결되어 비전기뇌관을 기폭하는 스파크 기폭장치(200) 및 최소 안전거리를 확보는 제1 발파모선(300)과;
상기 스타터뇌관 또는 발파모선에 고압의 전류를 출력하는 발파기(40)와;
상기 발파기에 연결하여 발파위치까지 추가 안전거리를 확보하고 격발신호를 전달하는 제2 발파모선(450)과;
상기 제2 발파모선에 연결하여 발파기에 격발 신호를 보내는 격발기(500);
로 구성되어 격발기의 격발스위치(500-b)를 눌러 비전기뇌관을 기폭하는 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템.
In the blaster and detonation system for remotely detonating a non-electric detonator mainly used at a blasting site for tunnel excavation or underground excavation,
A spark detonator ( 200) and the first blasting bus 300 to ensure a minimum safety distance;
a blaster 40 for outputting a high-voltage current to the starter detonator or blast bus;
a second blasting busbar 450 that connects to the blaster to secure an additional safety distance to the blasting position and transmits a triggering signal;
Percussion device 500 for sending a percussion signal to the blaster connected to the second blasting bus;
A blaster for non-electric detonators characterized by detonating the non-electric detonator by pressing the percussion switch (500-b) of the percussion unit and detonation system using the same.
발파기는 스타터뇌관을 기폭하기 위한 스파크 단자(401) 또는 제1 발파모선을 연결하는 접속단자(402)가 구성되고, 제2 발파모선을 연결하는 접속단자(403)가 추가로 구성된 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템.
The method of claim 1,
The blaster is configured with a spark terminal 401 for initiating a starter primer or a connection terminal 402 for connecting the first blasting bus, and a connection terminal 403 for connecting the second blasting bus. A blaster for an electric detonator and a detonation system using the same.
발파기는 발파스위치(400-b)의 전기회로에 병렬로 릴레이 스위치가 내장된 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템.
3. The method of claim 1 and 2,
The blaster has a built-in relay switch in parallel to the electric circuit of the blasting switch (400-b).
제2 발파모선은 안전거리를 확보하고 발파위치에서 격발기의 격발신호를 발파기에 전달하는 통신선인 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템.
The method of claim 1,
The second blasting bus is a blaster for non-electric detonators and a detonation system using the same, characterized in that it is a communication line that secures a safe distance and transmits the percussion signal of the percussion device to the blaster at the blasting position.
격발기는 건전지를 내장하여 발파기에 격발신호를 송출하고 발파기 내부에 있는 릴레이 스위치 또는 릴레이 스위치를 작동시키는 MCU를 제어하는 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭 시스템.
The method of claim 1,
A blaster for non-electric detonators and a detonation system using the same, which has a built-in battery and sends a trigger signal to the blaster and controls the relay switch or the MCU that operates the relay switch inside the blaster.
격발기와 발파기는 무선 통신모듈을 내장한 무선격발기(500-A)와 무선발파기(400-A)인 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭시스템.
The method of claim 1,
Non-electric detonator blaster and detonation system using the same, characterized in that the percussion and detonator are a wireless percussion unit (500-A) and a radio detonator (400-A) with a built-in wireless communication module.
무선격발기(500-A)는 발파위치에 설치된 안전키(550)를 연결한 경우에만 격발신호를 보내는 것이 특징인 비전기뇌관용 발파기 및 이를 이용한 기폭시스템.
7. The method of claim 6,
The wireless percussion device (500-A) is a non-electric detonator blaster and a detonation system using the same, characterized in that it sends a firing signal only when the safety key 550 installed at the blasting position is connected.
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