Politechnika Wrocławska Wrocław 19.01.2000

Wydział Górniczy

Kierunek: GZZiOŚ

Projekt z techniki strzelniczej nr 5

Temat: Połączenie szeregowe i trójpierścieniowe ZE, dobór zapalników i zapalarek

Krzysztof Walczak rok akademicki 1999/2000

I. Projekt połączenia szeregowego:

Połączenie szeregowe polega na kolejnym połączeniu zapalnika pierwszego i ostatniego do linii strzałowej zasadniczej, połączonej ze źródłem prądu. Jest to najbardziej pewne i rozpowszechnione w praktyce połączenie ZE.

Warunki:

Kopalnia węgla kamiennego, zagrożenie wybuchem pyłu węglowego i metanem

Wady:

konieczność dużej regularności budowy zapalników żarowych,

uszkodzenie jednego zapalnika powoduje nieodpalenie całej serii

Zalety:

prostota łączenia,

możliwość sprawdzenia przed odpaleniem, czy obwód jest zamknięty,

równoczesność odejścia wszystkich zapalników w serii,

możliwość stosowania źródła prądu o niewielkiej mocy,

mniejsza, niż przy innych sposobach długość użytych przewodów,

Schemat elektryczny:

1 – zapalarka, 2 – zwierak, 3 – przewody strzałowe, 5 - zapalniki

1. Dobór zapalników:

Zapalniki elektryczne powietrzne (ZEP). Są to ZE mostkowe normalne powietrzne ostre momentalne KZnP. ZEP działa prawie natychmiastowo. Czas reakcji w zależności od prądu odpalającego wynosi 3ms przy 1 A do 15ms przy 0,4 A. ZEP wchodzą w skład serii ZE zwłocznych jako ZE stopnia 0. Mają one łuskę cynkową i denko łuski gładkie z wytłoczoną literą P. Przewody mają izolację o barwie żółtej. Opór wynosi 3,4 do 5,0 , rozrzut oporu elektrycznego główek 0,3 , bezpieczne natężenie prądu, co najmniej 0,2 A, natężenie prądu odpalającego serię 20 ZE połączonych szeregowo najwyżej 0,8 A i impuls zapłonu 0,83 mWs/.

2. Dobór przewodów :

Dobrano przewód strzałowy typu DG, 1,5mm² miedziany w izolacji gumowej na napięcie 750 V

Przewód o długości 180 m.

Dla Cu  = 17,5  10 ^-9 m

3. Opór linii strzałowej R_L:

4. Opór obwodu strzałowego:

Średni opór elektryczny ZEP z przewodami;

R_ZE = 3,45 = 4,2 

Przyjęto 40 szt.

R_ob = R_L + n  R_ZE = 2,1 + 40 4,2 = 162,9 .

Dobór zapalarki:

Przyjęto kondensatorową zapalarkę ZK-100 – przeznaczoną do kopalń metanowych z wyjątkiem miejsc szczególnie niebezpiecznych (do 0,5% CH₄) do odpalania do 70 ZE normalnych z przewodami stalowymi i 120 ZE normalnych z przewodami miedzianymi. Opór graniczny zapalarki wynosi 360 , napięcie zasilania 6V, napięcie na kondensatorze strzałowym 120 do 460 V w zależności od oporu obwodu strzałowego, czas trwania impulsu prądowego 4ms. Zapalarka pracuje w układzie blokady oporowej i blokady odpalania przy niedostatecznie naładowanym kondensatorze.

II. Projekt połączenia trójpierścieniowego:

Połączenie trójpierścieniowe jest odmianą połączenia równoległego (dwie grupy równolegle usytuowanych ZE połączonych szeregowo). Uzyskuje się bardzo małą rezystancję zastępczą przez co eliminuje się wpływ bocznikujący działania wody. Metoda ta znajduje zastosowanie przy głębieniu szybów, oraz równoczesnym odpalaniu dwóch położonych blisko siebie przodków w przypadku odpalania większej liczby zapalników.

Schemat elektryczny:

1 – zapalarka, 2 – zwierak, 3 – przewody strzałowe, 4 – anteny, 5 - zapalniki

1. Dobór zapalników:

Zapalniki elektryczne węglowe półsekundowe antyelektrostatyczne bezpieczne wobec prądów błądzących. Przedstawicielami ich są ZE węglowe ostre zwłoczne półsekundowe mostkowe antyelektrostatyczne, bezpieczne wobec prądów błądzących KN-CuP-0,5 s-2 A. Są one produkowane w seriach złożonych z 11 sztuk oznaczonych kolejno numerami od 0 do 10. Nominalne zwłoki międzystrzałowe są jednakowe i wynoszą 0,5 s. ZE zaopatrzone są w numerowskaz koloru białego z czarnym nadrukiem określającym : w liczniku stopień opóźnienia, a w mianowniku wartość 2A. ZE składają się z łuski cynkowej o średnicy 7,6 mm. Mają one główkę zapalczą krezolanową niskooporową, ładunkiem pierwotnym jest azydek ołowiu i trójnitrorezorcynian ołowiu, a podsypką i ładunkiem wtórnym pentryt. Opór zapalnika z przewodami po 2 m wynosi 0,37 , rozrzut oporu główek 0,05 , bezpieczne natężenie prądu co najmniej 2 A, natężenie prądu odpalającego serię 20 ZE 5,5 A, minimalny impuls zapłonu wynosi 227 mWs/ maksymalny impuls nie powodujący zapłonu 131 mWs/. Rzeczywiste zwłoki międzystrzałowe poszczególnych numerów nie mogą zachodzić na siebie; średnie rzeczywiste czasy zwłoki mogą odchylać się od nominalnych najwyżej o  0,24 s.

2. Dobór przewodów :

Dobrano przewód strzałowy typu DG, 1,5mm² miedziany w izolacji gumowej na napięcie 750 V.

Przewód o długości 220 m.

Dla Cu  = 17,5  10 ^-9 m

3. Opór linii strzałowej R_L:

4. Obliczenie oporów obwodu strzałowego :

Średni opór elektryczny ZE z przewodami R_ZE = 0,37 

Przyjęto 40 ZE węglowych półsekundowych antyelektrostatycznych bezpiecznych wobec prądów błądzących.

5. Dobór zapalarki:

Przyjęto zapalarkę kondensatorową ZK - 100.

Zapalarka ta jest przeznaczona dla kopalń metanowych z wyjątkiem miejsc szczególnie niebezpiecznych ( do 0,5% CH₄ ) do odpalania do 70 ZE normalnych z przewodami stalowymi i 120 ZE normalnych z przewodami miedzianymi. Opór graniczny zapalarki wynosi 360 , napięcie zasilania 6 V, napięcie na kondensatorze strzałowym 120 ÷ 460 V w zależności od oporu obwodu strzałowego, czas trwania impulsu prądowego 4 ms. Zapalarka pracuje w układzie blokady oporowej i blokady odpalania przy niedostatecznie naładowanym kondensatorze.