автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация проектирования систем электровзрывания

На правах рукописи

САХАНСКИЙ ЮРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ

Специальность 05.13.12 - «Системы автоматизации проектирования (промышленность) по техническим

наукам»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3472829

Владикавказ - 2009

003472829

Работа выполнена на кафедре «Теоретической электротехники и электрических машин» Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Петров Юрий Сергеевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Хасцаев Борис Дзамболатович

Кандидат технических наук Кузнецов Сергей Николаевич

Ведущее предприятие: Автономная некоммерческая организация научно- исследовательский институт промышленной экологической безопасности при ЮРГТУ (НПИ) (г. Новочеркасск).

_ .^Защита диссертации состоится "¿ZG" и/-ем& 2009 г. в JJ) часов на заседании диссертационного совета Д 212.246.01 при Северо-Кавказском горно- металлургическом институте (государственном технологическом университете) по адресу: 362021, PCO - Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, СКГМИ (ГТУ). Факс: (8672) 407-203, E-mail: skgtu@skgtu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СКГМИ (ГТУ).

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 362021, Россия, PCO - Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44,СКГМИ (ГТУ), диссертационный совет Д 212.246.01. Факс: (8672)407-203

Автореферат разослан » i/tflfrS_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 212.246.01, к.т.н., доцент Аликов А.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью исследования и анализа влияния параметров электровзрывной цепи на повышение эффективности и безопасности технологии проведения взрывных работ; необходимости обоснования критериев электромагнитной совместимости системы электрического инициирования зарядов взрывчатых веществ; недостаточным до настоящего времени исследованием влияния топологии электровзрывной цепи на безотказность и безопасность электровзрывания при использовании современных средств взрывания.

В современных экономических условиях на промышленных предприятиях, использующих технологии электровзрывания, всё более жёсткими становятся требования ко времени расчёта и проектированию электровзрывной цепи, а как следствие - возрастают требования к эффективности самого взрывного процесса. Дяя повышения эффективности необходимо использование современных систем автоматизации проектирования.

Выполнение автоматизации проектирования систем электровзрывания и определения параметров электровзрывной цепи позволяет повысить эффективность работы системы электровзрывания, одновременно решив проблему информационного взаимодействия отдельных составляющих электровзрывного комплекса.

Выявленные особенности функционирования элекгровзрывного комплекса определили необходимость разработки методик моделирования и анализа электровзрывного комплекса как системы.

Всё это приводит к изменению методов определения и расчёта параметров электровзрывной цепи и требований к ним по сравнению с теориями электровзрывания, разработанными в предыдущие десятилетия.

Цель работы заключается в разработке моделей, методов и алгоритмов автоматизированного проектирования эффективных систем электрического инициирования зарядов взрывчатых веществ, а также разработка комплекса мер и рекомендаций по повышению безотказности и безопасности работы системы электрического инициирования зарядов.

Реализация поставленной цели обусловила решение следующих задач:

- анализ математической и физической моделей электровзрывных цепей и средств электрического инициирования зарядов;

- анализ влияния параметров электровзрывной цепи и системы электрического инициирования зарядов на безопасность проводимых горных работ;

определение критериев оптимизации электромагнитной совместимости и анализ электромагнитной совместимости систем электрического инициирования зарядов;

- автоматизация проектирования системы электровзрывания и расчёта параметров составляющих элементов системы;

- разработка комплекса мер и рекомендаций по повышению безотказности и безопасности работы системы электрического инициирования зарядов.

разработка машинно-ориентированных алгоритмов для проектирования систем электровзрывания.

Методы исследований - при выполнении настоящей диссертационной работы были использованы математические методы, в частности, метод Монте-Карло; аналитические методы исследований (теория четырёхполюсников, переходных процессов); моделирование и экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях. Также использовались функциональные и системные методы расчёта, такие как представление электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников, определение параметров системы элекгровзрывания на основе обобщенных экспоненциальных воздействий, графоаналитический метод определения параметров системы электровзрывания.

Требуемые вычисления, расчёты и обработка полученных данных производилась с помощью компьютерной техники и прикладных программ, в частности MathCAD 14, Maple 10, Excel 2003.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1) Разработан графоаналитический метод определения параметров безотказного срабатывания элекгродетонаторов в электровзрывной цепи, позволяющий с достаточной для практических целей точностью реализовать возможность оперативного расчёта электровзрывной цепи в промышленных условиях.

2) Получен алгоритм расчёта зависимости параметров электровзрывной цепи от величины шунтирующего резистора позволяет легко и с достаточной точностью рассчитать величину сопротивления шунтирующего резистора, необходимую для практически полного разряда конденсатора во взрывном приборе за требуемое время. Приведённая методика позволяет также рассчитать величину КПД электровзрывной цепи и выбрать такое значение сопротивления шунтирующего резистора, при котором величина КПД будет максимальной.

3) Разработаны алгоритмы определения взаимозависимости параметров прибора взрывания и электровзрывной цепи, позволяющие легко и с высокой степенью достоверности рассчитать необходимые величины для проведения электровзрывания с максимальной эффективностью.

4) Разработан сетевой прибор взрывания с контролем изоляции электровзрывной цепи, что позволяет в полтора-два раза повысить эффективность и безотказность электровзрывания.

5) Разработан высокочастотный электродетонатор, что позволит проводить инициирование зарядов взрывчатых веществ током определённой частоты и исключить инициирование электродетонаторов блуждающими токами.

Новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые для систем электровзрывания разработаны методы и алгоритмы для автоматизированного проектирования системы электровзрывания и определения необходимых параметров, что позволяет эффективно определять безотказность функционирования системы электровзрывания.

2. Разработаны новые подходы к моделированию электровзрывной цепи и систем электрического инициирования зарядов, ориентированные на использование в составе САПР электровзрывания.

3. Предложен графоаналитический метод расчёта элеюровзрывных цепей, позволяющий эффективно определять условия безотказности системы электровзрывания непосредственно в производственных условиях.

4. Определены оптимальные значения параметров электромагнитной совместимости систем электровзрывания с учётом современной энерговооружённости горнорудного производства.

Научная новизна работы подтверждается, в частности, получением патента на изобретение № 2333459 «Сетевой прибор взрывания с контролем изоляции цепи», а так же патентом на полезную модель № 81309 «Высокочастотный электродетонатор».

Реализация результатов работы. Результаты работы были использованы при проектировании взрывных работ на ЗАО «Шахтострой-Сервис» и ОАО «Кавдоломит» (г. Владикавказ).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили одобрение на конференциях и семинарах: на ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ) (2004-2008гг); на расширенных заседаниях кафедры "Теоретическая электротехника и электрические машины"; на технических семинарах в НТК «Юг-Цветметавтоматика» (г. Владикавказ); семинаре «Инженерная защита окружающей среды» в рамках «Недели горняка 2008» Московского горного государственного университета.

Публикации. Основные положения настоящей работы опубликованы в 14 статьях, из них 6 в журналах из Перечня издательств ВАК. Так же по результатам работы получено 2 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 144 страницах машинописного текста и содержит 4 таблицы, 101 формулу, 49 рисунков, список литературы из 107 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, ее новизна, практическая значимость; сформулированы цель и задачи исследования, представлены основные положения, выносимые на защиту, охарактеризована структура диссертации.

В первой главе «Состояние вопроса, цели и методы исследования» приводятся необходимые для дальнейшего изложения предварительные сведения, дается краткий обзор и классификация основных подходов к реализации методик расчёта, определения и анализа систем электровзрывания.

Также рассмотрен ряд вопросов, посвященных современному состоянию проблемы компрессии изображений в российской и зарубежной науке. В этой области известны работы А.И.Лурье, М.И.Озерного, М.МГраевского, Н.Г.Петрова и др.

Проведён анализ существующих систем электровзрывания и перспектив их развития. Определены основные особенности рассмотрения систем электрического инициирования зарядов как объекта исследования, дан их анализ по параметрам и возможностям приме нения, а также определены критерии и параметры работы систем электрического инициирования зарядов, которые в настоящее время недостаточно полно рассмотрены в существующей теории электровзрывания.

Также в первой главе сформулированы основные принципы построения моделей электровзрывных цепей, необходимых для разработки автоматизированной системы проектирования системы электровзрывания и проведён сравнительный анализ существующих современных систем автоматизированного проектирования, используемых в горном деле и при проведении горнопроходческих работ. Дана их краткая характеристика, выявлены достоинства и недостатки.

Во второй главе «Исследование моделей и разработка методика анализа систем электровзрывания» разработана методика представления электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников, определена эффективность различных источников питания систем электровзрывания, исследовано распределение энергии в системе электровзрывания и определена зависимость оптимальной величины сопротивления шунтирующего резистора от остальных параметров схемы. Так же во второй главе проведён анализ безотказного срабатывания системы при использовании конденсаторного прибора взрывания; разработана методика моделирования системы на основан™ обобщённых экспоненциальных воздействий, а так же определены основные этапы автоматизированного проектирования систем электровзрывания.

При математическом анализе электровзрывной цепи и составляющих её элементов основной особенностью, характерной для магистральных

проводов, является то, что их можно представить как линию с распределенными параметрами и эквивалентным линии четырёхполюсником, вследствие присущей магистральным проводам распределённой утечке, которая является следствием ухудшения изоляции проводов по их длине (по причине неоднократного применения и сложных горно-геологических условий эксплуатации)- Распределительную сеть можно представить линией с распределёнными параметрами или цепью с сосредоточенными параметрами в зависимости от её структуры и целей исследования (рисунок 1).

Последовательную или параллельную распределительную сеть удобно представить линией с распределенными параметрами, с последующими переходом к четырёхполюснику.

Рисунок 1 - Эквивалентная схема замещения элеюгровзрывной цепи двумя четырёхполюсниками

Предложенные эквивалентные схемы позволяют выполнять анализ работы электровзрывной цепи, устанавливать связь между входными и выходными величинами, что в свою очередь может быть использовано в цепях различного типа. Матричная форма представления уравнений позволяет эффективно применять современные ЭВМ для произведения вычислений.

Также во второй главе представлена разработанная методика определения эффективности источников питания систем электровзрывания.

Рассмотрены четыре основных типа воздействия на электровзрывную цепь (в соответствии с типами применяемых взрывных приборов): постоянное напряжение, разряд конденсатора, катушка индуктивности с током, переменное синусоидальное напряжение.

Выведенные на основе полученных формул математические зависимости позволяют установить токораспределение в электровзрывных цепях при различных типах воздействия, определить импульсы токов, которые получают электродетонаторы, оценить количество электро-

-7-

детонаторов, которые получают достаточный для инициирования импульс. Зная распределение электродетонаторов по импульсам воспламенения, можно определить число отказавших и сработавших электродетонаторов, установить с определённой степенью надёжности число отказов в электровзрывной цепи, что очень важно с практической точки зрения.

Анализ электрических процессов в электровзрывной цепи позволяет определить оптимальные параметры электромагнитной совместимости в системе электровзрывания, установить параметры взрывных приборов, необходимые для надёжного инициирования ЭД различного типа.

Исследовано распределение энергии в системе электровзрывания и определение оптимальной величины шунтирующего резистора. Анализ распределения мощности в электровзрывной цепи при использовании прибора взрывания с шунтирующим резистором имеет как практическое значение, так и определённую ценность для аналитических исследований в области теории электровзрывания.

При изменении величины шунтирующего резистора Кш будет изменяться КПД (;/) электровзрывной цепи. Это изменение может быть определено из следующего выражения:

= Рщ + Рс _ РЭВЦ _ Я-щ , Рмп +Рс+ Рш . Рех Яс + ямп + где Рмп, Рс, Рш - мощность, выделяемая соответственно в магистральных проводах, в распределительной сети и на шунтирующем резисторе.

Применение шунтирующего резистора во взрывных приборах, с одной стороны, повышает искробезопасность приборов электровзрывания, а с другой - уменьшает полезную мощность, получаемую электровзрывной цепью от взрывного прибора, т.е. снижает КПД прибора взрывания. Чем меньше электрическое сопротивление шунтирующего прибора взрывания, тем быстрее и полнее разряжается конденсатор в процессе инициирования, однако потери мощности при этом увеличиваются.

Повышение эффективности и безотказности электровзрывных работ связано с совершенствованием средств взрывания и обязательным выполнением условий безотказности в электровзрывных цепях любого типа, в частности в электровзрывных цепях сложной структуры.

Рассмотрим эквивалентную схему электровзрывной цепи, представленную на рисунке 2.

Пусть ЭД1 имеет импульс воспламенения К,ц, а ЭДг - КВ2, при этом возможны три принципиально различных случая: Кт< КВ2, Кт= КВ2,КВ1> КВ2

Первый случай: электродетонатор ЭД1 обтекается наибольшим током и имеет наименьший импульс воспламенения К], т.е. является наиболее легковоспламеняемым. Электродетонатор ЭД, обтекается наименьшим током и имеет наибольший импульс воспламенения, т.е. является наиболее трудновоспл вменяемым.

ЭДь А", - А.'!щ1П

Дм

I,«)

/ —

1 1 / \

пв|

с.и РС

л-

'-^Дг- К2 =

¡[(г)

ПВ - конденсаторный прибор взрывания;

С - ёмкость конденсатора-накопителя, заряжаемого до напряжения Ц' Ям-эквивалентное сопротивление магистрали; РС - распределительная сеть.

Рисунок 2 - Эквивалентная схема электровзрывной цепи

Время воспламенения ЭД[ определяется из:

г у2С _ 0)

т 2 игС-Кт21г Время воспламенения ЭД> определяется из:

1п-

аги2С

КС

2 агигС-КЕ72Я

(2)

Время воспламенения ¡д2 (время поддержания тока в цепи) обеспечивается временем и временем передачи 9- задержка срабатывания ЭДг.

Т.е. для надёжного инициирования ЭД2 должно выполняться условие: *вг + ® или 1В1 -1т<е. Тогда:

ДС а'({/'С-^2Д).

2 а1и2С - Квг211

Полученная формула определяет условие безотказного воспламенения для рассматриваемого случая. Это условие должно быть дополнено требованием, чтобы ток в конце импульса был не менее нормированного значения.

Второй случай: предполагается что ЭД1 и ЭД. обладают одинаковыми импульсами воспламенения К1В= К2в~ Кв

-9-

Ж^сф'С-Л^л).

2 а2С/2С-/:в2й

Третий случай: структура цепи и соотношение между токами сохраняются, но ЭД меняются местами - ЭДь обтекаемый наибольшим током имеет и наибольший импульс воспламенения К[ = Кх тах; ЭДз, обтекаемый наименьшим током, имеет наименьший импульс воспламенения к'2 = К2тЫ - это и является принципиальным отличием от первого случая.

Импульсы воспламенения электродетонаторов, и токи, протекающие через них, позволяют определить требуемое время воспламенения для каждого ЭД:

, и2с , (3)

2 и2с-к[ 2Я

,д, = *£1п 2 МС (4)

2 а и С - К22Я

Формулы (3) и (4) получены подстановкой в (1) и (2) соответствующих импульсов воспламенения. Так как с одной стороны К{п1ах > К2пип, а с

другой стороны а < 1, то соотношение между 1РЛ и не определено и возможны три варианта:

Вариант 1: > ¡В2

В этом случае первьм воспламеняется электровоспламенитель электродетонатора ЭДь Для воспламенения электровоспламенителя электродетонатора ЭД2 необходимо, чтобы !м+0> 1К1, т.е. О > //12 - ¡т и следовательно:

2 а'и2С-Кт,:2Я

Вариант 2: !щ = гй2

Электродетонаторы ЭД] ЭДа воспламеняются одновременно, в - 0,

т.к.

ДС)п и2С ДС)п аги2С

2 Ли2С-Кии.2« 2 Па2и2С-К,ш2Я

Т.е. фактически получен частный случай 1, чего и следовало ожидать.

Вариант 3: 1В, < (В2; к[ > К'г

В этом случае первьш воспламеняется электровоспламенитель элекгродетонатора ЭД?- Для воспламенения электровоспламенкгеля электродетонатора ЭД1 необходимо, чтобы г + 62 > /

2 а2(и2С-КШАГ2Я)

Графически реализация рассмотренных случаев может быть представлена в виде диаграммы, представленной на рисунке 3.

эд!

эй

Область изменгння!, К

ЭЙ

! О

I

| эдг

I

Рисунок 3 - Область изменения токов в электровзрывной цепи, импульсов токов электродетонаторов, а также их сочетания Источниками энергии в системе электровзрывания могут быть источники различного типа (постоянное или переменное напряжения, экспоненциальное и др.), которые для полноты и удобства анализа можно формально рассматривать как частные случаи обобщённого экспоненциального воздействия (возмущения). Для анализа электровзрывной цепи рассмотрим её включение на обобщённое экспоненциальное возмущение:

и(1) = ите°' зт(со/ + у)или и{г) = 11теа' со$(ш + у) Использование при моделировании системы электровзрывания обобщённого экспоненциального возмущения позволяет провести наиболее полный анализ электрического состояния системы при различных воздействиях, провести её исследование для различных встречающихся на практике условий.

Основа функционирования всей системы электровзрывания состоит в правильном разбиении всей системы на подсистемы по функциональному признаку, что делает подсистемы во многом автономными и существенно минимизирует связи между ними. Для САПР электровзрывания, как впрочем, и для большинства других автоматизированных систем, эта задача облегчается тем, что эти системы строятся на базе программно-аппаратных

комплексов, которые при грамотном проектировании могут обладать весьма высокой способностью к модернизации и развитию за счет относительно легких переделок в основном в их программном обеспечении.

Графически основные этапы автоматизированного проектирования системы электровзрывания можно представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схематическое представление основных этапов автоматизированного проектирования системы электровзрывания.

После отработки всех этапов на выходе САПР электровзрывания получаем итоговые результаты - оптимальную топологию цепи, минимально необходимые параметры взрывного прибора - напряжение на его клеммах и ёмкость его конденсатора, оптимальное число элекгродетонаторов необходимой чувствительности для обеспечения необходимого замедления, а так же параметры магистральных проводов -допустимую длин}', их сопротивление и величину сопротивления их изоляции. Кроме того, результатом проектирования системы электровзрывания являются параметры электромагнитной совместимости -безопасный уровень блуждающих токов, проникающих в электровзрывную цепь, и безопасную величину электромагнитных полей, взаимодействующих с системой электровзрывания. Основными стадиями при автоматизированном проектировании системы электровзрывания являются блоки второго к третьего этапов: «Проектирование составных элементов» и «Определение внешних воздействий на систему», в которые определяются основные параметры системы электровзрывания и допустимые величины внешних воздействий на систему.

В третьей главе «Разработка машинно-ориентированных алгоритмов проектирования систем электровзрывания» определены

оптимальные значения параметров электромагнитной совместимости системы электровзрывания, представлены разработанные алгоритмы для определения безотказности срабатывания и автоматизированного проектирования системы электровзрывания, а также представлен разработанный графоаналитический метод определения параметров системы электровзрывания.

В настоящее время значительную часть взрывных работ осуществляют электрическим способом, который обладает рядом неоспоримых преимуществ: возможность взрывания большого числа зарядов одновременно или разновременно с заданным замедлением, возможность управлять взрывом на расстоянии, проверять исправность электровзрывной цепи при её монтаже и непосредственно перед взрыванием и т.д., однако более широкому применению электровзрывания препятствует возможность неконтролируемого срабатывания электродетонаторов и, как следствие, взрыва заряда взрывчатого вещества блуждающими токами различного происхождения, которые в настоящее время и являются основными источниками внешнего влияния на электровзрывные цепи. Защита электровзрывных цепей от блуждающих токов приобретает в настоящее время особое значение в связи с широким применением чувствительных электродетонаторов, усилением электровооружённости предприятий горнодобывающей и других отраслей промышленности, возрастающим применением полимерных материалов в оборудовании и т.п.

На рисунке 5 представлен разработанный алгоритм определения параметров безотказности срабатывания системы электровзрывания при заданных параметрах прибора взрывания и определения оптимальной величины шунтирующего резистора.

Надёжность срабатывания электродетонаторов в электровзрывной цепи зависит как от параметров источника питания цепи (взрывного прибора), так и от параметров цепи и электродетонаторов. При этом между параметрами электровзрывной цепи и параметрами взрывного прибора должно выполняться строгое соответствие (условие безотказности), обеспечивающее надёжное срабатывание всех ЭД в цепи. Для надёжного срабатывания любого ЭД в цепи должны выполняться два условия:

1) Величина тока, протекающего через электродетонатор, должна обеспечивать непрерывное накопление тепла в мостике накаливания, то есть тепло, рассеиваемое мостиком накаливания, должно быть меньше тепла, выделяющегося в мостике в результате преобразования электрической энергии в тепловую при протекании тока через него. Это условие выражается в требовании, чтобы ток /в цепи был больше определённого нормированного значения I > ги

2) По второму условию, количество энергии, полученной мостиком накаливания любого ЭД, должно обеспечивать начало реакции горения его воспламеняющего состава; это условие выражается в требовании, чтобы

импульс воспламенения Кп , получаемый любым ЭД в цепи был больше или равен его импульсу воспламенения: Кп > Кеосм

Рисунок 5 - Алгоритм определения электровзрывной цепи при заданных параметрах прибора взрывания

В работе разработан графоаналитический метод анализа условий безотказности срабатывания ЭД, который значительно упрощает

исследование электровзрывной цепи на безотказность, позволяет сравнительно просто проводить анализ многих вариантов сочетаний параметров систем электрического инициирования зарядов, обладает достаточной для практики точностью.

Основой графоаналитического метода является анализ кривых импульсов токов К({) на зажимах ЭД, и ЭД, как функций времени. Эти

кривые рассчитываются по формулам, определяющим импульсы токов для соответствующих приборов взрывания. Импульсы токов при использовании различных системы электрического инициирования зарядов можно рассчитать по формулам:

- при действии постоянного напряжения на входе электровзрывной цепи К= (/) = 12 £, где I - ток в цепи, I - время протекания тока в цепи;

- для конденсаторных взрывных приборов

„ , ч аг112С {

Кс(0= -- И-е

2Я

Если электроазрывная цепь подключается на синусоидальное напряжение:

и2аг

К'-<" 2Д2

А/ — [вт 2й)(/, + Д/) - эт 2аЯ, ]|'

где I/ - входное напряжения, - момент включения, А/ - время

протекания тока, СО- угловая частота. Кривые импульсов тока для проведения дальнейшего анализа качественно изображены на рисунке 6.

£}'/> л:/'?»

и. •

Рисунок 6 - Определение отказа (или срабатывания) электродетонаторов

при а Ф1

Кривая К, (?) показьшает накопление импульса тока электродетонатором ЭД, с течением времени. Для обеспечения полной

безотказности требуется рассмотреть наиболее неблагоприятный случай, когда обтекаемый максимальным током ЭД] обладает одновременно и минимальным импульсом воспламенения к , т.е. является наиболее чувствительным, а ЭД, обтекаемый минимальным током, является одновременно и наименее чувствительным, т.е. имеет максимальный импульс воспламенения к -Таким образом для срабатывания ЭД1

требуется импульс Ктп, а для срабатывания ЭД2 - импульс ■

Выполнение условия безотказности для такого случая обеспечит срабатывание всех ЭД в цепи.

При получении ЭД( импульса - Ктт за время начнётся самопроизвольная реакция горения воспламеняющего состава, которая будет продолжаться время в, после чего ЭД! сработает и подача электричества в электровзрывную цепь прекратится. Таким образом, зная

можно по графику К] (7) определить время /, ^ и далее, прибавляя к

нему 0, определить время протекания тока в цепи ¡ср = 1е1 + 0 и импульс

тока, который получит за это время ЭД2 (по кривой К,, (/ )).

Если этот импульс будет меньше требуемого для воспламенения ЭД> импульса, то есть если к < К ,то произойдёт отказ, если же К, > К,„, -

2 шах 1 шах

то срабатывание ЭДг. Отказ на рисунке 6 получается при изменении Кг{1) по кривойК'2(?). При изменении К2(1) по кривой (/) произойдёт срабатьшание ЭД2, т.к. он получит необходимый импульс Кг = К^,. уже за

время ¿2 > при котором электровзрывная цепь ещё будет существовать (¡2 < ^ = га + в) ■ На рисунке 6 показан наиболее общий случай, когда ЭД1

и ЭД2 обтекаются разными токами, что соответствует смешанному соединению электродетонаторов.

Предложенный метод был проверен сравнением с общепринятой методикой анализа электровзрывной цепи на безотказность срабатывания электродетонаторов. Результаты сравнения показали достаточную для практических целей точность предлагаемого метода, простоту его использования, возможность оперативного расчёта электровзрывной цепи в производственных условиях.

При определении параметров системы может возникнуть два типа задач:

1) Заданы параметры воздействия (взрывного прибора) и требуется определить параметры подверженной воздействию части системы (электровзрывной цепи)

2) Заданы параметры электровзрывной цепи и требуется определить параметры взрывного прибора.

В обоих случаях в результате воздействия на систему должно произойти срабатывание всех ЭД, что и определяет количественные входные и выходные характеристики системы. До недавнего времени определение параметров систем электрического инициирования на безотказность срабатывания ЭД производился без должного привлечения ЭВМ и элементов САПР. Автором разработан универсальный алгоритм, позволяющий решать оба типа задач с помощью ЭВМ. Алгоритм изображен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Алгоритм определения взаимного соответствия параметров системы электровзрывания

Разработанные алгоритмы можно ввести в САПР электровзрывания, что позволит автоматизировать определение параметров систем электровзрывания, провести необходимый анализ возможных вариантов и выбрать наиболее оптимальный для заданных условий взрывания.

В четвёртой главе «Реализация методик и алгоритмов для автоматизированного проектирования систем электровзрывания» приведены практические результаты разработки методов, методик и алгоритмов для автоматизации проектирования систем электровзрывания.

Для реализации методики представления электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников и коэффициента передачи по напряжению реальной электровзрывной цепи, состоящей из параллельного соединения ЭД, был рассмотрен холостой ход <даН» ЭД, служащего нагрузкой.

Как следует из полученных в работе результатов - чем больше значение /?ш, тем более пологий наклон имеют экспоненты, характеризующие выделяемую в элементах электровзрывной цепи энергию, т.е. процесс выделения энергии на элементах цепи затягивается во времени, что означает нежелательное использование больше определённых значений.

"Уменьшение Яш сильно влияет на скорость спада тока до критических значений; однако уменьшение Яш приводит и к уменьшению КПД цепи, т.е. при окончательном выборе Ят следует учитывать оба этих фактора.

Полученные зависимости позволяют легко и с достаточной точностью рассчитать величин}' сопротивления шунтирующего резистора, необходимую для практически полного разряда конденсатора во взрывном приборе за требуемое время. Разработанная методика позволяет также рассчитать величину КПД электровзрывной цепи и выбрать такое значение сопротивления шунтирующего резистора, при котором величина КПД будет максимальной: по полученным формулам можно рассчитать величину тока в электровзрывной цепи в любой момент времени в процессе инициирования, что позволит более эффективно проводить расчёты, связанные с условиями безотказности инициировании электродетонаторов.

Полученные зависимости позволяют решать и всесторонне исследовать различные типы задач электровзрывания. Применение коэффициента передачи по току а позволяет исследовать цепь любой конфигурации, наиболее полно и достоверно определять возможности прибора взрывания, учитывать реальное состояние электровзрывной цепи, утечку инициирующего импульса и влияние на него блуждающих токов.

Такой подход к изучению процессов инициирования позволяет проанализировать и вывести условие безотказности практически для любых встречающихся на практике схем соединения электродетонаторов при использовании приборов взрывания различных типов, позволяет обосновать требуемый уровень надёжности срабатывания электродетонаторов.

Одним из путей повышения безопасности электровзрывания является применение на практике высокочастотных ЭД. Данное техническое решение практически может быть применено в области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и также может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях. В настоящее время большинство ЭД содержит основные элементы - мостик накаливания, гильзу с размешенными в ней усилительным зарядом и инициатор.

Существенным недостатком всех ЭД данной конструкции является возможность их инициирования от постороннего электрического импульса и от импульсов блуждающих токов.

Так же известны ЭД управляемые высокочастотным сигналом, поступающим с прибора взрывания. Однако они имеют существенный недостаток: повышенная чувствительность содержащегося в них пьезофильтра к физическому воздействию, ограниченная величина полосы пропускания и её неравномерность, что приводит к эффекту поглощения полезного сигнала.

Автором настоящей работы предлагается новое решение технической задачи: высокочастотный электродетонатор, подключающийся к прибору взрывания, отличается от существующих в настоящее время тем, что он дополнительно снабжён катушкой индуктивности и емкостным элементом, образующими последовательный резонансный контур, что позволяет произвести инициирование данного детонатора только высокочастотным импульсом энергии. Данный высокочастотный электродетонатор позволит повысил, безопасность и безотказность в работе с электровзрывными сетями.

Высокочастотный электродетонатор состоит из последовательно соединенных мостика накаливания, катушки индуктивности и ёмкости, которые подключены к прибору взрывания. Катушка индуктивности и емкость образуют ЬС- контур, настроенный на определённую частоту.

Если частота импульса инициирования /я будет отличаться от частоты, на которую настроен ¿С-контур, то данный импульс энергии не сможет дойти до электродетонатора из-за большого реактивного сопротивления 1С-контура и процесс инициирования будет невозможен. Если частота импульса ^ будет совпадать с резонансной частотой ¿С-конгура, то сопротивление контура будет минимальным и инициализирующий импульс будет беспрепятственно проходить к электродетонатору.

Таким образом, использование 1С контура настроенного на определённую частоту, исключает возможность преждевременного взрыва из-за втекания в электровзрывную цепь блуждающих токов, токов наводки и повышает безопасность проводимых электровзрывных работ. Если частоту испытательного напряжения выбрать заведомо такой, чтобы она существенно отличалась от частот гармоник, составляющих блуждающий ток, то резонансный ЬС контур электродетонатора будет представлять собой для

таких частот большое сопротивление. При частоте испытательного напряжения не менее чем в 10 раз превышающей максимальную частоту блуждающего тока (максимальную частоту составляющих его гармоник), он не сможет проникнуть в электродетонатор и повлиять на результат инициирования, безопасность и безотказность проводимых электровзрывных работ.

Разработанные и применяемые в настоящее время приборы инициирования ЭД не всегда обеспечивают достаточно высокий уровень безопасности и надёжности проводимых электровзрывных работ. Контроль таких параметров, как состояние изоляции электровзрывной цепи, измерение и контроль уровня потребления энергии цепью позволит повысить безотказность и безопасность электровзрывания, однако до сих пор контроль этих параметров при электровзрывании не реализуется. Ввиду этого необходима разработка таких приборов и методов инициирования электровзрывных цепей, которые обладали бы дополнительными функциональными возможностями.

В настоящее время широко распространенными приборами взрывания являются сетевые приборы взрывания. Недостатком данных приборов является отсутствие возможности контроля состояния изоляции электровзрывной цепи и потребляемой сетью энергии, что в конечном тоге приводит к снижению безопасности и безотказности проводимых электровзрывных работ. В частности, контроль потребляемой энергии позволяет контролировать срабатывание ЭД что очень важно для практики.

Практически все применяемые в настоящее время блоки контроля изоляции содержат индикаторный прибор, амперметр или вольтметр, однако при использовании таких блоков контроля изоляции проявляется такой недостаток, как автономность их применения и невозможность использования в совокупности с современными электровзрывными приборами. Поэтому при разработке нового сетевого прибора взрывания одной из главных целей являлось повышение безопасности и безотказности в работе за счёт контроля изоляции электровзрывной сети. Разработанный сетевой прибор взрывания за счет расширения функциональных возможностей позволит повысить безопасность и безотказность в работе с электровзрывными сетями. Сущность прибора поясняется на рисунке 8, на котором изображена функциональная схема сетевого прибора взрывания.

Прибор состоит из следующих составляющих его блоков: микроконтроллера (МК) и выполняет функции центрального блока управления, на входы которого поступают сигналы из блока оперативно-запоминающего устройства (ОЗУ), устройства ввода и отображения информации (УВОИ), устройства контроля и защиты прибора (УКЗП), блока контроля изоляции (БКИ), аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы которого подключены к источнику энергии (ИЭ), тиристорному ключу (К) и коммутатору (КМ).

Рисунок 8 - Сетевой прибор взрывания с контролем изоляции электровзрывной цепи

Источник энергии подключён к электровзрывной цепи (ЭВЦ) через преобразователь напряжения (ПН), тиристорный ключ (К) и коммутатор (КМ). На участке схемы между преобразователем напряжения и тиристорным ключом параметры тока и напряжения контролируются датчиком тока (ДТ) и датчиком напряжения (ДН). Сигналы с датчика тока и датчика напряжения поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 6, выход которого соединён с входом микроконтроллера. На управляющий вход тиристорного ключа поступает сигнал с выхода микроконтроллера, в соответствии с которым тиристорный ключ находится либо в закрытом, либо в открытом состоянии. Блок контроля изоляции соединён с электровзрывной цепью через коммутатор. На вход коммутатора поступает сигнал с выхода микроконтроллера, в соответствии с которым коммутатор либо отключает, либо подключает прибор к электровзрывной сети. Использование рассмотренного прибора взрывания позволит осуществлять контроль как потребляемой энергии электровзрывной цепи, так и контроль состояния её изоляции. Контроль потребляемой энергии позволяет установить срабатывание ЭД и появление отказов. Контроль изоляции позволяет выявить дефекты изоляции электровзрывной цепи и своевременно устранить их, что приводит в конечном итоге к повышению безопасности и безотказности электровзрывания.

Применение данного прибора относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов в горной промышленности, строительстве и других областях, использующих взрывные работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработаны методики, модели и машинно-ориентированные алгоритмы для автоматизации проектирования систем электровзрывания, а также разработан комплекс мер и рекомендаций по повышению безотказности и безопасности работы системы электрического инициирования зарядов.

Основные теоретические и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. На базе теоретических и экспериментальных исследований определены параметры электровзрывных цепей и разработаны их физические и математические модели для последующего исследования и анализа систем электрического инициирования.

2. Разработан метод автоматизированного определения основных параметров системы электровзрывания и взаимосвязи между ними, что позволяет при дальнейших расчётах и моделировании опираться на уже рассчитанные базисные величины рассчитанных параметров.

3. Определены характеристики электровзрывной цепи, позволяющие определить оптимальные параметры электромагнитной совместимости системы электровзрывания, установить параметры взрывных приборов, необходимые для надёжного инициирования ЭД различного типа.

4. Разработан алгоритм автоматизированного определения допустимой величины шунтирующего резистора, удовлетворяющий условиям безотказности и входящий в ранее теоретически вычисленные границы.

6. Определены закономерности распределение 'энергии между составными элементами системы электровзрывания, а также намечены пути оптимального использования энергии, доставляемой в цепь взрывным прибором, позволяющие предотвратить, возможные отказы из-за неравномерного распределения энергии в участках цепи и увеличить безотказность и надёжность электровзрывания.

7. Разработана методика определения параметров электромагнитной совместимости системы электровзрывания с учётом современной энерговооружённости предприятий, проводящих взрывные работы.

8. Разработан графоаналитический метод определения условий безотказного срабатывания электродето'наторов в электровзрывной цепи, основанный на графической интерпретации и анализе импульсов тока, получаемых ЭД в течение времени инициирования.

9. Разработан высокочастотный электродетонатор, позволяющий произвести его инициирование только высокочастотным импульсом энергии.

10. Разработан сетевой прибор взрывания, обладающий повышенной безопасностью и безотказностью.

11. Разработан машинно-ориентированный алгоритм автоматизированного определения параметров электровзрывной цепи, позволяющий САПР электровзрывания выбрать такой взрывной прибор, параметры которого будут оптимальными для инициирования данной электровзрывной цепи.

12. Разработан машинно-ориентированный алгоритм определения параметров взрывного прибора, позволяющий при имеющимся взрывном приборе провести автоматизированное проектирование и определение параметров электровзрывной цепи таким образом, что коэффициент полезного действия системы электровзрывания будет максимальным.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Работы в ведущихрецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Саханский, Ю.В. Вероятностное обоснование параметров электродетонаторов пониженной чувствительности [Текст] / Петров Ю.С., Кодкудаков С.Е.; Вестник МАНЭБ №3 том 12, Санкт-Петербург 2007. - с. 111-115.

2. Саханский, Ю.В. Математический анализ условий безотказности при инициировании электродетонаторов конденсаторными взрывными приборами [Текст] / Петров Ю.С.; Известия ВУЗов. Горный журнал. №7, Екатеринбург 2007. - с. 72-78.

3. Саханский, Ю.В. Алгоритм расчёта условий безотказности при использовании прибора взрывания с шунтирующим резистором [Текст] / Петров Ю.С., Кодкудаков С.Е.; Вестник МАНЭБ №3 том 13, Санкт-Петербург 2008. - с. 49-53.

4. Саханский Ю.В. Графоаналитический метод анализа условий безотказного срабатывания электродетонаторов в цепи [Текст] / Петров Ю.С., Масков С.П.; Вестник МАНЭБ №3 том 13, Санкт-Петербург 2008. - с. 53-57.

5. Саханский, Ю.В. Алгоритм машинного расчёта для автоматизированного проектирования систем электрического инициирования взрывания зарядов [Текст] / Петров Ю.С.; Автоматизация в промышленности № 12, Москва 2008. - с. 25-27.

6. Саханский, Ю.В. Разработка нового сетевого прибора взрывания [Текст] / Петров Ю.С.; Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика. №4, Москва 2009. - с 23-25.

Другие труды

7. Саханский, Ю.В. Анализ свойств и перспектив применения электродетонаторов различных типов в горной промышленности [Текст] / Петров Ю.С.; Труды СКГМИ (ЛГУ), выпуск 14, часть 1, Владикавказ 2007. -с. 177-182.

8. Саханский, Ю.В. Энергетический баланс в электровзрывной цепи с конденсаторным прибором взрывания [Текст] / Кодкудаков С.Е., Петров

Ю.С.; Сборник трудов молодых учёных СКГМИ (ГТУ) №4, Владикавказ 2007.-с. 46-52.

9. Саханский, Ю.В. Расчёт электротяговых блуждающих токов в электровзрывной цепи [Текст] / Петров Ю.С.; Сборник трудов молодых учёных СКГМИ (ГТУ) №1, Владикавказ 2008. - с. 42-47.

10. Саханский, Ю.В. К методике определения электромагнитной совместимости системы электровзрывания [Текст] / Петров Ю.С.; Сборник трудов молодых учёных СКГМИ (ГТУ) №1 Владикавказ 2008. - с. 47-52.

11. Саханский, Ю.В. Электровзрывной комплекс как система [Текст] / Сборник трудов молодых учёных СКГМИ (ГТУ) №3, Владикавказ 2008. - с. 4045.

12. Саханский, Ю.В. Моделирование систем электровзрывания на основе обобщённых экспоненциальных возмущений [Текст] / Петров Ю.С.; Сборник научных трудов СОО Академии Наук Высшей Школы РФ. №6, Владикавказ 2008. - с. 85-88.

13. Саханский, Ю.В. Влияние шунтирующего резистора на распределение мощности в электровзрывной цепи [Текст] / Петров Ю.С., Пагаев К.Х.; Труды СКГМИ (ГТУ), выпуск 15, Владикавказ 2008. - с. 226-230.

14. Саханский, Ю.В. Представление электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников [Текст] / Худинян С.Г.; Сборник трудов молодых учёных СКГМИ (ГТУ) №4,2008. - с. 59-69.

Патенты

15. Пат. 2333459 Российская Федерация, МПК8 F 42 D 1/055

Сетевой прибор взрывания. [Текст] / Заявители: Петров Ю.С., Саханский Ю.В.; патентообладатель Северо - Кавказский горнометаллургический институт (государственный технологический университет) №2006139144/03; заявл. 7.11.2006; опубл. 10.09.2008, Бюл.№25. -4 с.

16. Пат. 81309 Российская Федерация, МПК8 Г 42 С 19/12, F 42 В 3/10 Высокочастотный электродетонатор. [Текст] / Заявители: Пагиев К.Х., Петров Ю.С., Саханский Ю.В.; патентообладатель Северо -Кавказский горнометаллургический институт (государственный технологический университет) №2008139591/22; заявл. 6.10.2008; опубл. 10.03.2009, Бюл.№7,-4 с.

Подписано в печатай <*09 Формат 60 х 84 '/]6.Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Усл. п. л.1/1 Тираж/00 экз. Заказ № 4Г&

Издательство СКГМИ (ГТУ) "Терек".

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ). 362021, Владикавказ, ул. Николаева, 44.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Электровзрывной комплекс как система

1.2. Анализ современных систем электровзрывания и перспектив их развития

1.3. Обзор современных САПР горного производства

1.4. Обоснование цели, задач и методов исследования

1.5. Основные принципы построения моделей электровзрывных цепей

1.6. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИК

АНАЛИЗА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ

2.1. Разработка методики представление электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников

2.2. Определение эффективности источников питания систем электровзрывания

2.3. Исследование распределения энергии в системе электровзрывания и определение оптимальной величины шунтирующего резистора

2.4. Анализ безотказного срабатывания системы при использовании конденсаторного прибора взрывания

2.5. Разработка методики моделирования системы электровзрывания на основании обобщенных экспоненциальных воздействий

2.6. Определение этапов автоматизированного проектирования систем электровзрывания

2.7. Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАШИННО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ АЛГОРИТМОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ

3.1. Определение оптимальных значений параметров электромагнитной совместимости системы электровзрывания

3.2. Разработка алгоритмов определения безотказности срабатывания системы

3.3. Графо-аналитический метод определения параметров системы электровзрывания

3.4. Разработка алгоритма для автоматизированного проектирования систем электрического инициирования взрывания зарядов

3.5. Выводы по главе

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИК И АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ

4.1. Реализация методики представления электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников

4.2. Определение зависимостей распределения энергии в системе электровзрывания с шунтирующим резистором

4.3. Определение параметров безотказного срабатывания системы электровзрывания при использовании конденсаторного прибора взрывания

4.4. Разработка защищенных электродетонаторов

4.5. Разработка новых приборов взрывания

4.6. Выводы по главе

В настоящее время после длительного застоя экономика страны вновь начинает возрождаться. В свою очередь общий экономический подъём в стране привёл к фактическому возрождению горнорудной промышленности и повышению объёмов производимых работ.

Взрывные работы являются основными работами, производимыми на горных предприятиях при таких технологических операциях как разрушение горных и скальных пород, рыхление горной массы.

Наиболее распространённым, безопасным и продуктивным является электрический способ ведения взрывных работ.

Разработанная и применяемая до настоящего времени общая теория безотказного инициирования электродетонаторов (ЭД) обеспечивает достаточно высокий уровень безопасности и надёжности проводимых электровзрывных работ. Однако многие параметры, как процесса инициирования, так и электровзрывной цепи, такие как топология схемы, коэффициенты передачи, схемные функции и частотные характеристики, до сих пор не исследованы в полном объёме. Ввиду этого необходима разработка новых подходов и методов моделирования к изучению, нормированию вышеописанных параметров электровзрывных цепей.

В первой главе «Состояние вопроса, цели и методы исследования» приводятся необходимые для дальнейшего изложения предварительные сведения, дается краткий обзор и классификация основных подходов к реализации методик расчёта, определения и анализа систем электровзрывания.

Также рассмотрен ряд вопросов, посвященных современному состоянию теории электровзрывания в российской и зарубежной науке. В этой области известны работы А.И.Лурье, М.И. Озерного, М.М.Граевского, Н.Г.Петрова и др.

Проведён анализ существующих систем электровзрывания и перспектив их развития. Определены основные особенности рассмотрения систем электрического инициирования зарядов как объекта исследования, дан их анализ по параметрам и возможностям применения, а также определены критерии и параметры работы систем электрического инициирования зарядов, которые в настоящее время недостаточно полно рассмотрены в существующей теории электровзрывания.

Также в первой главе сформулированы основные принципы построения моделей электровзрывных цепей, необходимых для разработки автоматизированной системы проектирования системы электровзрывания и проведён сравнительный анализ существующих современных систем автоматизированного проектирования, используемых в горном деле и при проведении горнопроходческих работ. Дана их краткая характеристика, выявлены достоинства и недостатки.

Во второй главе «Исследование моделей и разработка методика анализа систем электровзрывания» разработана методика представления электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников, определена эффективность различных источников питания систем электровзрывания, исследовано распределение энергии в системе электровзрывания и определена зависимость оптимальной величины сопротивления шунтирующего резистора от остальных параметров схемы. Так же во второй главе проведён анализ безотказного срабатывания системы при использовании конденсаторного прибора взрывания; разработана методика моделирования системы на основании обобщённых экспоненциальных воздействий, а так же определены основные этапы автоматизированного проектирования систем электровзрывания.

В третьей главе «Разработка машинно-ориентированных алгоритмов проектирования систем электровзрывания» определены оптимальные значения параметров электромагнитной совместимости системы электровзрывания, представлены разработанные алгоритмы для определения безотказности срабатывания и автоматизированного проектирования системы электровзрывания, а также представлен разработанный графоаналитический метод определения параметров системы электровзрывания.

В четвёртой главе «Реализация методик и алгоритмов для автоматизированного проектирования систем электровзрывания» приведены практические результаты разработки методов, методик и алгоритмов для автоматизации проектирования систем электровзрывания.

Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью исследования и анализа влияния параметров электровзрывной цепи на повышение эффективности и безопасности технологии проведения взрывных работ; необходимости обоснования критериев электромагнитной совместимости системы электрического инициирования зарядов взрывчатых веществ; недостаточным до настоящего времени исследованием влияния топологии электровзрывной цепи на безотказность и безопасность электровзрывания при использовании современных средств взрывания.

В современных экономических условиях на промышленных предприятиях, использующих технологии электровзрывания, всё более жёсткими становятся требования ко времени расчёта и проектированию электровзрывной цепи, а как следствие - возрастают требования к эффективности самого взрывного процесса. Для повышения эффективности необходимо использование современных систем автоматизации проектирования.

Выполнение автоматизации проектирования систем электровзрывания и определения параметров электровзрывной цепи позволяет повысить эффективность работы системы электровзрывания, одновременно решив проблему информационного взаимодействия отдельных составляющих электровзрывного комплекса.

Выявленные особенности функционирования электровзрывного комплекса определили необходимость разработки методик моделирования и анализа электровзрывного комплекса как системы.

Всё это приводит к изменению методов определения и расчёта параметров электровзрывной цепи и требований к ним по сравнению с теориями электровзрывания, разработанными в предыдущие десятилетия.

Цель работы заключается в разработке моделей, методов и алгоритмов автоматизированного проектирования эффективных систем электрического инициирования зарядов взрывчатых веществ, а также разработка комплекса мер и рекомендаций по повышению безотказности и безопасности работы системы электрического инициирования зарядов.

Реализация поставленной цели обусловила решение следующих задач:

- анализ математической и физической моделей электровзрывных цепей и средств электрического инициирования зарядов;

- анализ влияния параметров электровзрывной цепи и системы электрического инициирования зарядов на безопасность проводимых горных работ;

- определение критериев оптимизации электромагнитной совместимости и анализ электромагнитной совместимости систем электрического инициирования зарядов;

- автоматизация проектирования системы электровзрывания и расчёта параметров составляющих элементов системы;

- разработка комплекса мер и рекомендаций по повышению безотказности и безопасности работы системы электрического инициирования зарядов.

- разработка машинно-ориентированных алгоритмов для проектирования систем электровзрывания.

Методы исследований - при выполнении настоящей диссертационной работы были использованы математические методы, в частности, метод Монте-Карло; аналитические методы исследований (теория четырёхполюсников, переходных процессов); моделирование и экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях. Также использовались функциональные и системные методы расчёта, такие как представление электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников, определение параметров системы электровзрывания на основе обобщенных экспоненциальных воздействий, графоаналитический метод определения параметров системы электровзрывания.

Требуемые вычисления, расчёты и обработка полученных данных производилась с помощью компьютерной техники и прикладных программ, в частности MathCAD 14, Maple 10, Excel 2003.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1) Разработан графоаналитический метод определения параметров безотказного срабатывания электродетонаторов в электровзрывной цепи, позволяющий с достаточной для практических целей точностью реализовать возможность оперативного расчёта электровзрывной цепи в промышленных условиях.

2) Полученный алгоритм расчёта зависимости параметров электровзрывной цепи от величины шунтирующего резистора позволяет легко и с достаточной точностью рассчитать величину сопротивления шунтирующего резистора, необходимую для практически полного разряда конденсатора во взрывном приборе за требуемое время. Приведённая методика позволяет также рассчитать величину КПД электровзрывной цепи и выбрать такое значение сопротивления шунтирующего резистора, при котором величина КПД будет максимальной.

3) Разработаны алгоритмы определения взаимозависимости параметров прибора взрывания и электровзрывной цепи, позволяющие легко и с высокой степенью достоверности рассчитать необходимые величины для проведения электровзрывания с максимальной эффективностью.

4) Разработан сетевой прибор взрывания с контролем изоляции электровзрывной цепи, что позволяет в полтора-два раза повысить эффективность и безотказность электровзрывания.

5) Разработан высокочастотный электродетонатор, что позволит проводить инициирование зарядов взрывчатых веществ током определённой частоты и исключить инициирование электродетонаторов блуждающими токами.

Новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые для систем электровзрывания разработаны методы и алгоритмы для автоматизированного проектирования системы электровзрывания и определения необходимых параметров, что позволяет эффективно определять безотказность функционирования системы электровзрывания.

2. Разработаны новые подходы к моделированию электровзрывной цепи и систем электрического инициирования зарядов, ориентированные на использование в составе САПР электровзрывания.

3. Предложен графоаналитический метод расчёта электровзрывных цепей, позволяющий эффективно определять условия безотказности системы электровзрывания непосредственно в производственных условиях.

4. Определены оптимальные значения параметров электромагнитной совместимости систем электровзрывания с учётом современной энерговооружённости горнорудного производства.

Научная новизна работы подтверждается, в частности, получением патента на изобретение № 2333459 «Сетевой прибор взрывания с контролем изоляции цепи», а так же патентом на полезную модель № 81309 «Высокочастотный электродетонатор».

Реализация результатов работы. Результаты работы были использованы при проектировании взрывных работ на ЗАО «Шахтострой-Сервис» и ОАО «Кавдоломит» (г. Владикавказ).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили одобрение на конференциях и семинарах: на ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ) (2004-2008гт); на расширенных заседаниях кафедры "Теоретическая электротехника и электрические машины"; на технических семинарах в НТК «Юг-Цветметавтоматика» (г. Владикавказ); семинаре «Инженерная защита окружающей среды» в рамках «Недели горняка 2008» Московского горного государственного университета.

Публикации. Основные положения настоящей работы опубликованы в 14 статьях, из них 6 в журналах из Перечня издательств ВАК. Так же по результатам работы получено 2 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 164 страницах машинописного текста и содержит 4 таблицы, 102 формулы, 40 рисунков, список литературы из 107 наименований и 2 приложения.

4.6. Выводы по главе

Рассмотрена реализация методики представления электровзрывной цепи каскадным соединением четырёхполюсников.

Исследована зависимость распределения энергии в системе электровзрывания с шунтирующим резистором.

Предложен алгоритм автоматизированного определения параметров безотказного срабатывания системы электровзрывания при использовании конденсаторного прибора взрывания

Выработаны принципы построения защищенных электродетонаторов и приборов взрывания с новыми функциональными возможностями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработаны методики, модели и машинно-ориентированные алгоритмы для автоматизации проектирования систем электровзрывания, а также разработан комплекс мер и рекомендаций по повышению безотказности и безопасности работы системы электрического инициирования зарядов.

Основные теоретические и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. На базе теоретических и экспериментальных исследований определены параметры электровзрывных цепей и разработаны их физические и математические модели для последующего исследования и анализа систем электрического инициирования.

2. Разработан метод автоматизированного определения основных параметров системы электровзрывания и взаимосвязи между ними, что позволяет при дальнейших расчётах и моделировании опираться на уже рассчитанные базисные величины параметров.

3. Определены характеристики электровзрывной цепи, позволяющие определить оптимальные параметры электромагнитной совместимости системы электровзрывания, установить параметры взрывных приборов, необходимые для надёжного инициирования ЭД различных типов.

4. Разработан алгоритм автоматизированного определения допустимой величины шунтирующего резистора, удовлетворяющий условиям безотказности.

6. Определены закономерности распределение энергии между составными элементами системы электровзрывания, а также определены пути оптимального использования энергии, доставляемой в цепь взрывным прибором, позволяющие предотвратить возможные отказы из-за неравномерного распределения энергии в участках цепи и увеличить безотказность и надёжность электровзрывания.

7. Разработана методика определения параметров электромагнитной совместимости системы электровзрывания с учётом современной энерговооружённости предприятий, проводящих взрывные работы.

8. Разработан графоаналитический метод определения условий безотказного срабатывания электродетонаторов в электровзрывной цепи, основанный на графической интерпретации и анализе импульсов тока, получаемых ЭД в течение времени инициирования.

9. Разработан высокочастотный электродетонатор, позволяющий, произвести его инициирование только высокочастотным импульсом энергии.

10. Разработан сетевой прибор взрывания, обладающий повышенной безопасностью и безотказностью.

11. Разработан машинно-ориентированный алгоритм автоматизированного определения параметров электровзрывной цепи, позволяющий САПР электровзрывания выбрать такой взрывной прибор, параметры которого будут оптимальными для инициирования данной электровзрывной цепи.

12. Разработан машинно-ориентированный алгоритм определения параметров взрывного прибора, позволяющий при имеющимся взрывном приборе провести автоматизированное проектирование и определение параметров электровзрывной цепи при условиях достижения максимального значения таким образом, что коэффициент полезного действия системы электровзрывания будет максимальный.

1. Устройство для оценки опасности блуждающих токов при электрическом взрывании: авторское свидетельство 1099693 СССР: /Ю.С. Петров, И.З. Дроговейко, Ю.П. Масков, Г.Р. Елизаров, С.П. Масков, Ф.А. Авдеев.-Заяв. №3347119 от 22.10.1981/; опубл. 22.04.1984.

2. Способ определения групповых отказов электродетонаторов и устройство для его осуществления: авторское свидетельство № 1732762 от 08.01.1992 Рос. Федерация / Ю.С. Петров, С.П. Масков., Заявл. №4783079 от 16.01.1990; опубл. 23.04.1991, Бюл. №8.

3. Электродетонатор, управляемый высокочастотным сигналом: авторское свидетельство 18201871 SU: МПК8 19/08/F42D 3/00 / А.Н. Камышинский, А.Г. Толкачёв. Заяв.№ 4730281/23 от 20.06.1989., опубл.07.06.1993, Бюл.№2

4. Сетевой взрывной прибор: патент 1811741 СССР /. Ю.С. Петров, С.П. Масков, Ю.П. Масков., заявл. 4854621/01 от 10.10.1992.

5. Автоматический взрывной прибор: патент 1817922 СССР / Ю.С. Петров, Ю.П. Масков, С.П. Масков. заявл. 4865894/22 от 01.12.1992.о

6. Электродетонатор: патент 2150671 Рос. Федерация: МПК F 42 С 19/12, F42B 3/10 / А.Г. Белявский, Ю.А. Кириллов. Патентообладатель: Белявский А.Г.; заявл. №98120032/02 от 04.10.1999; опубл. 10.06.2000, Бюл. №16.

7. Журналы и сборники научных трудов

8. Абрамов В.П. Новый конденсаторный взрывной прибор КВП-2/200 Текст. / В.П. Абрамов, М.М. Граевский, В.И. Кравченко, И.П. Мохов, П.П.

9. Петру шин, JI.H. Петров, JI.B. Татаринцев, В.К. Хайлов // Безопасность труда в промышленности, 1997. № 7. - С. 23 - 27.

10. Авербух И. Д. Блуждающие токи в горных выработках рудных шахт и карьеров Урала Текст. / И.Д. Авербух, Ю.С. Петров. // Труды Свердловского горного института, 1970. № 59. - С. 10 - 17.

11. Ракович, А.Г. Автоматизация проектирования технологических процессов и средств оснащения Текст. / Г.К. Горанский, Л.В.Губич, В.И.Махнач и др.// Минск: Институт технической кибернетики НАНБ, 1997. - С. 275.

12. Барон B.JI. Безопасность взрывных работ на горных предприятиях США Текст. / В.J1. Барон // Безопасность труда в промышленности, 1986. - №2. - С. 35 - 36.

13. Барон B.JI. Техника и технология взрывных работ в США Текст. / В.Л. Барон, В.Х. Кантор //- М.: Недра, 1989. С. 376

14. Батуев М.А. VI Всероссийское совещание по взрывным работам. «Взрыв-95» Текст. / М.А. Батуев, Б.Н. Кутузов//Горный журнал, 1995. -№ 6 С. 58 - 60.

15. Боголюбов А.А. Развитие систем инициирования зарядов ВВ за рубежом. Обз. инф. ЦНИИ инф. и техн. экон. исслед. черн. металлургии Текст. / А.А. Боголюбов, В.Г. Гальперин, Я.И. Юхимов // Горное производство, 1987. -№5.-С. 18.

16. Бриш А.А. Системы взрывания Текст. / А.А. Бриш, А.И. Зотов// Сборник докладов II Международной конференции по буровзрывным работам/-М.: 1997.

17. Васкес, Дж.Р. Новые тенденции в электровзрывании Текст. / Дж.Р. Васкес // Устройство и использование. 1982. № 182. - С.36, 37 - С. 40 - 43.

18. Венд Д. Новейшие технический разработки в области электрического взрывания Текст. / Д. Венд // Изд-во Нобель, 1997 .63. № 1 -2. - С. 19-25.

19. Кузнецов В.И. Взрывчатые вещества и вспомогательная аппаратураТекст. / В.И. Кузнецов // Мадрид, Испания: Изд-во ЕРТ, Ассоциация взрывников Европы RIO TINTO, 2000.

20. Аблесимов Н.Е. Взрывчатые вещества и горные работы. Полевая техническая энциклопедия Текст. / Н.Е. Аблесимов // Даллас, Техас, США: Изд-во Поудер Компани , 1987. - С. 662.

21. Гальперин В.Г. Взрывчатые вещества, системы взрывания и механизация заряжания шпуров и скважин на зарубежных горных предприятиях Текст. / В.Г. Гальперин, Я.И. Юхимов, А.С. Бовин // М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1983.

22. Граевский М.М. Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ. Изд. 2-е, перераб. и доб. Текст. / М.М. Граевский // М.: Рандеву-AM. -С. 200.-С. 448.

23. Граевский М.М. Электрическое взрывание зарядов от сетей переменного тока Текст. / М.М. Граевский // М.: Недра, 1974. - С. 128.

24. Гумеля А.Н. Электрические характеристики кабельных и воздушных линий связи Текст. / А.Н. Гумеля, В.О. Шварцман // -М.: Связь, 1966.-С. 207.

25. Гусев А.Г. Новые системы неэлектрического инициирования зарядов ВВ Текст. / А.Г. Гусев, Г.Г. Лютиков // Горный журнал, 1997. № 12.

26. Демидюк Г.П. Средства механизации и технология взрывных работ с применением гранулированных ВВ Текст. / Г.П. Демидюк, А.Н. Бугайский //-М.: Недра, 1975. С. 312.

27. Джонс Дж.К. Методы проектирования Текст. / Дж.К. Джонс// М.: Мир, 1986.-С. 326.

28. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход Текст. / Я. Дитрих// -.М.:Мир, 1981. С. 454.

29. Губкин И.В. Беспроводное взрывание энергией СВЧ. Совершенствование буро- взрывных работ в народном хозяйстве Текст. / А.В. Долголаптев, А.П. Уваров, М.М. Безруков // М.: Наука, 1998.

30. Единые правила безопасности при взрывных работах Текст. // -М.: НПО ОБТ, 1993.

31. Жебин А.И. Состояние изоляции проводов электровзрывной сети и надежность взрывных работ Текст. / А.И. Жебин // Безопасность труда в промышленности, 1970. № 2, -С. 42-43.

32. Закревский А.Д. Логические основы проектирования дискретных устройств Текст. / А.Д. Закревский, Ю.В. Поттосин, Л.Д. Черемисинова // -М.: Физматлит, 2007.

33. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике Текст. / О. Занкевич// М.: Мир, 1975. - С. 541.

34. Сергейчук К.Я. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Кабельные и воздушные линии связи. -3-е изд., перераб. и доп. Текст. / К.Я. Сергейчук // -М.: Связь, 1966. -С. 671, ил.

35. Под ред.проф. Макаровой Н.В. Информатика. Учебник Текст. / Н.В. Макарова// М.: Финансы и кредит, 2001.

36. Иоссель Ю.Я. Расчет электрической емкости Текст. / Ю.Я. Иоссель, Э.С. Кочанов, М.Г. Струнекий // -Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1981. С.288, ил.

37. Какую систему инициирования использовать? Руководство по взрыванию и использованию систем воспламенения Текст. // Изд-во Нобель АйСиЭн ЛТД. 2000.

38. Калантаров П.Л. Расчет индуктивностей. Справочная книга Текст. / П.Л. Калантаров, Л.А. Цейтлин // Л.: Энергоатомиздат. 1985. -С. 488, ил.

39. Кастел Киран. Достижение полного срабатывания Текст. / Киран Кастел// Журнал «Мир горновзрывного оборудования» - Изд-во Дю Понт ЭТИ, Вильмингтон, 1997.

40. Кенинг Р. Обзор трех современных систем электровзрывания Текст. / Р. Кеннинг// Изд-во Нобель, 1994. - № 60 (1).

41. Кондратьева Л.А. Обеспечение безопасности электровзрывания новыми техническими средствами Текст. / Л.А. Кондратьева, В.М. Осипов // Безопасность труда в промышленности, 1998. № 12. - С. 30 - 31.

42. Кормен Т. Алгоритмы: построение и анализ. Второе издание Текст. / Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест // Издательство МНЦМО. 2004.

43. Коротков И.М. Анализ переходных процессов в электровзрывных цепях при инициировании постоянным напряжением Текст. / И.М. Коротков, Ю.С. Петров, Ю.П. Масков // Труды молодых ученых / -Владикавказ, 2004. С. 40 - 47.

44. Применение ВВ и средств инициирования на зарубежных угольных шахтах Текст. / Г.И. Кузнецов, В.В. Балашов // М,:ЦНИИЭИуголь, 1987.

45. Кутузов Б.Н. Безопасность взрывных работ в промышленности Текст. / Б.Н. Кутузов, Ф.М. Галаджий, С.А. Давыдов и др. // М.:Недра, 1997.

46. Кутузов Б.Н. Перспективные направления развития взрывного разрушения горных пород Текст. / Б.Н. Кутузов, Е.И. Шемякин // Горный журнал, 1992. № 3. - С. 3 - 7.

47. Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов Текст. / А.И. Лурье// -М.: Недра 1973.-С. 273.

48. Масков Ю.П. Повышение эффективности взрывных работ на горных предприятиях на основе исследования параметров электровзрывных цепей Текст. / Ю.П. Масков// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Владикавказ, 2006.

49. Масков Ю.П. Анализ реактивных параметров электровзрывных цепей на безопасность и безотказность взрывания. НТК СКГТУ, посвящ. 50-летию Победы над фашистской Германией Текст. / Ю.П. Масков// -Владикавказ: СКГТУ «Терек»,1995. С. 65 - 66.

50. Масков Ю.П. Влияние реактивных параметров электровзрывных цепей на безотказность взрывания. Труды Северо-Кавказского горнометаллургического института Текст. / Ю.П. Масков, Ю.С. Петров // Вып. XXXVII. Электротехника, 1975. - С. 97.

51. Масков Ю.П. Расчет сложных взрывных цепей. Сборник научных статей аспирантов СКГТУ Текст. / Ю.П. Масков, Ю.С. Петров // -Владикавказ, 2001. С. 109 - 114.

52. Международные стандарты систем управления, тестирования и испытания взрывов Текст. // Каталог Взрывного Агентства Огайо, США No. МАА-0193, REO, 2000.

53. Миндели Э.О. Разрушение горных пород Текст. / Э.О. Миндели// -М.:Недра, 1974.

54. Михайлов М.И. Влияние внешних электромагнитных полей на цепи проводной связи и защитные мероприятия Текст. / М.И. Михайлов// -М.: «Связьиздат», 1959. — С. 583.

55. Настольный справочник взрывника, 16-ое издание Текст. // -Вильмингтон:Изд-во Дю Понт ЭТИ, 1980. С. 494.

56. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов Текст. / Ф.А. Новиков// Спб.: Питер, 2000. - С. 301.

57. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем Текст. / И.П. Нореков// М.: Высшая школа, 1980.-С. 311.

58. Озерной М.И. Исследование воздействия блуждающих токов на электровзрывные цепи и обоснование безопасных параметров электродетонаторов Текст. / М.И. Озерной, Ю.С. Петров // Горный журнал, 1972.-№6.- С. 137- 145.

59. Озерной М.И. Критерии оценки горных предприятий по степени опасности в отношении преждевременных взрывов зарядов сторонними токами Текст. / М.И. Озерной, Ю.С. Петров // В сб.: Проблемы охраны труда, Казань, 1974, С. 88 - 289.

60. Озерной М.И. Реактивные параметры электровзрывных цепей Текст. / М.И. Озерной, Ю.С. Петров, Ю.П. Масков // Материалы НТК «Электробезопасность на предприятиях черной металлургии», г. Кривой рог, 1972. С. 179- 180.

61. Опперман А.В. Многокритериальный выбор системы инициирования Текст. / А.В. Опперман// Изд-во Пит энд Кворри, апрель 1996. 32. N6.

62. Перрсон Р.А. Взрывные работы и разработка взрывчатых веществ Текст. / Р.А. Перрсон, Р. Хольберг // Изд-во ЦРС Пресс, 1993. С. 540.

63. Перспективные технические требования к системам электровзрывания. // Информационный бюллетень № 11 (930) -89

64. М. :Госгортехнадзор СССР, 1989.

65. Петренко А.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования Текст. / А.И. Петренко, О.И. Семенков // Киев: Высшая школа, 1984.-С. 294.

66. Петров Н.Г., Россинский H.JI. Короткозамедленное взрывание в шахтах Текст. / Н.Г. Петров//-М.: Недра, 1985.

67. Петров Ю.С. Исследование схемных функций и частотных характеристик электровзрывных сетей Текст. / Ю.С. Петров, И.М. Коротков, Ю.П. Масков, С.П Масков., A.M. Соин // М.:Деп. в ЦНИИ ЭИ Цветмет 17.11.87№1651-87, 1987.-С. 28.

68. Петров Ю.С. Влияние блуждающих токов контактной откатки на безопасность ведения электровзрывных работ Текст. / Ю.С. Петров// Известия вузов. Горный журнал, 1983. № 4.

69. Петров Ю.С. Исследование электрических цепей в процессе инициирования Текст. / Ю.С. Петров // Труды СКГТУ, 1995. №1

70. Петров Ю.С. Математические модели электрических взрывных цепей Текст. / Ю.С. Петров // Деп. в ВИНИТИ Ж3204-В95, Владикавказ, 1995.

71. Петров Ю.С. Основы теории электровзрывания Текст. / Ю.С. Петров //Изд. «Терек», Владикавказ, 1998. С. 167.

72. Петров Ю.С. Электровзрывные цепи как линии с распределенными параметрами Текст. / Ю.С. Петров // В сб.: Тезисы докладов научно-технической конференции СКГТУ, посвященной 50-летию Победы над фашистской Германией / Владикавказ, 1995.

73. Петров Ю.С. Опасное влияние на электровзрывные цепи контактной откатки переменного тока Текст. /Ю.С. Петров, А.А. Губарев, Ю.П. Масков //Деп. в Информэлектро, 13.06.91 № 45-ЭТ-91. С. 24.

74. Петров Ю.С. Анализ основных направлений в развитии электровзрывания Текст. / Ю.С. Петров, Ю.П. Масков // Труды СКГТУ, Владикавказ, 2001. № 8. - С. 157 - 163.

75. Петров Ю.С. Особенности инициирования одиночного электродетонатора при длительном и кратковременном воздействии источников энергии Текст. / Ю.С. Петров, Ю.П. Масков // Труды СКГТУ , Владикавказ, 1999. № 6. - С. 145 - 148.

76. Петров Ю.С. Электрические параметры электровзрывных цепей Текст. / Ю.С. Петров, Ю.П. Масков // -М.:Деп. в Информэнерго, 1987. № 2489 -эн.- С. 40.

77. Петцольд Я. Взрывчатые вещества и средства взрывания основа и незаменимый инструмент высокопроизводительных горных работ Текст. / Я. Петцольд, В. Зонненберг// - Глюкауф, 1995. № 1/2. - С. 38 - 41.

78. Петров Ю.С. Повышение безопасности и безотказности электровзрывных работ на предприятиях горной промышленности Текст. / Ю.С. Петров, Масков Ю.П. // Отчет СКГМИ по НИР, ГР №78022060. Орджоникидзе, 1979.— С. 126.

79. Подвишенский С.Н. Техника и технология добычи руд за рубежом Текст. / С.Н. Подвишенский, C.JI. Иофин, Э.С. Ивановский, В.Г. Гальперин //- М.: Недра, 1986.

80. Шаффлер. Практика электровзрывания. Руководство и предложения. Исправленное издание Текст. / Шаффлер// Вена, Австрия, 1998.

81. Петров Ю.С. Разработка и обоснования новых методов и приборов контроля при электровзрывании Текст. / Ю.С. Петров, Ю.П. Масков // Отчет СКГМИ по НИР, тема 858, ГР №76017119. Орджоникидзе, 1977. С. 182.

82. Роджерс Д. Математические основы машинной графики Текст. / Д. Роджерс, Дж. Адаме // М.гМир, 2001. - С. 604.

83. Самарский А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры Текст. / А.А. Самарский, А.Н. Михайлов// М.: Наука, 1997. - С. 316.

84. Скотт Дж. X. Беккер К.Р. Взрывной прибор ВТЗОО C-D. Технический отчет № 8606 Горного бюро Взрывного Агентства Огайо, США.

85. Стандартизация и упорядочивание систем управления и взрывания детонаторов Магнадет. Каталог Взрывного Агентства Огайо No. МАА-0490, REO.

86. Татур Т.А. Основы теории электрических цепей Текст. / Т.А. Татур// М.:Высшая школа, 1980.

87. Танигучи К. Подводные взрывные работы при использовании электромагнитного метода Текст. / К. Танигучи, К. Иноя, И. Фукуяма // Сборник Движение и взрывчатые вещества, 1981. № 6.

88. Толстов Ю.Г. Теория электрических цепей Текст. / Ю.Г. Толстов, А.А. Теврюков//-М.:Высшая школа, 1971. С. 276.

89. Сузуки Сатори Применение системы удаленного взрыва при проходке туннелей Текст. / Сузуки Сатори, Хиросаки Йошиказу// Япония:Изд-во Кайяки Гаккаши, префектура Койо Каяки, 1997.

90. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических систем Текст. / С.А. Ульянов// -М.: Энергия, 1970. С. 520.

91. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств Текст. / Дж.Ф. Уейкерли// М.:Постмаркет, 2002. - Т. 1. - С. 544; Т. 2. - С. 528.

92. Финкелыптейн Э. Библия пользователя AutoCADH и MathCAD /Пер. с англ Текст. / Э. Финкелыптейн// Киев. - М. - Спб. Диалектика, 1998. -С. 896.

93. Хеймер Ф. Устройство и принцип действия электронных систем электровзрывания фирмы Нобель АГ Текст. / Ф. Хеймер, У. Штейнер, П. Рох // М.: Изд-во Нобель, 1998. 54. - № 2-3

94. Херрман Р. Об опасности преждевременного срабатывания электродетонаторов вблизи силовых установок Текст. / Р. Херрман// Nobel Hefte, Heft 2, April 1972. - С. 44 - 48.

95. Хубка В. Теория технических систем Текст. / В. Хубка// М.: Мир, 1987.-С. 208.

96. Шнайдер М.Ф. Безопасность проведения массовых взрывов Текст. / М.Ф. Шнайдер, A.M. Бейсебаев // М.: Недра, 1982. - С. 124.

97. Штейнер У. Критерии безопасности при использовании электровзрывных систем Текст. / У. Штейнер// Изд-во Нобель, 1995, д. 61. -№2

98. Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества Текст. / Р. Шторм// М.: Мир, 1970. - С. 367.

99. Щуцкий В.И. Анализ электровзрывных сетей с помощью графов Текст. / В.И. Щуцкий, Ю.С. Петров, И.М. Коротков // Известия вузов. Горный журнал, 1979. №7.

100. Щуцкий В.И. Обоснование допустимых норм на сопротивление изоляции электровзрывных сетей при последовательном соединении электродетонаторов Текст. / В.И. Щуцкий, Ю.С. Петров, И.М. Коротков // -Горный журнал, Изв. ВУЗов, 1977. №5. - С. 60.

101. Щуцкий В.И. Исследование входного сопротивления электровзрывных сетей Текст. / В.И. Щуцкий, Ю.С. Петров, Н.М. Коротков // Изв. Вузов. Горный журнал. 1987. №4. - С. 103 - 106.

102. Уэйкерли Дж. Ф. Электрические детонаторы мира с миллисекундной задержкой Текст. / Дж. Ф. Уэйкерли // Изд-во Аустин Продукт Рок Стар. Информационный бюллетень RS 911, 1999.

103. Хеймер Ф. Электрический LP метод задержки срабатывания электродетонатора Текст. / Ф. Хеймер // - США: Изд-во ЭТИ Информешн, 2004.

104. Патенты и авторские свидетельства

105. А.с. №1099693 (СССР) Устройство для оценки опасности блуждающих токов при электрическом взрывании. Петров Ю.С., Дроговейко И.З, Масков Ю.П., Елизаров Г.Р., Масков С.П., Авдеев Ф.А. ДСП, 1984 г.

106. А.с. SU 1820181, МПК8 19/08, F42D 3/00, опубл. 07.06.93

107. А.с. № 1732762 от 08.01.1992 « Способ определения групповых отказов электродетонаторов и устройство для его осуществления». Петров Ю.С., Масков С.П

108. Патент №1811741 (СССР) Сетевой взрывной прибор. Петров Ю.С., Масков С.П., Масков Ю.П. ДСП, 1992 г.

109. Патент №1817922 (СССР) Автоматический взрывной прибор. Петров Ю.С., Масков Ю.П., Масков С.П. ДСП, 1992 г.

110. Патент РФ №2150671, МПК8 F42C 19/12, F42B 3/10, опубл. 10.06.001. Литература

111. Абрамов В.П., Граевский М.М., Кравченко В.И., Мохов И.П., Петрушин П.П., Петров JI.H., Татаринцев JI.B., Хайлов В.К. Новый конденсаторный взрывной прибор КВП-2/200 // Безопасность труда в промышленности, 1997, №7, -С.23-27.

112. Авербух И.Д., Петров Ю.С. Блуждающие токи в горных выработках рудных шахт и карьеров Урала. // Труды Свердловского горного института, 1970, вып. 59, -С.10-17.

113. Автоматизация проектирования технологических процессов и средств оснащения / Т.К. Горанский, Л.В.Губич, В.И.Махнач и др. /Под ред. А.Г. Раковича. Минск: Институт технической кибернетики НАНБ, 1997275 с.

114. Барон B.JI. Безопасность взрывных работ на горных предприятиях США. Безопасность труда в промышленности, 1986, №2, -С. 35-36.

115. Барон В.Л., Кантор В.Х. Техника и технология взрывных работ в США. -М.: Недра, 1989.- 376 с.

116. Батуев М.А., Кутузов Б.Н. VI Всероссийское совещание по взрывным работам. «Взрыв-95» // Горный журнал, №6 1995.-С.58-60.

117. Боголюбов А.А., Гальперин В.Г., Юхимов Я.И. Развитие систем инициирования зарядов ВВ за рубежом. Обз. инф. ЦНИИ инф. и техн. экон. исслед. черн. металлургии. Горное производство, 1987. №5.-18 с.

118. Божовиц М. Теоретические и практические обоснования применения высокочувствительных детонаторов и расчет необходимой энергии источника инициирования. Журнал «Взрывание, бурение, минирование» Прага, 1984 г. Специальный выпуск № 15. с. 3-43

119. Бриш А.А., Зотов А.И. Системы взрывания. Сборник докладов II Международной конференции по буровзрывным работам, М., 1997 г.

120. Васкес Дж.Р. Новые тенденции в электровзрывании // Устройство и использование. 1982 № 182. с.36,37с 40-43.

121. Венд Д. Новейшие технический разработки в области электрического взрывания//Изд-во Нобель, 1997 . 63. № 1-2. с. 19-25.

122. Взрывчатые вещества и вспомогательная аппаратура. Изд-во ЕРТ, Ассоциация взрывников Европы RIO TINTO, Мадрид, Испания 2000.

123. Взрывчатые вещества и горные работы. Полевая техническая энциклопедия. Изд-во Поудер Компани , Даллас, Техас, США, 1987 г., 662 с.

124. Гальперин В.Г., Юхимов Я.И., Бовин А.С. Взрывчатые вещества, системы взрывания и механизация заряжания шпуров и скважин на зарубежных горных предприятиях. /М., ЦНИИцветмет экономики и информации, 1983.

125. Граевский М.М. Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ. Изд. 2-е, перераб. И доб. М.: Рандеву-АМ. -200. -448 с.

126. Граевский М.М. Электрическое взрывание зарядов от сетей переменного тока. -М.: Недра, 1974, 128 с.

127. Гумеля А.Н., Шварцман В.О. Электрические характеристики кабельных и воздушных линий связи. -М.: Связь, 1966 -207 е., ил.

128. Гусев А.Г., Лютиков Г.Г. Новые системы неэлектрического инициирования зарядов ВВ. // Горный журнал № 12, 1997.

129. Демидюк Г.П., Бугайский А.Н. Средства механизации и технология взрывных работ с применением гранулированных ВВ. -М.: Недра, 1975, 312с.

130. Джонс Дж.К. Методы проектирования. М.: Мир, 1986. - 326 с.

131. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход. М.:Мир, 1981.-454 с.

132. Долголаптев А.В., Уваров А.П., Безруков М.М. Беспроводное взрывание энергией СВЧ. Совершенствование буро- взрывных работ в народном хозяйстве. Губкин, 1998.

133. Единые правила безопасности при взрывных работах // Москва НПО ОБТ, 1993.

134. Жебин А.И. Состояние изоляции проводов электровзрывной сети и надежность взрывных работ // Безопасность труда в промышленности, 1970, №2, -С.42-43.

135. Закревский А.Д., Поттосин Ю.В., Черемисинова Л.Д. Логические основы проектирования дискретных устройств. М.: Физматлит, 2007.

136. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.541с.

137. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Кабельные и воздушные линии связи. -3-е изд., перераб. и доп. -М.: Связь, 1966. -671 е., ил.

138. Информатика. Учеб./Под ред.проф. Н.В.Макаровой. М.: Финансы и кредит, 2001.

139. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. -JL: Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1981. -288 е., ил.

140. Каганов З.Г., Сигорский В.П. Определение параметров четырехполюсников и двухполюсников без фазовых измерений. В сб.: Автоматический контроль и методы электрических измерений: (Труды II конференции). Новосибирск, Сибирск. Отд. АН СССР. 1962. -379 с.

141. Какую систему инициирования использовать? Руководство по взрыванию и использованию систем воспламенения. Изд-во Нобель АйСиЭн ЛТД. 2000

142. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Справочная книга. -Л.: Энергоатомиздат. 1985.-488с., ил.

143. Кастел Киран. Достижение полного срабатывания. Журнал «Мир горновзрывного оборудования», Изд-во Дю Понт ЭТИ, Вильмингтон, 1997 г.

144. Кенинг Р. Обзор трех современных систем электровзрывания // Изд-во Нобель 1994. №60 (1).

145. Кондратьева Л.А., Осипов В.М. Обеспечение безопасности электровзрывания новыми техническими средствами // Безопасность труда в промышленности, 1998, №12, -С.30-31.

146. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ. Второе издание. Издательство МНЦМО. 2004.

147. Короткое И.М., Петров Ю.С., Масков Ю.П. Анализ переходных процессов в электровзрывных цепях при инициировании постоянным напряжением. Труды молодых ученых. Владикавказ, 2004 г. -С. 40-47.

148. Кузнецов Г.И., Балашов В.В. Применение ВВ и средств инициирования на зарубежных угольных шахтах. /М. ЦНИИЭИуголь, 1987.

149. Кутузов Б.Н., Галаджий Ф.М., Давыдов С.А. и др. Безопасность взрывных работ в промышленности М.: Недра, 1997.

150. Кутузов Б.Н., Шемякин Е.И. Перспективные направления развития взрывного разрушения горных пород //Горный журнал, -1992,-3. С. 3-7.

151. Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов. -М: Недра 1973273 с.

152. Масков Ю.П., Повышение эффективности взрывных работ на горных предприятиях на основе исследования параметров электровзрывных цепей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук., Вл-з, 2006

153. Масков Ю.П. Анализ реактивных параметров электровзрывных цепей на безопасность и безотказность взрывания. НТК СКГТУ, посвящ. 50-летию Победы над фашистской Германией, СКГТУ «Терек», Владикавказ, 1995. -С. 65-66.

154. Масков Ю.П., Петров Ю.С. Влияние реактивных параметров электровзрывных цепей на безотказность взрывания. Труды СевероКавказского горно-металлургического института. Вып. XXXVII. Электротехника, 1975, С.97.

155. Масков Ю.П., Петров Ю.С. Расчет сложных взрывных цепей. Сборник научных статей аспирантов СКГТУ, Владикавказ, 2001. -С. 109-114.

156. Международные стандарты систем управления, тестирования и испытания взрывов. Каталог Взрывного Агентства Огайо, США No. МАА-0193, REO, 2000.

157. Миндели Э.О. Разрушение горных пород.-М.: Недра, 1974.

158. Михайлов М.И. Влияние внешних электромагнитных полей на цепи проводной связи и защитные мероприятия. «Связьиздат».-М.1959,-583 с.

159. Настольный справочник взрывника., 16-ое издание. Изд-во Дю Понт ЭТИ, Вильмингтон, 1980 г., 494 с.

160. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. Спб.: Питер, 2000.-301 с.

161. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. - 311 с.

162. Озерной М.И., Петров Ю.С. Исследование воздействия блуждающих токов на электровзрывные цепи и обоснование безопасных параметров электродетонаторов // Горный журнал, 1972, №6, -С. 137-145.

163. Озерной М.И., Петров Ю.С. Критерии оценки горных предприятий по степени опасности в отношении преждевременных взрывов зарядов сторонними токами // В сб.: Проблемы охраны труда, Казань, 1974, -С.88-289.

164. Озерной М.И., Петров Ю.С., Масков Ю.П. Реактивные параметры электровзрывных цепей. Материалы НТК «Электробезопасность на предприятиях черной металлургии», г. Кривой рог, 1972. -С. 179-180.

165. Опперман А.В. Многокритериальный выбор системы инициирования. Изд-во Пит энд Кворри, апрель 1996 г. 32. N 6.

166. Перрсон Р.А., Хольберг Р. Взрывные работы и разработка взрывчатых веществ. Изд-во ЦРС Пресс, 1993. 540 с.

167. Перспективные технические требования к системам электровзрывания. // Информационный бюллетень № 11 (930) -89 Госгортехнадзор СССР. М., 1989.

168. Петренко А.И., Семенков О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. Киев: Высшая школа, 1984. - 294 с.

169. Петров Н.Г., Россинский H.JI. Короткозамедленное взрывание в шахтах. -М.: Недра, 1985.

170. Петров Ю.С, Коротков И.М., Масков Ю.П., Масков С.П., Соин A.M. Исследование схемных функций и частотных характеристик электровзрывных сетей. М., 1987. - 28 с. Деп. в ЦНИИ ЭИ Цветмет 17.11.87 №1651-87.

171. Петров Ю.С. Влияние блуждающих токов контактной откатки на безопасность ведения электровзрывных работ // Известия вузов. Горный журнал, 1983, №4.

172. Петров Ю.С. Исследование электрических цепей в процессе инициирования // Труды СКГТУ, вып. №1, 1995.

173. Петров Ю.С. Математические модели электрических взрывных цепей // Деп. в ВИНИТИ №3204-В95, Владикавказ, 1995.

174. Петров Ю.С. Основы теории электровзрывания // Изд. «Терек», Владикавказ, 1998, -167 с.

175. Петров Ю.С. Электровзрывные цепи как линии с распределенными параметрами // В сб.: Тезисы докладов научно-технической конференции СКГТУ, посвященной 50-летию Победы над фашистской Германией, Владикавказ, 1995.

176. Петров Ю.С., Губарев А.А., Масков Ю.П. Опасное влияние на электровзрывные цепи контактной откатки переменного тока. -24 с. Деп. в Информэлектро, 13.06.91 №45-ЭТ-91.

177. Петров Ю.С., Масков Ю.П. Анализ основных направлений в развитии электровзрывания. Труды СКГТУ, вып.8. Владикавказ, 2001. -С. 157-163.

178. Петров Ю.С., Масков Ю.П. Особенности инициирования одиночного электродетонатора при длительном и кратковременномвоздействии источников энергии. Труды СКГТУ вып.б, Владикавказ, 1999. -С. 145-148.

179. Петров Ю.С., Масков Ю.П. Электрические параметры электровзрывных цепей. -М., 40 с. Деп. в Информэнерго, №2489-эн, 1987.

180. Петцольд Я., Зонненберг В. Взрывчатые вещества и средства взрывания основа и незаменимый инструмент высокопроизводительных горных работ // Глюкауф. 1995. № 1/2.-С. 38-41.

181. Повышение безопасности и безотказности электровзрывных работ на предприятиях горной промышленности // Отчет СКГМИ по НИР, ГР №78022060. Орджоникидзе, 1979. -126 с. Рук.- Ю.С. Петров, отв. исполнитель Масков Ю.П.

182. Подвишенский С.Н., Иофин C.JL, Ивановский Э.С., Гальперин В.Г. Техника и технология добычи руд за рубежом. М., Недра, 1986.

183. Практика электровзрывания. Руководство и предложения. Исправленное издание, Шаффлер,Вена, Австрия, 1998 г.

184. Разработка и обоснования новых методов и приборов контроля при электровзрывании // Отчет СКГМИ по НИР, тема 858, ГР №76017119. Орджоникидзе, 1977. -182 с. Рук. Петров Ю.С., отв. исп. - Масков Ю.П.

185. Роджерс Д., Адаме Дж. Математические основы машинной графики. М.:'Мир,2001.-604с.

186. Самарский А.А., Михайлов А.Н. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: Наука, 1997. - 316 с.

187. Скотт Дж. X. Беккер К.Р. Взрывной прибор ВТЗОО C-D. Технический отчет № 8606 Горного бюро Взрывного Агентства Огайо, США.

188. Стандартизация и упорядочивание систем управления и взрывания детонаторов Магнадет. Каталог Взрывного Агентства Огайо No. МАА-0490, REO.

189. Татур Т.А. Основы теории электрических цепей. М., Высшая школа, 1980

190. Танигучи К. Иноя К. Фукуяма И. Подводные взрывные работы при использовании электромагнитного метода // Сборник Движение и взрывчатые вещества 1981, № 6.

191. Толстов Ю.Г., Теврюков А.А. Теория электрических цепей. -М.: Высшая школа, 1971. -276 с.

192. Сузуки Сатори, Хиросаки Йошиказу. Применение системы удаленного взрыва при проходке туннелей // Изд-во Кайяки Гаккаши, Япония, префектура Койо Каяки 1997

193. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических систем. -М., Энергия 1970. -520 с.

194. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств.- М.: Постмаркет, 2002. Т. 1. - 544 с; Т. 2. - 528 с.

195. Финкелыптейн Э. Библия пользователя AutoCADH и MathCAD /Пер. с англ. Киев. - М. - Спб. Диалектика, 1998. - 896 с.

196. Хеймер Ф., Штейнер У, Рох П. Устройство и принцип действия электронных систем электровзрывания фирмы Нобель АГ. // Изд-во Нобель 1998, 54 №2-3

197. Херрман Р. Об опасности преждевременного срабатывания электродетонаторов вблизи силовых установок. Nobel Hefte, Heft 2, April 1972, s.44-48.

198. Хубка В. Теория технических систем. М.: Мир, 1987. - 208 с.

199. Шнайдер М.Ф., Бейсебаев A.M. Безопасность проведения массовых взрывов. М.: Недра, 1982, -124 с.

200. Штейнер У. Критерии безопасности при использовании электровзрывных систем // Изд-во Нобель 1995, д. 61 № 2

201. Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества. -М.: Мир, 1970. -367 с.

202. Щуцкий В.И., Петров Ю.С., Короткое И.М. Анализ электровзрывных сетей с помощью графов // Известия вузов. Горный журнал, №7, 1979.

203. Щуцкий В.И., Петров Ю.С., Короткое И.М. Обоснование допустимых норм на сопротивление изоляции электровзрывных сетей при последовательном соединении электродетонаторов. -Горный журнал, Изв. ВУЗов, №5, 1977. -С.60.

204. Щуцкий В.И., Петров Ю.С., Коротков Н.М. Исследование входного сопротивления электровзрывных сетей // Изв. Вузов. Горный журнал. 1987. №4. -С. 103-106.

205. Электрические детонаторы мира с миллисекундной задержкой. Изд-во Аустин Продукт Рок Стар. Информационный бюллетень RS 911, 1999

206. Электрический LP метод задержки срабатывания электродетонатора. Изд-во ЭТИ Информешн, США, 2004 г.