Τα καλύμματα ανατινάξεων διατίθενται σε ποικίλες μορφές. Τα καλύμματα ασφαλειών, οι ηλεκτρικοί πυροκροτητές, οι μη ηλεκτρικοί πυροκροτητές και οι ηλεκτρονικοί πυροκροτητές είναι τα διάφορα είδη πυροκροτητών που μπορείτε να βρείτε στην αγορά.
Καπάκια ασφαλειών
Η εφεύρεση των διαδοχικών γενεών καλύμματα ασφαλειών αποσκοπεί στην απάντηση στην επικίνδυνη ανάφλεξη του εκρηκτικού προϊόντος που χρησιμοποιήθηκε κατά την εξεταζόμενη περίοδο. Η ασφάλεια των ανθρακωρύχων ήταν πάντα ένας από τους κύριους στόχους στην ανάπτυξη εξαρτημάτων ανατίναξης.
Η μαύρη σκόνη λέγεται ότι είναι μια κινεζική εφεύρεση, που χρησιμοποιείται ως πυροτεχνήματα, που χρονολογείται από τους πρώτους αιώνες της εποχής μας. Παρά τη χρήση μαύρης πυρκαγιάς με "πυρκαγιές" σε αρχαίες μάχες, το 1380 είναι μια συνήθης ημερομηνία για τις πρώτες μελέτες σε μαύρη σκόνη. Γερμανός φραγκισκανός μοναχός, ο Berthold Schwarts ανέπτυξε πυρίτιδα από την παλαιά φόρμουλα. Η πρώτη καταγεγραμμένη χρήση μαύρης σκόνης για ανατίναξη βράχων χρονολογείται από το 1627, στην Ουγγαρία.
Είναι αναξιόπιστη ταχύτητα καύσης, ωστόσο κάνει τη μαύρη σκόνη εξαιρετικά επικίνδυνη και έχει ως αποτέλεσμα πολλά ατυχήματα.
Αυτή η επικίνδυνη ανάφλεξη ξεπεράστηκε το 1831 με την εφεύρεση της "Ασφάλισης Ασφάλειας Ορυκτών" του William Bickford, ενός σχοινιού με ένα νήμα από νήμα που εγχύθηκε με μαύρη σκόνη.
Ο Ascanio Sobrero συνθέτει τη νιτρογλυκερίνη το 1846. Η νιτρογλυκερίνη είναι το πρώτο ανακαλυφθέν εκρηκτικό που είναι ισχυρότερο από τη μαύρη σκόνη.
Η χρήση του στο πεδίο παραμένει ιδιαίτερα επικίνδυνη, ιδιαίτερα μέχρι το 1863, όταν ο Alfred Nobel αποκάλυψε τον «πρακτικό πυροκροτητή» του: ένα ξύλινο πώμα μαύρης σκόνης που εισήχθη σε μια μεγαλύτερη ποσότητα υγρής νιτρογλυκερίνης, περικλεισμένη σε μεταλλικό κέλυφος. Το 1865, το Nobel ανέπτυξε ένα ανώτατο όριο ανατίναξης υδραργύρου το οποίο αντιπροσωπεύει σημαντική μείωση του κόστους παραγωγής και συνεπώς συνέβαλε στην εξάπλωσή του σε ολόκληρο τον κλάδο.
Όντας πολύ φτηνοί, τα καπάκια ασφάλισης εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα στη μεταλλευτική βιομηχανία, ειδικά στις αναπτυσσόμενες χώρες. Τα καλύμματα ασφαλειών είναι επίσης σχεδιαστικά μη ευαίσθητα στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία.
Ηλεκτρικοί πυροκροτητές
Τα πρώτα πρωτότυπα των πυροκροτητών που χρησιμοποίησαν ηλεκτρική ενέργεια ως πηγή ενέργειας σήματος έναρξης εμφανίστηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1880.
Τα ηλεκτρικά καλύμματα ανατινάξεων είναι παρόμοια με τα καπάκια ασφαλείας, αλλά με δύο μονωμένα ηλεκτρικά καλώδια που προεξέχουν από το ένα άκρο, αντί της ασφάλειας.
Πρώτα αναπτύχθηκαν στιγμιαί ηλεκτρικοί πυροκροτητές. Το 1868, ο H. Julius Smith κατοχύρωσε μια ευκολότερη και ασφαλέστερη τεχνολογία, επιτρέποντας την ανάφλεξη μέσω ενός μίγματος με υδράργυρο, ενός καλωδίου γεφυρωμένης πλατίνας υψηλής αντοχής και ενός βύσματος θείου.
Η συμπερίληψη μιας αμαξοστοιχίας σκόνης καθυστέρησης επέτρεψε την εισαγωγή προ-προγραμματισμένων ηλεκτρικών πυροκροτητών με καθυστέρηση.
Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει μια μετατόπιση ανάμεσα σε δύο διαδοχικές χρεώσεις και συνεπώς τη δημιουργία ακολουθιών εκκίνησης, ανοίγοντας τις πόρτες σε πιο ελεγχόμενες λήψεις, αλλά περιορίζεται σε έναν πεπερασμένο αριθμό συνδυασμών. Οι πυροκροτητές καθυστέρησης μισής δευτερόλεπτα εμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1900, ενώ οι πυροκροτητές με καθυστέρηση μισού δευτερολέπτου έφθασαν στην αγορά το 1943.
Οι ηλεκτρικοί πυροκροτητές είναι ευαίσθητοι σε θερμότητα, ηλεκτροπληξία, στατικό ηλεκτρισμό, ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Μη Ηλεκτρικοί Πυροκροτητές
Τα συνολικά μη ηλεκτρικά συστήματα εκκίνησης, όπου η πηγή εκκίνησης προέρχεται από ένα κύμα κλονισμού, αναπτύχθηκαν στη δεκαετία του 1960 από την Dyno Nobel. Οι μη ηλεκτρικοί πυροκροτητές έπεσαν στην αγορά το 1973, προσφέροντας όλα τα πλεονεκτήματα της ηλεκτρικής εκκίνησης αλλά και προσφέροντας πλεονεκτήματα ασφάλειας (ευαισθησία στην ηλεκτρική ενέργεια, ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία) και ευρεία λειτουργική ευελιξία (ευκολότερη σχεδίαση μεγαλύτερων σειρών εκκίνησης, απεριόριστο αριθμό καθυστερήσεων).
Αυτό το σύστημα εκκίνησης αποτελείται από σωλήνες εκτόξευσης που συνδέονται με τους πυροκροτητές προς τα κάτω και τους συνδέσμους επιφάνειας. Αν και η επικάλυψή τους με αντιδραστικές σκόνες και χάρη σε έναν εκκινητή, οι σωλήνες εκκένωσης μεταδίδουν κύματα κλονισμού στους μη ηλεκτρικούς πυροκροτητές. Η σύνδεση στο πεδίο είναι "υδραυλική-όπως," υποθέτοντας ότι το κύμα σοκ είναι σαν το νερό, που κυκλοφορεί στο σωλήνα από έναν πυροκροτητή στον άλλο.
Οι μη ηλεκτρικοί πυροκροτητές χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλο τον κόσμο. Οι Ηνωμένες Πολιτείες ήταν πάντα μια από τις μεγαλύτερες αγορές για αυτό το είδος πυροκροτητών.
Ηλεκτρονικοί εκτοξευτές
Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα εισήχθησαν στον κόσμο της ηλεκτρικής εκκίνησης στα τέλη της δεκαετίας του 1960. Η αύξηση του μεγέθους κάθε στιγμιότυπου μετατρέπεται σε στρατηγική στην αγορά εκκινητών, ώστε οι ηλεκτρικοί πυροκροτητές να είναι σε θέση να ανταγωνιστούν τους νεοεισαχθέντες μη ηλεκτρικούς πυροκροτητές.
Οι ηλεκτρονικές εξελίξεις καθιστούν δυνατή τη δημιουργία μιας μηχανής διαδοχικών ανατινάξεων. Η διαδοχική μηχανή ανατινάξεων παρέχει ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενες χρονικές εκρήξεις ενέργειας σε έναν αριθμό καλωδίων μολύβδου, αυξάνοντας δραματικά τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρικών πυροκροτητών που μπορούν να συνδέσουν οι πυροκροτητές και συνεπώς αυξάνουν τον αριθμό πιθανών συνδυασμών.
Στη δεκαετία του '90, η αυξανόμενη μινιατούρα των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων έδωσε μια νέα ιδέα: χρησιμοποιώντας ένα επιβιβασμένο ηλεκτρονικό ρολόι για να αντικαταστήσει το πυροτεχνικό (σκόνη) στοιχείο καθυστέρησης που δημιουργεί ανακρίβεια για τους ηλεκτρικούς πυροκροτητές.
Από το 1990 έως το 2000, ένας μεγάλος αριθμός φορέων έρευνας και ανάπτυξης διεξήγαγε μαζικό κίνημα έρευνας και ανάπτυξης για την ανάπτυξη προγραμματισμένων ή προγραμματιζόμενων ηλεκτρονικών πυροκροτητών. Οι προγραμματιζόμενοι ηλεκτρονικοί πυροκροτητές αντιπροσωπεύουν ένα βήμα μπροστά στη λογική, προσφέροντας μια εκπληκτική ευελιξία στην επιλογή του χρονοδιαγράμματος έναρξης. Αυτή η ευελιξία, μαζί με την ηλεκτρονικά ελεγχόμενη ακρίβεια, ανοίγει τις πόρτες για σύντομες καθυστερήσεις σύνθετες ακολουθίες εκκίνησης, οι οποίες από τότε απέδειξαν σημαντικά οφέλη (μείωση οχλήσεων, αύξηση της παραγωγικότητας) σε φορείς εξόρυξης. Έχουν αναπτυχθεί εργαλεία αριθμητικών λογισμικών προσομοίωσης για να βοηθήσουν τους μηχανικούς των μεταλλείων να αντιμετωπίσουν έναν τόσο μεγάλο αριθμό δυνατοτήτων στο σχεδιασμό των πυροβολισμών τους.
Παρά την υψηλότερη τιμή στην αγορά, οι ηλεκτρονικοί πυροκροτητές διαρκούσαν σταθερά στην αγορά κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 2000. Ένα ισχυρό στάδιο συγχώνευσης και απόκτησης οδήγησε στην εξαφάνιση μεγάλου μέρους των κατασκευαστών. Σήμερα, μόνο 5 ή 6 παραγωγοί παραμένουν ενεργοί στην αγορά αυτή.
Κάθε μάρκα μπορεί να προγραμματιστεί μόνο από τη δική της ειδικά σχεδιασμένη μηχανή ανατινάξεων. Λόγω κυρίως των διαφορετικών πρωτοκόλλων επικοινωνίας, καμία από αυτές τις μηχανές δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκκίνηση διαφόρων σημάτων πυροκροτητών. Κατά συνέπεια, κανένα από αυτά τα εμπορικά σήματα δεν μπορεί να αναμιχθεί με ένα μόνο πλάνο.
Το πρώτο ασύρματο μηχάνημα ανατινάξεων εμφανίστηκε στην αγορά το 2000, επιτρέποντας την έναρξη μεγαλύτερων βολών από ασφαλέστερη απόσταση. Η ασύρματη εκκίνηση έχει γίνει ένα πρότυπο στην αγορά.
Οι ηλεκτρονικοί πυροκροτητές εξακολουθούν να βασίζονται σε ηλεκτρικές καλωδιώσεις για τη διεξαγωγή της πηγής ενέργειας σήματος έναρξης. Η ORICA Mining Services, εφευρέτης ενός ασύρματου ηλεκτρονικού πυροκροτητή που παρουσιάστηκε στις αρχές του 2011, προσποιείται τώρα να τερματίσει με αυτή τη λειτουργική αδυναμία (πιθανή διαρροή, σορτς, αποκοπή, ηλεκτρομαγνητική ευαισθησία) και ως εκ τούτου αυξάνει την ασφάλεια και την κερδοφορία των ορυχείων.
Συνεχίζεται!