Детонатор

Различити детонатори: 1) Горњи део: мали нонел детонатор са кашњењем од 2 мс за повезивање нонел цеви; 2) Средњи: СПД детонатор класе Б; 3) Доле: СПД детонатор класе C.

Убацивање детонатора у блокове експлозива C-4

Детонатори се обично користе у експлозивима, понекад се назива и каписла за експлозију, је мали осетљив уређај који се користи да изазове већи, снажнији али релативно неосетљивији секундарни експлозив. Постоје више врста детонатора у зависности од начина на који су покренути (хемијски, механички или електрични) и детаља њиховог унутрашњег рада, који често укључује неколико фаза. Они укључују неелектричне каписле, електричне каписле и традиционалне каписле, при чему су последња два најчешћа. Електрични типови се активирају кратким налетом струје која се шаље до каписле, помоћу машине са акумулатором повезане преко дугачке жице или радио контролисаног извора како би се осигурала сигурност. Активирају се тако што се жице ставе на електричну капислу или детонатор и то се стави у експлозив, па друга страна се повеже на уређај са акумулатором. Детонација се врши у секунди може и батерија од 9 волти да се користи али на много мањој удаљености за разлику од акумулатора.

Детонатори су кључни елементи у управљању експлозивима, било у цивилној или војној употреби. Постоје различите врсте детонатора, укључујући електричне, неелектричне и електронске, које се користе у различитим применама. Првобитно су детонатори били примитивни, користећи фитиљ за иницирање експлозива. Модернији приступи укључују електричне детонаторе који користе различите врсте примарних експлозива, као што су азид олова или стижнати олова, те секундарни експлозиви попут ТНТ-а или ПЕТН-а. Ови детонатори су дизајнирани као вишестепени уређаји, где иницијални извор енергије (као што је електрична струја или механички шок) активира примарни експлозив, који затим детонира мању количину снажнијег секундарног експлозива. Ова секундарна фаза носи детонацију кроз кућиште детонатора до главног експлозивног средства.

Иновације у технологији детонатора укључују развој електронских детонатора, који пружају прецизнију контролу кашњења, и бежичних електронских детонатора, који користе шифроване радио сигнале за комуникацију с детонаторима. Ови модерни детонатори омогућавају напредније и сигурније методе експлозије, посебно у рударству и грађевинарству.

У цивилном сектору, посебно у рударству, електронски детонатори су цењени због своје прецизности у одређивању кашњења. Ови детонатори могу бити програмирани у милисекундним или суб-милисекундним интервалима, што омогућава врло прецизну контролу експлозије. Неелектрични детонатори, који користе шок-цијев за иницирање експлозије, такођер су популарни због своје отпорности на струје које би могле узроковати ненамјерне детонације.

Традиционалне каписле имају осигурач који се пали од извора пламена, као што је шибица или упаљач. Временски детонатори раде на време, они имају тајмер где се намести време детонације и када време истекне експлозив се активира.

Стари детонатори су користили живин фулминат као примарни експлозив, често помешан са калијум хлоратом да би се постигао бољи учинак. Ово једињење је замењено другим: оловним азидом, оловним стифнатом, неким алуминијумом или другим материјалима као што је ДДНП (диазо динитро фенол) да би се смањила количина олова која се емитује у атмосферу експлоатацијом руда и камена. Такође често користе малу количину ТНТ-а или тетрила у војним детонаторима и ПЕТН-а у комерцијалним детонаторима.

Важно је напоменути да су детонатори, иако су мали, врло опасни и садрже довољно примарног експлозива да могу нанијети озљеде. Стога је кључно да се они рукују с одговарајућом пажњом и да особље буде обучено за њихово руковање.

Историја

Прва каписла за експлозију или детонатор демонстрирана је 1745. године када је британски лекар и апотекар Вилијам Вотсон (лекар) показао да електрична искра машине за трење може да запали црни барут, тако што ће запалити запаљиву супстанцу помешану са црним барутом.

Године 1750, Бенџамин Френклин у Филаделфији је направио комерцијалну капислу која се састојала од папирне цеви пуне црног праха, са жицама које воде са обе стране и ватом затварајући крајеве. Две жице су се приближиле, али се нису додирнуле, тако да би велико електрично пражњење између две жице испалило поклопац.

Године 1832, амерички хемичар Роберт Харе произвео је врући детонатор то јест загрејани детонатор, иако су раније слично покушали Италијани Волта и Кавало. Харе је конструисао своју капислу за експлозив тако што је провлачио вишеструку жицу кроз пуњење барута унутар лимене цеви; пресекао је све осим једне фине жице вишеструке жице тако да је фина жица служила као врућа жица за мост. Када је јака струја из велике батерије (коју је он назвао "дефлагратор" или "калоримотор") прошла кроз фини прамен, она је постала ужарена и запалила пуњење барута.

Године 1863, Алфред Нобел је схватио да, иако нитроглицерин не може бити детониран фитиљем, може бити детониран експлозијом малог пуњења барута, који је заузврат био запаљен од фитиља. У року од годину дана, додавао је живин фулминат у барутно пуњење својих детонатора, а до 1867. је користио мале бакарне капсуле живиног фулмината, које је активирао фитиљ, да детонира нитроглицерин.

Године 1868. Хенри Џулијус Смит из Бостона представио је капислу која је комбиновала упаљач искришта и живин фулминат, прву електричну капислу која је могла да детонира динамит.

Смит је 1875. године, а затим 1887. Пери Г. Гарднер из Северног Адамса, Масачусетс — развили су електричне детонаторе који су комбиновали детонатор вруће жице са експлозивом са живиним фулминатом. Ово су генерално биле прве каписле за минирање модерног типа. Модерне каписле користе различите експлозиве и одвојена примарна и секундарна експлозивна пуњења, али су генерално веома сличне Гарднеровим и Смитовим капислама.

Смит је такође изумео прво задовољавајуће преносиво напајање за паљење каписли: високонапонски магнет који је покретан зупчаником, који се покреће Т-ручком која је гурнута надоле.

Електричне каписле за активирање експлозива су развијене почетком 1900-их у Немачкој, а прошириле су се на САД 1950-их када је ИЦИ Интернатионал купио Атлас Повдер Цо. Ове каписле су постале доминантан тип светских стандардних каписли.

Каписла за детонацију (детонатор)

Каписла за детонацију је експлозивна направа која се користи за активирање (детонацију) секундарних експлозива који су мање осетљиви, али јачи, безбеднији и бољи. Данас постоје многе врсте каписли: електричне, каписле са фитиљем итд. Потреба за њима настаје услед мање осетљивости секундарних експлозива који захтевају извесни ударни талас каписле да би експлодирали. Притом не постоји опасност спонтане експлозије по чему су примарни експлозиви познати (посебно нитроглицерин). Примарни експлозиви се активирају услед топлоте, трења, варница, ударца или без видљивих разлога (промена температуре од 1 или 2 степена), док секунадрни експлодирају захваљујући хемијској реакцији детонације, па се ове направе називају и детонатори (поготово у филмовима).

Каписла се састоји од иницијатора (разне врсте барута), примарног експлозива (ацетон-пероксид, живин фулминат, сребро азид) и главног експлозивног пуњења. Иницијатор се пали на више начина и то раздваја детонаторе по врстама. То се чини танком жицом која се загреје под дејством електричне енергије (електричне каписле), фитиља (каписле са фитиљем), електричне шибице (врло распрострањено данас).

Још једна предност каписли је што могу бити везане у исто струјно коло (електричне) па више експлозивних пуњења може бити истовремено детонирано, што је нарочито битно у обарању објеката (зграда и мостова) и у рударству.

Каписле или детонатори се могу класификовати према неколико фактора, укључујући:

• Начин иницијације:

* Електрични детонатори: активирају се пропуштањем струје кроз жицу. Електрични детонатори су најчешћи тип детонатора који се користи у рударству, грађевинарству и војсци.

* Неелектрични детонатори: активирају се ударцем, трењем или пламеном. Неелектрични детонатори су мање уобичајени од електричних детонатора, али се користе у неким специјалним применама, као што је на пример код истраживања нафте и гаса.

• Време детонације:

* Тренутни детонатори: детонирају одмах након иницијације.

* Временски детонатори: детонирају након одређеног времена након иницијације. Временски детонатори се користе у ситуацијама када је потребно да се детонација десити у тачно одређено време.

• Број детонација:

* Једноструки детонатори: детонирају само једном.

* Вишеструки детонатори: могу детонирати неколико пута. Вишеструки детонатори се користе у ситуацијама када је потребно да се детонирају више експлозивних набоја истовремено.

• Употреба детонатора:

Детонатори се користе у широком спектру примена, укључујући:

• Рударство: Детонатори се користе за детонацију експлозива приликом вађења минерала и метала.
• Грађевинарство: Детонатори се користе за рушење зграда, мостова и других конструкција.
• Војска: Детонатори се користе у бомбама, гранатама и другим експлозивним оружјима.
• Истраживање нафте и гаса: Детонатори се користе за перфорацију бушотина и стварање путева за прилив нафте и гаса.

Сврха

Сврха детонатора је да иницира детонацију експлозива. Они су кључни у ситуацијама гдје је потребно контролисано и прецизно активирање експлозива, попут рушења зграда, рударских операција, или у војним апликацијама. Детонатори омогућавају да се експлозив активира на сигуран и ефикасан начин, што је посебно важно када се ради с високо експлозивним материјалима који захтевају велику енергију за иницијацију.

Детонатори су обично вишестепени уређаји који укључују:

• Иницијални Извор Енергије: Овај први корак укључује извор енергије као што је електрична струја или механички удар, који је потребан за активирање примарног експлозива.
• Примарни Експлозив: Овај експлозив се лако пали и користи се за иницирање секундарног експлозива. Примери примарних експлозива укључују азид олова или стижнат олова.
• Секундарни Експлозив: Ово је јачи експлозив који је у директном контакту са примарним експлозивом. Примери секундарних експлозива укључују ТНТ или ПЕТН. Овај експлозив преноси детонацију до главног експлозивног средства.

Потреба за детонаторима као што су каписле за минирање произишла је из развоја сигурнијих експлозива, који не би експлодирали ако би случајно били испуштени, погрешно руковање или изложеност ватри или електричним пољима. То би захтевало високу енергију активације за детонацију, што их је чинило тешким за намерно детонирање. Затим долази детонатор, са својом улогом да обезбеди потребну енергију активације уз малу иницирајућу експлозију. Као мали уређај, лако га је безбедно складиштити и руковати иако је још опасан, направио би малу штету чак и ако би случајно опалио. Детонатор и главна експлозивна направа могу се држати одвојено и спојити само непосредно пре употребе, чувајући главно пуњење безбедним.

Детонатори играју кључну улогу у осигуравању сигурности при руковању експлозивима, омогућујући да се главни експлозив активира само када је то намерно и контролисано жељено. Они омогућавају да главни експлозив буде сигурно складиштен и транспортован, смањујући ризик од ненамерног активирања.

Дизајн

Детонатор је обично вишестепени уређај, састављен из три дела:

1. у првој фази, средство за покретање (ватра, струја, итд.) обезбеђује довољно енергије (као топлота или механички удар) да се активира
2. примарни експлозив који се лако запаљује, који детонира
3. малу количину снажнијег секундарног експлозива, директно у контакту са примарним, и названог "базни" или "излазни" експлозив, способан да изведе детонацију кроз кућиште детонатора до главног експлозивног уређаја како би га активирао.

Експлозиви који се обично користе као примарни у детонаторима укључују оловни азид, оловни стифнат, тетрил и ДДНП. Ране каписле за минирање такође су користиле сребрни фулминат, али је замењен јефтинијим и сигурнијим примарним експлозивом. Сребрни азид се и даље понекад користи, али веома ретко због високе цене.

Као секундарни "базни" или "излазни" експлозив, обично се налази ТНТ или тетрил у војним детонаторима и ПЕТН у комерцијалним детонаторима.

Док детонатори чине руковање експлозивом безбеднијим, они су опасни за руковање јер, упркос њиховој малој величини, садрже довољно примарног експлозива да повређивање људи; необучено особље их можда неће препознати као експлозив или их погрешно сматрати неопасним због њиховог изгледа и руковати њима без потребне пажње.

Руковање са детонаторима уопштен опис

Руковање са детонаторима захтева детаљно разумевање и придржавање специфичних процедура како би се осигурала сигурност и ефикасност. Ево неколико кључних корака у руковању детонаторима:

• Провера и Припрема: Пре него што почнете да рукујете детонаторима, проверите да ли су сви материјали исправни и да ли одговарају потребама ваше специфичне апликације. Побрините се да су детонатори и повезани експлозиви у добром стању.
• Транспорт Детонатора: Детонатори се морају пажљиво транспортовати. Они су осетљиви на ударце, трење, електричне импулсе и топлоту, па је важно да се превозе у специјализованом паковању које пружа одговарајућу заштиту.
• Складиштење: Складиштите детонаторе на сувом, хладном месту далеко од извора топлоте и директног сунчевог светла. Такође, држите их одвојено од других експлозивних материјала.
• Коришћење Детонатора: Приликом коришћења детонатора, важно је строго пратити упутства произвођача. Ако се ради о електричном детонатору, избегавајте коришћење у близини јаке електромагнетне енергије. Увек користите одговарајуће алате и опрему.
• Повезивање са Експлозивом: Када повезујете детонатор са експлозивом, урадите то пажљиво и сигурно. Побрините се да је све чврсто спојено и да нема опасности од случајне детонације.
• Активирање Детонатора: Активација детонатора треба да се обавља из сигурне удаљености, користећи одговарајуће методе активирања (нпр. електрични импулс за електричне детонаторе).
• Безбедносне Процедуре: Увек имајте план за хитне ситуације. Уколико дође до проблема или сумњате на неисправност детонатора, поступајте према утврђеним протоколима за хитне ситуације.
• Поступање након Употребе: Након употребе, неискоришћени или делимично искоришћени детонатори треба пажљиво уклонити и одложити према прописима.
• Документација и Праћење: Водите евиденцију о коришћењу детонатора, укључујући врсту, серију, датум употребе, и детаље о употреби.

Сваки корак у руковању детонаторима захтева пажњу и придржавање строго дефинисаних сигурносних процедура како би се избегле несреће и осигурала безбедност свих укључених.

Начин рада са детонаторима

Да би експлозиве довели до детонације, потребно им је саопштити почетни иницијални импулс. За то су потребна средства за иницирање која имају способност да детонирају ако се запале пламеном или искром.

У средства за иницирање експлозива спадају:

• − детонаторска каписла;
• − електрични детонатори;
• − спорогорећи штапин;
• − детонирајући штапин;
• − помоћна средства за паљење спорогорећег штапина; и
• − појачивачи импулса-бустери.

Средства за иницирање експлозива отвореним пламеном

У средства за иницирање експлозива отвореним пламеном спадају:

• − детонаторска каписла;
• − спорогорећи штапин; и
• − помоћна средства за паљење (минерско саће, минерски туљци и минерске шибице).

Детонаторска каписла (ДК)

Детонаторска каписла користи се за активирање експлозивног пуњења или детонирајућег штапина у сувим радним условима. Детонаторска каписла је метална цилиндрична чаурица, затворена са једне стране, у коју је упресована експлозивна материја. С друге стране чаурице налази се отвор у који се ставља средство за активирање.

Детонаторска каписла састоји се од:

• − металне чаурице стандардних димензија;
• − металне покривке;
• − иницијалног (примарног) пуњења; и
• − бризантног (секундарног) пуњења.

Чаура и покривка израђени су од истог материјала и то: бакра (и његових легура,нпр. томбака) или алуминијума (и његових легура). Материјал чауре зависи од врсте иницијалног експлозива. Код чаура од бакра или томбака као иницијално пуњење употребљава се фулминат живе, док се код чаура од алуминијума или његових легура као иницијално пуњење употребљава олово азид са олово тринитроресорцинатом. У супротном долази до нагризања материјала чауре.

На дно чауре прво се упресује бризантни експлозив, а изнад њега иницијални експлозив.

Бризантно пуњење састоји се од тротила или пентрита, а може се користити и хексоген. Количина бризантног пуњења код каписле бр. 8 износи 0,8г, а код каписле бр. 6 око 0,5г.

Изнад бризантног (секундарног) пуњења налази се 0,4 до 0,5г иницијалног (примарног) експлозива. За иницијално пуњење користи се фулминат живе или олово азид са олово тринитроресорцинатом. Ово пуњење заштићено је металном покривком са отвором на средини. Врста иницијалног пуњења зависи од врсте материјала чауре, што је напред већ образложено.

Остали празан простор у каписли (око 1/3) служи за уметање и учвршћивање спорогорећег штапина или електричног упаљача, као средства за иницирање.

Према својој јачини детонаторске каписле се раде од бр. 1 до бр. 10. У пракси се најчешће употребљавају каписле бр. 6 и бр. 8 и то: каписла бр. 8 за амонијумнитратске прашкасте експлозиве, а каписла бр. 6 за нитроглицеринске експлозиве.

Наше домаће каписле имају ознаке:

• ДК-6-Ал, ДК-8-Ал, ДК-6-Цу, ДК-8-Цу

где је: ДК- ознака за детонаторску капислу;

• број 6 и 8 - јачина каписле;
• Ал и Цу - симбол материјала чаурице.

Детонаторске каписле са бакарном чауром примењују се у јамама са појавом метана и експлозивне угљене прашине. У овим јамама не смеју се користити алуминијумске каписле, јер алуминијум на повишеним температурама гори отвореним пламеном који може упалити метан или угљену прашину.

Каписле се не смеју бацати, тумбати ни притискати. Иницијално пуњење је веома осетљиво на удар, трење, пламен и варницу. Температура самодетонације каписле већа је од 1200Ц. Каписле не мењају своје функционалне особине при температурама од −200—200 °Ц (−328,0—392,0 °Ф; 73,1—473,1 К).

Детонаторске каписле се пакују по 100 комада у картонске или лимене кутије, са отвором окренутим на горе. Међупростори између каписли испуњени су сувом струготином. По пет кутија сачињава један пакет. Пакети се слажу у двоструке дрвене сандуке. Садржај сандука може износити 5000 или 10000 комада каписли.

Најважније техничко-минерске карактеристике детонаторских каписли су: бризантност, радна способност по Трауцлу, способност детонације каписле према Хејду, сигурност детонаторске каписле итд.

Детонаторска каписла (ДК) бр. 8 опис

Детонаторска каписла бр. 8, позната и као бр. 8 детонатор, је стандардна компонента која се користи у инжењерији и рударству за иницирање експлозива. Њена основна улога је да иницира експлозију већих количина експлозивног материјала, као што су динамит или анфо (амијум-нитратно уље).

Основне Карактеристике:

• Величина и Облик: Детонаторска каписла бр. 8 је обично цилиндричног облика, са стандардизованим димензијама како би се уклопила у већину врста експлозива.
• Састав: Састоји се од металног кућишта унутар којег се налази иницијални експлозив, обично осетљив на удар или трење. Овај експлозив може бити осетљив на удар, као што је олово азид, или нека друга слична хемијска смеша.
• Иницирање: Детонација се обично постиже механичким средствима, као што су ударни механизми у пиштољима за детонаторе, или електричним путем користећи електричне детонаторе.
• Сензитивност: Детонаторска каписла бр. 8 је дизајнирана тако да буде довољно осетљива да иницира са релативно малом силом, али довољно стабилна да издржи нормално руковање без опасности од случајне детонације.
• Употреба: Користи се у комбинацији са другим експлозивним материјалима. Поставља се у или на експлозивни материјал, а затим се активира да би се постигла контролисана експлозија.
• Сигурност: Приликом руковања са детонаторским капислама потребно је поштовати строге сигурносне процедуре како би се избегли нежељени инциденти.

Састав детонаторске каписле бр. 8:

• Метално Кућиште: Ово је спољни слој каписле, обично направљен од челика или неког другог чврстог метала. Кућиште пружа структурну интегритет каписли и штити унутрашње компоненте.
• Иницијални Експлозив: Овај део се налази унутар металног кућишта. Иницијални експлозив је обично веома осетљив материјал који може бити инициран ударом, трењем или електричним импулсом. Примери оваквих материјала укључују олово азид, олово стифулнат, или другу сличну хемијску смесу.
• Секундарни Експлозив (Боостер): Овај елемент је мање осетљив од иницијалног експлозива и служи као мост између осетљивог иницијалног експлозива и главног експлозивног пуњења. Примери секундарних експлозива укључују ПЕТН (пентаеритритол тетранитрат) или РДX (циклотриметилентринитрамин).
• Детонаторски Фитиљ или Електрични Водич: У зависности од тога да ли се ради о електричној или неелектричној детонаторској каписли, може садржавати детонаторски фитиљ или електрични водич који се користи за пренос сигнала или пламена до иницијалног експлозива.
• Заштитна Капа: На врху каписле често се налази заштитна капа која штити фитиљ или електрични водич.

Детонаторска каписла бр. 8 је дизајнирана да пружи поуздану и контролисану иницијацију главног експлозивног пуњења. Њена конструкција је пажљиво прилагођена да осигура висок степен сигурности при руковању, а истовремено да буде ефикасна у иницирању експлозије кад је то потребно.

Примена у Рударству и Грађевинарству:

• У рударству, детонаторске каписле се користе за фрагментацију стена и минерала.
• У грађевинарству, употребљавају се за контролисано рушење структура или за стварање простора за нове конструкције.

Законски Оквир:

У многим земљама, употреба детонаторских каписала регулисана је строго због њихове потенцијалне опасности. Потребне су одговарајуће дозволе и стручна обука за руковање овим уређајима. Детонаторска каписла бр. 8 је кључни елемент у области експлозивних материјала и њена правилна употреба је од суштинске важности за ефикасно и сигурно извођење експлозивних радова.

Средства за иницирање експлозива електричним импулсом

При извођењу минерских радова широко се примењује електрично паљење минских пуњења. Заснива се на топлотном дејству електричне струје, које се може представити изразом:

• Q = I² Р
• где је: I - јачина електричне струје, (А);
• Р - отпор струјног кола, (Ω).

У односу на штапинско паљење, паљење мина електричном струјом има више предности, као што су:

• − омогућава једновремено паљење великог броја мина;
• − омогућава паљење у тачно одређено време;
• − омогућава временско паљење, при чему интервал застоја може да се креће од неколико мс до 1с;
• − могуће је паљење минског пуњења са жељеног растојања;
• − једини је начин паљења који је дозвољен у рудницима са метанским режимом рада;
• − може се применити у свим временским условима, при топлом и хладном времену, на сувом и влажном терену итд.

У средства за електрично паљење мина спадају:

• − електрични детонатори (ЕД);
• − проводници електричне струје;
• − извори струје за паљење;
• − мерно-контролни инструменти; и
• − помоћни прибор.

Електрични детонатори (ЕД)

Електрични детонатор (ЕД) је херметички затворана детонаторска каписла бр. 8 у коју је уграђен електрични упаљач (ЕУ). Електрични детонатори имају тачно дефинисане електричне карактеристике, које дефинишу њихову функцију и сигурност при раду. Електрични упаљач (ЕУ) служи за стварање пламеног импулса, који је способан да изазове детонацију иницијалног (примарног) и главног (секундарног) пуњења, која су смештена у детонаторску капислу (ДК).

Електрични упаљач се састоји од лако запаљиве главице и два изолована проводника. У зависности од тога како струја пролази кроз електрични упаљач и како се врши паљење запаљиве главице, разликују се три типа ЕУ:

• − ЕУ са металним мостићем (мостни);
• − ЕУ са струјно-проводљивом запаљивом главицом; и
• − ЕУ са расцепком (варнични, напонски).

Електрични упаљач са металним мостићем састоји се од мостића који је премошћен проводником високог специфичног отпора, лако запаљиве главице и проводника. Конструкциона шема електричног упаљача са запаљивом главицом и металним мостићем. Проласком електручне струје кроз главицу, мостић главице се усија до одређене температуре на којој се пали лако запаљива главица, која даје довољно јак топлотни импулс за паљење успоривачке смеше или примарног пуњења детонаторске каписле.

Материјал од кога се израђује запаљива главица мора бити:

• − осетљив на топлотни импулс;
• − стабилан, тј. да не ступа у хемијску реакцију;
• − не сме бити хигроскопан;
• − способан да створи пламени импулс.

Као материјал за запаљиву главицу користи се: ацетилид бакра, пикрит, пикриминат олова, мононитроресорцинат олова и др.

Мостић ЕУ израђује се од легура које имају велики специфични отпор, добру отпорност на корозију и ниску тачку топљења. Као материјал за мостић користе се легуре: никл-хрома (80:20%), инвар (36% Ни и 64% Фе), легуре платино-иридијума и др. Пречник жице мостића креће се у границама од 0,02-0,05мм, а дужина мостића је око 0,5-5мм. Учвршћивање мостића у запаљиву главицу може бити еластично или чврсто.

У зависности од електричне осетљивости производе се три типа запаљивих главица и то:

• − стандардни тип А са отпором мостића 1,2-1,4Ω (струја за серијско паљење износи И100 ≥ 1,0А);
• − тип Б са отпором мостића 0,4-0,6Ω (струја за серијско паљење износи И100 ≥ 3,2А);
• − високо неосетљиви упаљачи са отпором мостића ≈0,03Ω (струја за серијско паљење износи И100 ≈ 20А).

Данас се за минирање углавном примењују ЕУ стандардног типа А, са отпором мостића 1,2-1,4Ω.

Електрични упаљач са струјно-проводљивом запаљивом главицом конструисан је тако да је сама запаљива главица струјно проводљива и лако запаљива. Проводљивост струје се постиже тако што се у смешу запаљиве главице уграђује ситно млевени метални прах и графит. ЕУ са додатком металног праха су врло осетљиви. За појединачно паљење ЕУ овог типа потребно је свега неколико мА, при напону од 2-3В. Ове ЕУ лако могу упалити лутајуће струје, па се не употребљавају за минерске радове у рудницима.

Електрични упаљач са расцепком (варнични упаљач) конструисан је тако да су доводне жице за струју у запаљивој главици међусобно размакнуте. Напон неопходан за паљење запаљиве смеше зависи од растојања жица-електрода, од облика њихових крајева, као и од врсте запаљиве смеше која је упресована између електрода. ЕУ са расцепком су намењени за радове, када се као извор струје користи машина које даје напон 2000-3000В, што ове ЕУ чини веома отпорним на лутајуће струје.

За израду електричних детонатора користе се детонаторске каписле израђене од бакра или алуминијума или њихових легура. Приближно 2/3 каписле испуњено је примарним и секундарним пуњењем, а преостала 1/3 служи за уметање и учвршћивање електричног упаљача.

Према намени електрични детонатори се деле на:

• − детонаторе за иницирање експлозивних пуњења код радова на површини и у јами, на сувим и мокрим радилиштима и под водом дубине до 2м;
• − детонаторе за минирање под водом дубине до 200м;
• − детонаторе за минирање на радилиштима са појавом метана и експлозивне угљене прашине;
• − детонаторе за сеизмичка минирања.

Електрични детонатори намењени за минирање у рудницима морају имати одређени квалитет у погледу електричних, техничко-минерских, механичких и сигурносних карактеристика.

Врсте електричних детонатора

У савременој пракси минирања користе се следећи електрични детонатори:

• 1. Тренутни електрични детонатори.
• 2. Временски електрични детонатори:
  • − електрични детонатори са закашњењем израженим у секундама;
  • − милисекундни ЕД са закашњењем израженим у мс.
• 3. Метански - сигурносни електрични детонатори:
  • − тренутни метански електродетонатори;
  • − милисекундни метански електродетонатори.
• 4. Специјални електрични детонатори - сеизмички.

Тренутни електрични детонатор (ТЕД) је детонатор чије се експлозивно пуњење активира тренутно, одмах након успостављања кола електричне струје. Тренутни електрични детонатори се користе за минирање на површинским и подземним радилиштима, на сувим и мокрим радилиштима и под водом до 2 м дубине. Намењени су за појединачно паљење мина или када је потребно да све мине детонирају одједном (заломне мине и сл).

Тренутни електрични детонатор

Елементи тренутног електричног детонатора су:

1. . чаура;
2. . бризантно експлозивно пуњење;
3. . иницијално експлозивно пуњење;
4. . покривка;
5. . заштитна (антистатичка) цевчица;
6. . електрична лако запаљива главица;
7. . водонепропустиви заптивач;
8. . електропроводници;
9. . плочица за означавање детонатора.

Тренутни електрични детонатори носе ознаку "0" која се утискује на данце детонатора, а на плочицу број (9) утискују се ознаке за тип детонатора и знак произвођача.

Електрични детонатори са успореним дејством (временски електродетонатори) имају уграђен успоривачки елемент, који се уграђује између електричне лако запаљиве главице и иницијалног (примарног) пуњења каписле.

Паљење иницијалног пуњења не остварује се директно од пламеног импулса лако запаљиве главице, већ тај импулс најпре пали успоривачки елемент број (5), који је програмиран да гори одређено време, а затим овај активира иницијално пуњење детонаторске каписле.

Детонатори са успореним дејством деле се на:

• − четвртсекундне који детонирају у називном интервалу од 1/4 секунде;
• − полусекундне који детонирају у називном интервалу од 1/2 секунде.

Електрични детонатор са успореним дејством

Елементи електричног детонатора са успореним дејством су:

1. . чаура;
2. . бризантно експлозивно пуњење;
3. . иницијално експлозивно пуњење;
4. . покривка;
5. . успоривачки елемент;
6. . заштитна (антистатичка) цевчица;
7. . електрична лако запаљива главица;
8. . водонепропустиви заптивач;
9. . електропроводници;
10. . плочица за интервални број.

Електро детонатори са успореним дејством се производе у серијама од броја 1 до броја 18, са називним интервалом успорења у серији од: 0,25с и 0,5с. Домаћа индустрија производи серије временских ЕД са десет степени успорења (1-10). Временски интервал између бројева у серији је 0,5с (ПСЕД-полусекундни) или 0,25с (ЧСЕД-четвртсекундни). Код временских ЕД на дну чаурице утиснут је број, а на проводницима прикачена пластична плочица са бројем који означава интервал успорења. Милисекундни електрични детонатори су исте конструкције као и временски ЕД, с том разликом што успоривачка смеша сагорева знатно брже.

Милисекундни ЕД примењују се код паљења минских пуњења која треба да детонирају једно за другим у врло кратком временском интервалу. Интервал између појединих експлозија бира се тако, да свака следећа експлозија настаје у тренутку када је претходно одминирана маса, при чему је створена нова слободна површина за наредну експлозију. Овакав начин иницирања минских пуњења омогућује ситнију гранулацију и мању разбацаност одминираног материјала, као и смањење сеизмичких потреса који настају при минирању. Милисекундни електрични детонатори се производе у серијама од броја 1 до броја 15, са интервалом успорења у серији од 20мс до 100 милисекунди.

Домаћа индустрија производи две серије милисекундних ЕД и то:

• − од броја 1-10 са интервалом успорења између бројева од 34мс (34-МСЕД); и
• − од броја 1-12 са интервалом успорења између бројева од 23мс (23-МСЕД).

Боја изолације проводника милисекундних детонатора разликује се од боје проводника тренутних ЕД.

Метански електрични детонатори (МЕД-Цу) израђује се са бакарном чаурицом и иницијалним пуњењем од фулмината живе. Алуминијумске каписле не смеју се користити у јамама са метанским режимом, јер се алуминијум лако усија и запали, па може изазвати експлозију метана или угљене прашине. Код метанских ЕД преко чауре са спољне стране навучен је месингани заштитни прстен, на делу где се налази успоривачка маса. Овај прстен има улогу да спречи распрскавање чауре при сагоревању успоривачке смеше. У унутрашњости каписле, између успоривачке смеше и иницијалног пуњења, постављен је месингани конус (пламеник), чија је улога да усмери пламен успоривачке смеше у иницијално пуњење каписле. Електро проводници су од бакра са ПВЦ изолацијом зелене боје, по чему се разликују од осталих врста ЕД.

Конструкција метанских ЕД је таква да је детонатор потпуно заштићен од варничења. Лако запаљива главица и експлозивно пуњење каписле бр. 8. су тако подешени да не могу упалити најексплозивнију смешу метана и ваздуха (8-11,5% ЦХ₄). Домаћа индустрија производи тренутне метанске електричне детонаторе (ТМЕД-Цу) и метанске милисекундне ЕД од броја 1-10 са интервалом закашњења између бројева од 34мс (34-ММЕД-Цу) и 23мс (23-ММЕД-Цу).

Метански милисекундни електрични детонатор

Метански ЕД су специјално намењењи за минирање у рудницима са појавом метана и експлозивне угљене прашине. Могу се користити на сувим, влажним и мокрим радилиштима, као и под водом дубине до 2м. Основне техничко-минерске карактеристике електричних детонатора су: проводљивост електричне струје, отпор електричне главице, отпор проводника, осетљивост према топлоти и др.

Машине за електрично паљење, проводници струје и мерно-контролни апарати

За електрично паљење минских пуњења користе се машине за електрично паљење, које дају једносмерну струју без пулзација.

У употреби су следеће врсте машина за електрично паљење мина:

• − магнетно-електричне;
• − динамо-електричне;
• − кондезаторске;
• − електронске, и
• − високофрекфентне.

Машине за електрично паљење мина морају бити способне да пошаљу довољно јак електрични импулс за сигурно паљење одговарајућег броја електричних детонатора везаних у мрежу за паљење. Мрежа има гранични отпор који машина за паљење мора савладати, како би у мрежу послала гарантовану струју за безотказно паљење.

Домаћа индустрија (”Трио” Београд) производи електричне-кондезаторске машине за паљење мина тип ЕКА 400/22.

Проводници струје за електрично паљење мина могу бити од бакарне, алуминијумске и поцинковане гвоздене жице. Обично су изоловани ПВЦ масом, ређе гумом. Морају бити одређеног попречног пресека, који ће омогућити протицање струје одређене јачине. Мерно-контролни апарати користе се за контролу исправности електродетонатора, машина за паљење и мрежа за паљење мина. У употреби су следећи апарати: галваноскоп, омметар, контролни мост за динамо машине, тињалица и др.

Типови или врсте детонатора

Обични детонатори имају облик експлозива на бази паљења и користе се углавном у комерцијалним операцијама, обични детонатори се и даље користе у војним операцијама. Овај облик детонатора се најчешће покреће коришћењем сигурносног фитиља и користи се у детонацијама које нису временски критичне, нпр. за одлагање конвенционалне муниције. Добро познати детонатори су азид олова [Пб(Н₃)₂], сребрни азид [АгН₃] и живин фулминат [Хг(ОНЦ)₂].

Постоје три категорије електричних детонатора: тренутни електрични детонатори (ИЕД), детонатори са кратким периодом одлагања (СПД) и детонатори са дуготрајним одлагањем (ЛПД). СПД-ови се мере у милисекундама, а ЛПД-ови се мере у секундама. У ситуацијама у којима је потребна наносекундна прецизност, посебно у имплозионим набојима у нуклеарном оружју, користе се детонатори са експлодирајућим дејством. Почетни ударни талас настаје испаравањем дужине танке жице електричним пражњењем. Нови развој је опуштајући детонатор, који користи танке плоче убрзане електрично експлодираном жицом или фолијом за испоруку почетног удара. Користи се у неким савременим системима наоружања. Варијанта овог концепта се користи у минским операцијама, када фолија експлодира ласерским импулсом који се на фолију испоручују оптичким влакном.

• 
  Обрезивање платинастих жица за употребу у капислама за минирање, 1955
• 
  Производња каписли, Херцулес Повдер Цомпани, 1955
• 
  Уметање утикача и жице за мост у електричне каписле за минирање, 1955

Неелектрични детонатор је детонатор са тренутним ударом дизајниран за иницирање експлозија, углавном у сврху рушења зграда и за употребу у минирању стена у рудницима и каменоломима. Уместо електричних жица, шупља пластична цев испоручује импулс паљења детонатору, чинећи га имуним на већину опасности повезаних са залуталом електричном струјом. Састоји се од трослојне пластичне цеви малог пречника пресвучене на унутрашњем зиду реактивним експлозивним једињењем, које када се запали, шири сигнал ниске енергије, сличан експлозији прашине. Реакција се креће брзином од приближно 6.500 фт/с (2.000 м/с) дуж дужине цеви са минималним сметњама изван цеви. Неелектричне детонаторе измислила је шведска компанија Нитро Нобел 1960-их и 1970-их, а лансиране су на тржиште 1973. године.

У цивилном рударству, електронски детонатори имају бољу прецизност приликом наменског кашњења детонације. Електронски детонатори су дизајнирани да обезбеде прецизну контролу неопходну за добијање тачних и доследних резултата минирања у различитим применама минирања у рударству, каменолому и грађевинској индустрији. Електронски детонатори се могу програмирати у корацима од милисекунди или субмилисекунди коришћењем наменског уређаја за програмирање.

Бежични електронски детонатори почињу да буду доступни на тржишту цивилног рударства. Шифровани радио сигнали се користе за преношење сигнала експлозије сваком детонатору у тачно време. Иако су тренутно скупи, бежични детонатори могу омогућити нове технике минирања јер се више експлозија може пунити одједном и испаљивати у низу, а да се људи не доводе у опасност.

Каписла број 8 је она која садржи 2 грама мешавине 80 процената живиног фулмината и 20 процената калијум хлората, или каписла еквивалентне јачине. Еквивалентна каписла чврстоће се састоји од 0,40-0,45 грама ПЕТН базног пуњења пресованог у алуминијумском омотачу чија дебљина дна не прелази 0,03 инча, до специфичне тежине не мање од 1,4 г/цц, и премазаног стандардним тежинама прајмера у зависности од произвођача. [1]

Каписла за минирање

Дијаграм пресека различитих типова каписли за минирање и детонатора

Најстарији и најједноставнији тип каписле, поклопци осигурача су метални цилиндар, затворен на једном крају. Од отвореног краја ка унутра, прво је празан простор у који се убацује и савија пиротехнички фитиљ, затим пиротехничка мешавина за паљење, примарни експлозив, а затим главно детонирајуће експлозивно пуњење. Примарна опасност од пиротехничких каписли за минирање је та да за правилну употребу, осигурач мора бити уметнут, а затим увијен на своје место тако што ћете пригњечити базу поклопца око осигурача. Ако се алат који се користи за пресовање поклопца користи преблизу експлозиву, примарни експлозив може да детонира током пресовања. Уобичајена опасна пракса је пресовање чепова зубима; случајна детонација може изазвати озбиљне повреде у устима. Каписле типа осигурача су и данас у активној употреби. Они су најсигурнији тип за коришћење око одређених врста електромагнетних сметњи и имају уграђено временско кашњење док осигурач прегорева.

Електричне каписле за експлозију у чврстом паковању користе танку преносну жицу у директном контакту (дакле, чврсти омот) са примарним експлозивом, који се загрева електричном струјом и изазива детонацију примарног експлозива. Тај примарни експлозив тада детонира веће пуњење секундарног експлозива. Неки чврсти осигурачи укључују мали пиротехнички елемент за одлагање, до неколико стотина милисекунди, пре него што се активира.

Каписла за експлозију типа шибица користе електричну шибицу (изолациони слој са електродама на обе стране, танка жица за мост залемљена преко страна, све умочено у мешавину паљења и излаза) за покретање примарног експлозива, уместо директног контакта између жице за мост и примарног експлозива. Шибица се може произвести одвојено од остатка каписле и саставити само на крају процеса. Каписле типа шибица су сада најчешћи тип који се налази широм света.

Детонатор са експлодирајућим мостом измишљен је 1940-их као део Менхетн пројекта за развој нуклеарног оружја. Циљ дизајна је био да се произведе детонатор који је деловао веома брзо и предвидљиво. Електричним капислама типа Матцх и Солид Пацк потребно је неколико милисекунди да се испале, док се жица моста загрева и загрева експлозив до тачке детонације. Експлозивни мостни или ЕБВ детонатори користе електрични набој вишег напона и веома танку преносну жицу, дужине 0,04 инча, пречника 0,0016 (дужина 1 мм, пречник 0,04 мм). Уместо загревања експлозива, жица ЕБВ детонатора се толико брзо загрева високом струјом паљења да жица заправо испарава и експлодира услед загревања електричног отпора. Та експлозија на електрични погон тада испаљује експлозив иницијатор детонатора (обично ПЕТН). Неки слични детонатори користе танку металну фолију уместо жице, али раде на исти начин као прави детонатори са мостом. Поред тога што експлодирају веома брзо када се правилно активирају, ЕБВ детонатори су безбедни од залуталог статичког електрицитета и друге електричне струје. Довољна струја ће истопити премосну жицу, али она не може детонирати иницијаторски експлозив без пуног високонапонског високострујног пуњења које пролази кроз жицу моста. ЕБВ детонатори се користе у многим цивилним применама где радио сигнали, статички електрицитет или друге електричне опасности могу изазвати несреће са конвенционалним електричним детонаторима.

Слаппер детонатори су побољшање у односу на ЕБВ детонаторе. Слапперс, уместо да директно користе експлодирајућу фолију за детонацију експлозива, користе електричну фолију да протерају мали круг изолационог материјала као што је ПЕТ филм или кроз кружну рупу у додатном диску од изолационог материјала. На другом крају те рупе налази се куглица конвенционалног иницијаторског експлозива. Ефикасност конверзије енергије из електричне у кинетичку енергију летећег диска може бити 20–40%. Пошто погађа широку област – 40 хиљадитих дела инча (отприлике један мм) – експлозива, а не танку линију или тачку као у експлодирајућем детонатору са фолијом или мостом, детонација је правилнија и захтева мање енергије. Поуздана детонација захтева подизање минималне запремине експлозива на температуре и притиске на којима детонација почиње. Ако се енергија депонује у једној тачки, она може зрачити у експлозиву у свим правцима у таласима разређивања или експанзије, а само мала запремина се ефикасно загрева или компресује. Диск за летење губи енергију удара на својим бочним странама због таласа разређивања, али конусна запремина експлозива је ефикасно ударно компримована. Слаппер детонатори се користе у нуклеарном оружју. Ове компоненте захтевају велике количине енергије за покретање, што чини изузетно малом вероватноћом да се случајно испразне.

Безбедност

Детонатор је најопаснији део муниције или експлозивног пуњења, који захтева највећу заштиту од неовлашћених утицаја. У многим муницијама, детонатор је обично скривен дубоко унутар муниције и заштићен је од случајног активирања разним сигурносним уређајима. Најчешће се професионални сапери директно баве детонаторима.

Прилично је тешко направити детонатор способан да детонира ТНТ или други високи експлозив код куће или у „цивилној“ лабораторији због специфичности његових компоненти, са изузетком детонатора на бази ацетон пероксида.

Безбедност приликом руковања са детонаторима је од изузетне важности због њихове способности да иницирају експлозиве. Постоје строги протоколи и мере предострожности које се морају пратити:

• Обука и Сертификација: Само обучено и сертификовано особље треба да рукује детонаторима. Ово укључује разумевање различитих типова детонатора и правилног поступања с њима.
• Руковање и Складиштење: Детонатори треба да се складиште на сигурном месту, далеко од извора топлоте, ватре или удараца. Транспорт и руковање морају се вршити пажљиво, избегавајући физички стрес, притисак или трење.
• Коришћење Опреме за Личну Заштиту (ППЕ): Приликом руковања детонаторима, користите одговарајућу заштитну опрему, укључујући заштитне рукавице, наочаре и, ако је потребно, заштитну одећу.
• Избегавање Електричних Интерференција: Електрични детонатори могу бити осетљиви на електромагнетне сметње. Потребно је избегавати коришћење електричних уређаја у близини детонатора како би се избегло ненамерно активирање.
• Правилна Примена: Детонатори се морају користити у складу с упутствима произвођача и у оквиру њихових спецификација. Пратите сва упутства о њиховој примени и комбиновању с другим експлозивним материјалима.
• Процедура за Хитне Ситуације: Важно је имати јасно дефинисане процедуре у случају хитних ситуација, укључујући начин поступања у случају ненамерног активирања или откривања неисправних детонатора.
• Инспекција и Одржавање: Редовно проверавајте стање детонатора и осигурајте да су у исправном стању пре употребе. Оштећени или стари детонатори представљају већи ризик и не треба их користити.
• Уклањање и Одлагање: Неискоришћени или оштећени детонатори треба да се сигурно уклоне и одложе у складу с локалним прописима и смерницама.

Треба имати на уму да је руковање детонаторима високо ризична активност и захтева пажљиво поступање, поштовање свих сигурносних процедура и свест о потенцијалним опасностима. Безбедност треба да буде примарни приоритет у свим фазама руковања детонаторима.

Види још

• Испитивање безбедности експлозива
• Систем класификације експлозива
• Табела брзина детонације експлозива
• Брзина детонације
• Појачивач детонатора
• Бризантност
• Детонација
• Дефлаграција
• Експлозија
• Имплозија
• Нето количина експлозива
• ТНТ еквивалент
• Експлозивна топлота
• Хесов закон топлоте
• Бруцетон анализа
• Неиер д-оптимални тест
• Траузл тест

Даље читање

• Цоопер, Паул W. Еxплосивес Енгинееринг. Неw Yорк: Wилеy-ВЦХ, 1996.  ISBN 0-471-18636-8.

Спољашње везе

• 1956 сафетy филм "Бластинг Цап - Дангер!" фром Прелингер Арцхивес
• Моделлинг анд Симулатион оф Бурст Пхеноменон ин Елецтрицаллy Еxплодед Фоилс Архивирано 2016-04-24 на сајту Wayback Machine