Tipos de Detonadores Usados ​​em Mineração

Conforme explicado em um artigo anterior, "Os fusíveis de queima foram utilizados pela primeira vez para atrasar a ignição e para que o blaster permaneça a uma distância segura da explosão. O tempo de queima apresenta um atraso flexível que depende do comprimento do fusível queima. (…) A chama serve como detonador e o atraso é o comprimento do fusível. Mesmo as tecnologias de iniciação mais avançadas continuam usando os mesmos conceitos, embora, às vezes, em diferentes formas. "

As tampas de explosão vêm em uma variedade de formas. Tampas de fusíveis, detonadores elétricos, detonadores não elétricos e detonadores eletrônicos são os diferentes tipos de detonadores que você pode encontrar no mercado.

Tampas de fusíveis

A invenção das sucessivas gerações de tampas de fusíveis visa responder a ignição perigosa do produto de explosivos utilizado durante o período considerado. A segurança dos mineiros sempre foi um dos principais objetivos no desenvolvimento de acessórios de explosão.

O pó preto é dito ser uma invenção chinesa, usada como fogos de artifício, datada dos primeiros séculos de nossa era. Apesar do uso de "fogões grego" à base de pó preto em batalhas antigas, 1380 é uma data geralmente reconhecida para os primeiros estudos sobre pó preto. Monge franciscano alemão, Berthold Schwarts desenvolveu pólvora da fórmula antiga. O primeiro uso registrado de pó preto para explosão de rocha remonta a 1627, na Hungria.

É uma velocidade de queima não confiável, no entanto, torna o pó preto extremamente perigoso e resulta em muitos acidentes.

Esta ignição perigosa foi superada em 1831 com a invenção do "Miners Safety Fuse" de William Bickford, uma corda com um fio de fio infundido com pó preto.

Ascanio Sobrero sintetizou nitroglicerina em 1846. A nitroglicerina é o primeiro explosivo descoberto a ser mais forte do que o pó preto.

Seu uso no campo permanece especialmente perigoso, especialmente até 1863, quando Alfred Nobel revelou seu "detonador prático": um plug de madeira de pó preto inserido em uma carga maior de nitroglicerina líquida, fechada em uma concha metálica. Em 1865, a Nobel desenvolveu um limite de mercúrio que representa uma redução substancial nos custos de produção e, portanto, contribuiu para a sua disseminação em toda a indústria.

Sendo muito barato, as tampas de fusíveis ainda são amplamente utilizadas hoje no setor de mineração, especialmente nos países em desenvolvimento. As tampas de fusíveis também são, por design, insensíveis aos campos eletromagnéticos.

Detonadores elétricos

Os primeiros protótipos de detonadores que utilizam eletricidade como fonte de energia de sinal de iniciação surgiram no final da década de 1880.

As tampas de jateamento elétrico são semelhantes às tampas de fusíveis, mas com dois fios elétricos isolados que sobressaem de uma extremidade, em vez do fusível.

Detonadores elétricos instantâneos foram desenvolvidos primeiro. Em 1868, H. Julius Smith patenteou uma tecnologia mais fácil e segura, permitindo a ignição através de uma mistura de fulminato de mercúrio, um fio de ponte de platina de alta resistência e um plug de enxofre.

A inclusão de um trem em pó de atraso permitiu a introdução de detonadores elétricos pré-programados.

Esta tecnologia permite um deslocamento entre duas cargas consecutivas e, portanto, a criação de seqüências de iniciação, abriendo portas para tiros mais controlados, mas limitados a um número finito de combinações. Os detonadores de meia-segunda demora apareceram no início dos anos 1900, enquanto os detonadores de atraso de milissegundos chegaram ao mercado em 1943.

Os detonadores elétricos são sensíveis ao calor, choque, eletricidade estática, energia de radiofrequência e radiação eletromagnética.

Detonadores não elétricos

Os sistemas de iniciação não elétrica total, onde a fonte de iniciação vem de uma onda de choque, foram desenvolvidos na década de 1960 por Dyno Nobel. Os detonadores não elétricos atingiram o mercado em 1973, oferecendo todas as vantagens da iniciação elétrica, mas adicionando benefícios de segurança (insensibilidade à eletricidade, energia de radiofreqüência e radiação eletromagnética) e uma ampla flexibilidade operacional (mais fácil de projetar seqüências de iniciação maiores, teoricamente com uma número ilimitado de atrasos).

Este sistema de iniciação é composto de tubos de choque conectados a detonadores e conectores de superfície para baixo do furo. Embora o revestimento de pós reativos e graças a um iniciador, os tubos de choque transmitem ondas de choque aos detonadores não elétricos. A conexão no campo é "encanamento", assumindo que a onda de choque é como a água, circulando no tubo de um detonador para outro.

Os detonadores não elétricos são amplamente utilizados em todo o mundo. Os Estados Unidos sempre foram um dos maiores mercados para este tipo de detonadores.

Detonadores eletrônicos

Os componentes eletrônicos foram introduzidos no mundo da iniciação elétrica no final da década de 1960. Aumentar o tamanho de cada tiro gira para ser estratégico para o mercado iniciador, para que os detonadores elétricos possam competir com os detonadores não elétricos recém-introduzidos.

Os desenvolvimentos eletrônicos tornam possível a criação de uma máquina de jateamento seqüencial. A máquina de jateamento seqüencial oferece rajadas temporizadas de energia eletronicamente ajustáveis ​​para uma série de fios de chumbo, aumentando drasticamente o número máximo de detonadores elétricos que os blasters podem conectar e, portanto, aumentam o número de combinações potenciais.

Na década de 1990, a crescente miniaturização de componentes eletrônicos deu origem a uma nova idéia: usando um relógio eletrônico embarcado para substituir o elemento de retardo pirotécnico (em pó) que cria imprecisão para os detonadores elétricos.

De 1990 a 2000, o movimento maciço de pesquisa e desenvolvimento foi realizado por um grande número de atores para desenvolver detonadores eletrônicos pré-programados ou programáveis. Os detonadores eletrônicos programáveis ​​representam um passo à frente na lógica, oferecendo uma incrível flexibilidade na escolha do tempo de iniciação.Essa flexibilidade, juntamente com a precisão controlada eletronicamente, abre portas para atrasos curtos, sequências de iniciação complexas que desde então demonstraram benefícios significativos (redução de incêndios, aumento de produtividade) para os interessados ​​da mineração. Ferramentas de software de simulação numérica foram desenvolvidas para ajudar os engenheiros de mineração a lidar com uma grande quantidade de possibilidades no projeto de seus tiros.

Apesar de um preço de mercado mais elevado, os detonadores eletrônicos se espalharam constantemente no mercado durante a década de 2000. Uma forte fase de fusão e aquisição resultou no desaparecimento de uma grande parte dos fabricantes. Hoje em dia, apenas 5 ou 6 fabricantes permanecem ativos neste mercado.

Cada marca pode ser programada apenas por sua própria máquina de jateamento especificamente projetada. Devido principalmente a diferentes protocolos de comunicação, nenhuma dessas máquinas pode ser usada para iniciar várias marcas de detonadores. Conseqüentemente, nenhuma dessas marcas pode ser misturada em um único tiro.

A primeira máquina de jateamento sem fio apareceu no mercado em 2000, permitindo a iniciação de tiros maiores de uma distância mais segura. O início sem fio tornou-se um padrão no mercado.

Os detonadores eletrônicos ainda estão baseados em fiação elétrica para conduzir a fonte de energia do sinal de iniciação. O ORICA Mining Services, o inventor de um detonador eletrônico sem fio revelado no início de 2011, pretende agora acabar com essa fraqueza operacional (vazamento potencial, shorts, corte, sensibilidade eletromagnética) e conseqüentemente aumenta a segurança e a rentabilidade das minas.

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