Изобретение и развитие электровзрывания в России

Россия внесла основополагающий вклад в изобретение (в начале XIX века) и развитие электрического способа взрывания зарядов ВВ, опередив передовые в то время страны на 10–20 лет. Член-корреспондент Российской академии наук П.Л.Шиллинг в 1811–1812 гг. впервые в мире разработал электродетонаторы и источники тока для их инициирования, а также изолированные провода для прокладки в земле и под водой [1, 2].

В опубликованных западными специалистами работах по истории электровзрывания не отражена роль России в изобретении и развитии средств электровзрывания. Например, в статье итальянского ученого и промышленника Рипамонти [3],а также в других источниках [4–6] подробно описана история создания электродетонаторов во многих странах Старого и Нового Света, кроме России. Явление это можно объяснить тем, что в дореволюционной России разработка и создание средств электровзрывания велись для нужд армии, и сведения об этом в открытую печать того времени не попадали (до 1859 г., когда в России появилось открытое печатное «Наставление по электрическому взрыванию зарядов ВВ», все материалы, относящиеся к этому способу взрывания зарядов, не публиковались и считались особо секретными).

Между тем, наряду с П.Л.Шиллингом, существенный вклад в становление и развитие электрического способа взрывания внесли ученые и инженеры России В.В.Петров, Б.С.Якоби, К.А.Шильдер и многие другие [1].

Электрический способ взрывания был изобретен в России в 1812 г., т.е. почти на 20 лет раньше, чем за границей. Он сравнительно быстро получил в наших войсках широкое практическое применение, тогда как за рубежом его начали использовать значительно позже. Так, в Севастополе во время Крымской кампании 1854–1855 гг. при минной войне российские саперы все взрывы производили электрическим способом, тогда как войска Англии и Франции (наиболее развитых в то время стран) взрывные работы осуществляли огневым способом, воспламеняя пороховые мины при помощи так называемого «сосиса», изобретенного еще в XVI в. Он представлял собой начиненную порохом холщовую кишку диаметром от 15 до 25 мм. Этот способ был весьма несовершенным, громоздким и давал много отказов.

 В США подрыв большого скального массива в гавани Нью-Йорка при помощи мины с электрозапалом, воспламененным от электростатической машины, впервые был осуществлен только в 1831 г.

В связи с вышеуказанным целесообразно кратко отразить основные этапы развития электрического способа взрывания в России. В конце описания каждой разработки в скобках указаны ее авторы. Если работа выполнена в другой стране, это оговаривается особо.

1811–1812 гг. Изобретение электрического способа взрывания, при помощи которого впервые в мире осуществлено электровзрывание фугасов (пороховых зарядов) на суше и под водой. Для этого были разработаны угольковый запал (рис.1),изолированный провод, пригодный для подземных и подводных условий, а также вольтов столб особой конструкции, удобный для обслуживания и перемещения (член-корр. Российской АН П.Л.Шиллинг).

1832–1835 гг. Применение русскими войсками электровоспламенения больших зарядов, подводных электрических мин, а также электровзрывания мостов.

1838–1839 гг. Создание электрозапала с мостиком накаливания (с последующим повышением надежности его действия путем приклейки к середине мостика легковоспламеняющегося вещества), а также разработка мокрой платино-цинковой гальванической батареи, сконструированной для использования в полевых условиях (акад. Российской АН Б.С.Якоби).

1840 г. Создание при саперном батальоне особой учебной команды, для слушателей которой лекции по гальванизму читал академик Б.С.Якоби. Это была первая в мире школа, положившая начало электротехническому образованию в России. За границей такие школы – телеграфные училища возникли на 20 лет позже.

1840–1846 гг. Освоение в России электрического способа взрывания с использованием его не только в военных, но и в мирных целях (подрыв льда, строительство дорог и т.д.).

1841 г. Создание гальванического индукционного прибора (магнитоэлектрической батареи) массой 16 кг, предназначенного для воспламенения угольковых запалов и имевшего повышающий трансформатор, первичная обмотка которого питалась от двух гальванических элементов через ртутный прерыватель (акад. Б.С.Якоби).

1842 г. Разработка первой магнитоэлектрической взрывной машинки (магнитоэлектрической батареи) массой 62 кг (рис. 2), создававшей пульсирующий ток и имевшей в своем составе повышающий трансформатор («индукционный каток»), предназначенной для воспламенения угольковых запалов (акад. Б.С.Якоби). За рубежом подобная машинка была создана на 20 лет позже (В.Сименс, Германия).

1856 г. Создание первого в мире прибора для дистанционного управления групповыми взрывами (К.К.Константинов). Разработка полевого электроизмерительного прибора (рис.3) для измерения сопротивления запалов и электровзрывных сетей (капитан Н.М.Сокольский).

1865 г. Создание первого в мире электродетонатора с мостиком накаливания, зарядом черного пороха и сферическим углублением в бумажном дне, в котором, хотя и не преднамеренно, использован кумулятивный эффект (капитан Д.И.Андриевский).

1872 г. Разработка электрозапала высокого сопротивления, которое создавалось воспламенительным составом, заполнявшим зазор между концевыми проводами, вставленными в деревянный корпус запала. Запалы воспламенялись вольтовым столбом при параллельном соединении 10–15 шт. (М.Шах-Назаров).

1874 г. Создание искрового запала высокого сопротивления, у которого воспламенительный состав заполнял зазор между вставленными в деревянный корпус винтами-электродами, к которым крепились концевые провода (поручик Дрейер). В модернизированном виде такие запалы применялись почти 40 лет.

1890–1900 гг. Создание игольчатого запала для воспламенения подводных мин, у которого игла вставлялась в деревянную пробку, закрывавшую трубочку с воспламенительным составом. Эта игла при зажигании состава выбрасывалась вместе с пламенем в инициирующее ВВ, вызывая его взрыв (штабс-капитан Трумберг).

Создание магнитоэлектрической взрывной машинки («индуктора») массой 4.8 кг, оборудованной генератором постоянного тока, при помощи которого можно было взрывать 12 параллельно соединенных запалов Дрейера.

1900 г. Начало систематического использования электродетонаторов (ЭД) на горных предприятиях Западной Европы, с 1910 г. — в Англии в газовых шахтах запретили огневой способ взрывания, который был также запрещен на подземных работах и в других странах Европы.

1913 г. Принятие на вооружение в России «взрывной машинки образца 1913 г.» (рис.4) массой 8 кг, оборудованной магнитоэлектрическим генератором переменного тока, взрывным ключом для подачи тока в электровзрывную сеть (ЭВС) после раскручивания якоря. Машинка была способна взорвать до 20 запалов Дрейера в параллельном соединении или 20 ЭД с платиновыми мостиками в последовательном соединении.

1930–1935 гг. Выдвижение отечественными специалистами идеи и проведение первых в мире опытов по короткозамедленному взрыванию при проходке шахтных стволов путем использования миллисекундного коммутатора конструкции инж. Б.В.Малера (производственно-экспериментальное управление Союзвзрывпрома). Вместе с тем, ЭД короткозамедленного действия впервые стали выпускать в США в 1949 г.

1931–1932 гг. Создание отечественных динамоэлектрических взрывных машинок постоянного тока типа ПМ-1 (рис.5) с пружинным приводом и автоматическим включателем, способных взрывать до 100 последовательно соединенных ЭД, и машинок с резко пульсирующим током ПМ-2 (с ручным приводом, автоматическим включателем, рассчитанных на 25 последовательно соединенных ЭД).

1933–1936 гг. Разработка основ теории электровоспламенения с выводом формулы для определения импульсов и температуры воспламенения, гарантийного тока и др. (К.Дрекопф, Германия). Эта теория была развита в СССР проф. А.И.Лурье [7] в 1945 г., а ее формулам был придан современный вид.

1934 г. Выдвижение идеи создания взрывного прибора (ВП), включающего воспламеняющий переменный ток в фиксированной фазе вблизи максимума синусоиды, для безотказного взрывания при относительно небольшом токе (проф. Е.В.Антулаев). Эта идея была реализована в 1959 г. путем создания переносной минной станции ПМС-220 для взрывания ЭД от сети переменного тока 220 В, причем в качестве включающего элемента был использован газовый разрядник. Более совершенный прибор, использующий в качестве включающего элемента тиристоры и имеющий блокировку от чрезмерного падения напряжения в питающей сети, был разработан в 1966–1968 гг. (М.М.Граевский). Сообщение об аналогичном приборе, разработанном в ФРГ, было опубликовано в 1972 г.

1942 г. Разработка [7] первой в мире конденсаторной взрывной машинки ПМК-100 (проф. А.И.Лурье, СССР) . В этой машинке была реализована идея использования разряда конденсатора для инициирования электродетонаторов, предложенная К.Дрекопфом (Германия) в 1932 г. В ФРГ такая машинка была создана лишь в 1952 г. (2ЕВ/А 80 К/С фирмы «Эрнст Брюнн»), а широкое распространение она получила там с 1958 г.

1945–1947 гг. Разработка мощной динамоэлектрической машинки типа ВМВ-1 во взрывобезопасном исполнении для инициирования до 60 ЭД (Ю.М.Рибас, П.Ф.Ковалев, МакНИИ) и взрывобезопасных сетевых приборов с прямым включением тока ПСГ-5 (КузНИУИ) для взрывания до 100 ЭД и ПВР-5 до 60 ЭД (Ю.М.Рибас, МакНИИ); с 1946 г. прибор ПВР-5 выпускался в СССР серийно под маркой СП-1 (рис.6).


Продолжение в следующих номерах

ЛИТЕРАТУРА:

А.И.Лурье. Приложение (несекретное) к докторской диссертации. Л: Военно-транспортная академия им. Кагановича, 1953, с.212.

П.П.Петрушин, В.И.Кравченко, М.М.Граевский и др. Программируемая система электровзрывания на базе приборов КВП-2/200 для последовательного во времени инициирования зарядов ВВ. – Механизация в строительстве, 2000, №3, с.7-8.

Дж.Рипамонти. История, развитие и современное состояние электрических запалов. Перевод № Ц-29913. – М.: ГПНТБ, 1974.

Blaster Handbook. 16th Edition. – Du Pont-ETI, Wilmington, 1980.P.494

Perrson P-A, Holmberg R., Lee J. Rock blasting and Explosives engineering. – CRS Press, 1993.P.540.

Explosives and rock blasting. Field Technical Operations. – Atlas Powder Company, Dallas, Texas, USA, 1987.P.662.

А.И.Лурье. Использование разряда конденсатора в электровзрывании. – Электричество, 1945, №3, с. 30-32.

В.П.Абрамов, М.М.Граевский, В.И.Кравченко и др. Новый конденсаторный взрывной прибор КВП-2/200. – Безопасность труда в промышленности, 1997, №№7, с. 23-27

Взрывные работы. Л.И.Барон, Г.А.Васильев, М.М.Докучаев и др. Гос. изд-во литературы по строительным материалам. М., 1953, 323 с.

А.И.Лурье. Электрическое взрывание зарядов В.В. Гос. изд-во литературы по горному делу. М., 1963. 260с.

Г.П.Демидюк. Взрывные работы. ч. I. ОНТИ НКТП СССР, М.-Л., 1937, 256с.

М.М.Граевский, А.И.Зотов, В.И.Кравченко и др. Аппаратура электровзрывания промышленного назначения. – Горная Промышленность, 1999, №5, с. 34-37.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2001