ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДЕТОНАТОРА Российский патент 2020 года по МПК F42D1/05 F42D3/04 F42C11/06 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данное изобретение в целом относится к применению одного или более детонаторов в процессе геофизических исследований для получения сейсмической информации, и, в частности, оно связано с представлением оператору или в систему управления информации, относящейся к условиям в шпуре, в котором установлен детонатор.

[0002] В процессе геофизических исследований можно применять один или более электродетонаторов для инициирования взрывчатого вещества (ВВ), которое создает сейсмические волны. Отражения сейсмических волн геофизическими пластами и нарушениями в земной толще измеряют и обрабатывают для получения индикации свойств в подземных горизонтах.

[0003] При сейсмическом применении шпуры обычно готовят задолго до подрыва в них детонаторов. Бывает, что проходит несколько недель от закладки детонатора в ствол шпура до его подрыва. Поэтому важно на всех отрезках времени иметь постоянную информацию, относящуюся к площадке взрывных работ, иначе детонатор, заложенный во взрывной шпур для сейсмики, может -быть инициирована непреднамеренно.

[0004] В общем, известны адекватные методики в предотвращения преждевременного инициирования детонатора внешним сигналом. Например, детонатор может быть выполнен реагирующим только на конкретный кодированный сигнал подрыва. Имеются вместе с тем другие факторы, которые могут потенциально отрицательно влиять на взрывной процесс. Данные факторы можно определить, когда в шпур закладывают ВВ и детонатор, но ко времени, когда детонатор подлежит подрыву, получение такой информации или ее надлежащее представление оператору может быть затруднено.

[0005] Задачей настоящего изобретения является создание взрывной системы, в которой вышеупомянутые недостатки устранены, по меньшей мере частично.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Изобретением предложена взрывная система, которую устанавливают на площадке взрывных работ и которая включает в себя по меньшей мере один детонатор и взрывчатое вещество, закладываемые в шпур, причем детонатор включает в себя запоминающее устройство, в котором сохраняются данные, выбранные из информации по окружающей среде и установке, преобладающие по меньшей мере во время закладки детонатора в шпур, при этом такие данные представлены оператору или на компонент взрывной системы, например, дисплею до проведения подрыва детонатора.

[0007] Информация может быть представлена оператору или на компонент взрывной системы по запросу. Альтернативно или дополнительно, данные могут быть автоматически представлены оператору или на компонент взрывной системы, когда выполнен конкретный этап в процессе взрывных работ.

[0008] Данные, которые сохраняют, могут быть основаны на информации, выбранной из одного или больше следующих аспектов:

(1) Информация по окружающей среде, например, уровни температуры и влажности на площадке взрывных работ.

(2) Предупреждения - глубина шпура, присутствие воды в шпуре или любая другая информация для предупреждения оператора до проведения подрыва детонатора в шпуре.

(3) Идентификационный номер, присвоенный шпуру или детонатору.

(4) Координаты в GPS - фактическое положение по GPS шпура, измеренное, когда детонатор в шпуре маркируют, или положения детонатора (или шпура) согласно информации, сохраняемой в связанной базе данных.

(5) Масса заряда - т.е. количество (масса) ВВ, закладываемого в шпур.

(6) Литология - тип горной породы, пласта и геофизическая информация по шпуру.

(7) Тип ВВ в шпуре.

(8) Глубина шпура.

(9) Число детонаторов в шпуре; и число шпуров на данной площадке т.е., на образованном пункте взрыва в сейсмической системе.

(10) Идентификационный номер для площадки взрывных работ.

(11) Информация по детонатору, включающая в себя идентификатор, для каждого детонатора в шпуре.

(12) Детали утечки тока во время маркировки.

(13) Дата и время маркировки.

(14) Температура каждого детонатора при маркировке.

(15) Давление внутри шпура, производимое ВВ / водой на детонаторе.

(16) Длина провода - т.е. глубина детонатора в шпуре, измеренная от поверхности.

(17) Тип провода, соединенного с детонатором.

(18) Присутствие возможных газовых карманов или других потенциальных опасностей в грунте.

(19) Другая информация, которую можно установить.

[0009] Данные могут быть собраны или получены на поверхности с применением любого подходящего устройства или средства, обычно, когда детонатор маркируется, и могут быть загружены в запоминающее устройство в детонаторе на одном этапе или на множестве этапов, что может быть приемлемо, когда требуется.

[0010] Изобретение дополнительно относится к детонатору, который включает в себя кожух и прикрепленный или установленный в кожухе по меньшей мере один датчик для обнаружения условия окружающей среды на месте, где установлен детонатор, а также по меньшей мере одно запоминающее устройство для приема с датчика данных, относящихся к условию окружающей среды.

[0011] Датчик может обнаруживать давление на датчике или кожухе детонатора, присутствие воды или любой другой жидкости, присутствие газа на месте установки детонатора и т.п. Изобретение не ограничено в этом отношении. Детонатор может включать в себя множество датчиков, где каждый датчик служит для обнаружения присутствия или отсутствия заданного и выделенного условия окружающей среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Изобретение дополнительно описано в виде примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

На фиг. 1 схематично показаны аспекты взрывной системы согласно изобретению.

На фиг. 2 показаны детали центрального контроллера и мобильного устройства.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0013] На фиг. 1 прилагаемых чертежей схематично показана взрывная система 10, которая включает в себя несколько шпуров 12А, 12В … 12N на площадке 13 взрывных работ. Каждый шпур пробурен до заданной глубины, и в него заложен соответствующий заряд 14А, 14В … 14N взрывчатого вещества и соответствующий детонатор 16А, 16В … 16N. Каждый детонатор 16 соединен соответствующим проводом или проводником 18А … 18N с соответствующим соединительным устройством 20А … 20N, установленным на поверхности 22. Если требуется, выбранный шпур или выбранные шпуры могут содержать два или больше детонаторов на соответствующих, отнесенных друг от друга, местах в шпуре.

[0014] Соединительные устройства 20 могут быть соединены напрямую через систему проводов на поверхности или шину (не показано) или через беспроводной канал связи с центральным контроллером так, чтобы работой взрывной системы можно было управлять.

[0015] Для управления аспектами работы взрывной системы 10 применяют центральный контроллер 30, который соединен с базой 32 данных, см. фиг. 2. Оператор 34 может обходить площадку 13 взрывных работ, поддерживая связь с центральным контроллером 30. Оператор 34 несет по меньшей мере одно мобильное устройство 40 которое может содержать маркирующее устройство 42, портативную взрывную машинку 44 и дисплей 46. Для удобства компоненты 42 и 44, которые являются промышленными изделиями, в общем, известными в технике, включены в определение "мобильное устройство 40". Устройство 40 имеет выходные терминалы в виде соединительного устройства 48, которое может быть соединено с любым из соединительных устройств 20А-20N на поверхности 22. Маркирующее устройство 42 применяется известным способом для сбора заданной информации с каждого из детонаторов 16, и передачи определенной информации на каждый из детонаторов 16. Маркирующее устройство 42 можно также применять для реализации или проведения валидационных испытаний на соединениях с различными детонаторами 16 и работ с ними.

[0016] В системе сейсмической разведки, например, шпуры 12 бурят по заданной схеме по поверхности 22, которая подлежит сейсмическому картированию. Данные о местоположении, определенные, например, системой GPS (не показано), относящиеся к каждому шпуру 12, сохраняют в базе 32 данных. Затем в каждый шпур 12 закладывают соответствующее ВВ 14 и соответствующий детонатор 16. В этот момент времени или через короткое время данные на установку в каждом шпуре собирают посредством маркирующего устройства 42.

[0017] На фиг. 1А показан электронный модуль 50 детонатора 16. Другие компоненты детонатора 16 не показаны. Модуль 50 включает в себя логический блок/ процессор 52 известного в технике вида, блок 54 общего запоминающего устройства, блок 56 запоминающего устройства, специально применяемого для информации (56А), подтверждающей идентичность детонатора, и для информации (56В) о местоположении детонатора 16, блок 58 связи, батарею 60 для электропитания электронных компонентов детонатора и один или больше датчиков 62.

[0018] Число и тип датчиков 62 варьируют согласно необходимости. Детонатор 16 может, например, включать в себя некоторое число датчиков 62, каждый из которых выполнен с возможностью обнаруживать и измерять присутствие конкретного условия окружающей среды на месте установки детонатора. Например, первый датчик может быть применен для обнаружения присутствия воды, второй датчик может быть применен для обнаружения и измерения давления на кожухе детонатора, третий датчик осуществляет мониторинг температуры, преобладающей на месте детонатора, и четвертый датчик может быть выполнен с возможностью обнаруживать присутствие ВВ или токсичного газа, который может воздействовать на детонатор. Данные примеры не являются ограничивающими. Информация, полученная каждым датчиком 62, передается под управлением логического блока/ процессора 52 в запоминающее устройство 54 на заданных временных интервалах.

[0019] Электронный модуль 50 содержится вместе с другими компонентами детонатора 16, такими как его заряд ВВ (не показано), в кожухе 50А, который показан пунктирной линией на фиг. 2.

[0020] Данные, собираемые маркирующим устройством 42, включают в себя информацию по любому одному или более из следующих аспектов или характеристик, определенных во время установки. Информация из приведенного ниже перечня является только не ограничивающим примером, и другая информация может быть добавлена при необходимости.

(А) Данные, подлежащие записи в запоминающее устройство 54 детонатора во время маркировки маркирующим устройством 42:

(1) Информация об окружающей среде, например, уровни температуры и влажности, на площадке 13 взрывных работ.

(2) Предупреждения - глубина шпура, присутствие воды в шпуре или любая другая информация для предупреждения оператора перед подрывом детонатора в шпуре.

(3) Идентификационный номер, присвоенный стволу шпура, в котором установлен детонатор.

(4) Координаты по GPS - фактическое положение шпура по GPS, измеренное при маркировке детонатора 16 в шпуре 12, или положение детонатора (или шпура) согласно информации, хранящейся в связанной базе данных.

(5) Масса заряда - т.е. количество (масса) ВВ, заложенного в шпур 12.

(6) Литология - тип горной породы, пластов и геофизическая информация по шпуру 12.

(7) Тип ВВ 14 в шпуре.

(8) Глубина шпура 12.

(9) Число детонаторов 16 в шпуре 12.

(10) Число шпуров на определенной площадке, т.е. на определенном пункте взрыва в сейсмической системе.

(B) Информация по детонатору

(11) Идентификационный номер для площадки 13 взрывных работ.

(12) Информация по детонатору, включающая в себя идентификатор 56А для каждого детонатора 16 в шпуре 12.

(13) Детали утечки тока во время маркировки.

(14) Маркировка даты и времени.

(15) Температура каждого детонатора 16 при маркировке.

(16) Давление внутри ствола 12 шпура, производимое ВВ (14) / водой, на детонаторе. Данная информация по давлению генерируется с помощью одного из датчиков 62, который, как указано, связан с детонатором 16 или иначе образует его часть. Другие параметры окружающей среды могут быть измерены подходящими датчиками 62, такие как температура, преобладающая на месте установки детонатора, и подвергается ли детонатор во взрывном шпуре воздействию воды или токсичных или взрывчатого газа.

(17) Длина провода (18) - т.е. глубина детонатора в шпуре, измеренная от поверхности 22.

(C) Другая информация

(18) Может быть любого вида и, например, может относиться к существованию возможных газовых карманов, или к другим потенциальным опасностям в земле.

[0021] Во время маркировки оператор 34 соединяет соединительное устройство 48 на мобильном устройстве 40 с соединительным устройством 20 соответствующего детонатора 16, и через блок 58 связи данные с маркирующего устройства 42 передаются в запоминающее устройство 54.

[0022] Дополнительно, возможным является передача с маркирующего устройства 14 той же информации, которая передается на частный детонатор 16, или выбранной части такой информации, в базу 32 данных на пункте управления.

[0023] Как указано, в системе сейсмической разведки весьма вероятно, что подрыв каждого детонатора 16 произойдет через некоторое время, например, через несколько недель, после установки конкретного детонатора. Незадолго до подрыва оператор 34, применяющий мобильное устройство 40, выполняет обход площадки 13 взрывных работ. На некотором выбранном детонаторе 16 выполняют корреляцию между идентификационным номером 56А детонатора и информацией 56В о местоположении по GPS, сохраненной в запоминающем устройстве 56, а также аналогичной информацией, полученной из базы 32 данных, относящейся к детонатору 16.

[0024] Когда соответствующие соединительные устройства 20 и 48 соединены друг с другом (в беспроводном варианте или с помощью физических соединений), оператору 34 представляется информация, относящаяся к детонатору 16, на дисплее 46. Данная информация эффективно описывает все критические параметры, которые могут воздействовать или иначе могут влиять на взрывной процесс. В первую очередь, информация интерпретируется для обеспечения данных по безопасности оператору 34. Во вторую очередь, после производства взрыва, указанную информацию коррелируют с информацией, которая получена при подрыве детонатора 16, т.е. с сейсмической информацией, сгенерированной взрывом, и проводится процесс оценки, чтобы установить, влияет ли конкретная информация об окружающей среде и установке на характер сейсмической информации.

[0025] Сохранение информации по конкретной окружающей среде и установке в каждом детонаторе 16 и обеспечение доступности данной информации или выбранных ее части для оператора непосредственно перед подрывом детонатора 16, улучшает безопасность работ во время сейсмической разведки, помогает увеличивать надежность и точность полученной в результате сейсмической информации и, благодаря указанной информационной обратной связи помогает идентифицировать факторы, которые могут влиять на взрывной процесс.

Изобретение относится к применению одного или более детонаторов в процессе геофизических исследований для получения сейсмической информации. Способ работы с взрывной системой включает в себя множество шпуров, в каждый из которых заложено взрывчатое вещество, и множество детонаторов. Каждому детонатору присваивается идентификационный номер и определяется его местоположение. Осуществляется сбор данных в мобильном устройстве в отношении каждого шпура. Собранные данные относятся к информации, выбранной из следующего: (1) информация по окружающей среде, (2) предупреждения, (3) масса взрывчатого вещества в шпуре, (4) литология породы шпура, (5) тип взрывчатого вещества в шпуре, (6) глубина шпура, (7) число детонаторов в шпуре, (8) утечка тока во время использования мобильного устройства, (9) время использования и температура мобильного устройства, (10) температура детонатора, (11) давление внутри шпура, оказываемое взрывчатым веществом или водой на детонатор, (12) глубина детонатора в шпуре, измеренная с поверхности, (13) газовые карманы или другие опасности в грунте. Информация сохраняется в мобильном устройстве. Соотносится идентификационный номер детонатора и информация местоположения шпура с информацией, извлеченной из сохраненной информации. Непосредственно перед взрывом извлеченная информация предоставляется на мобильное устройство или компонент взрывной системы для оценки параметров, которые могли бы оказать воздействие или повлиять на процесс взрыва. После подрыва детонатора сопоставляется сейсмическая информация, сгенерированная взрывом, с указанной извлеченной информацией для проведения процесса оценки факторов, которые могли повлиять на процесс взрыва. Изобретение позволяет улучшить безопасность работ, увеличить надежность и точность полученной сейсмической информации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ работы с взрывной системой, которая включает в себя множество шпуров, в каждый из которых заложено взрывчатое вещество, и множество детонаторов, причем по меньшей мере один соответствующий детонатор заложен в соответствующий шпур, при этом способ включает:

присвоение каждому детонатору идентификационного номера детонатора и определение для каждого шпура информации о местоположении,

сбор данных в мобильном устройстве в отношении каждого шпура, выбранных из информации, относящейся к шпуру, детонатору в шпуре, взрывчатому веществу в шпуре и параметрам аспектов окружающей среды, преобладающим вблизи шпура или в нем,

причем собранные данные относятся к информации, выбранной из следующего: (1) информация по окружающей среде, (2) предупреждения, (3) масса взрывчатого вещества в шпуре, (4) литология породы шпура, (5) тип взрывчатого вещества в шпуре, (6) глубина шпура, (7) число детонаторов в шпуре, (8) утечка тока во время использования мобильного устройства, (9) время использования и температура мобильного устройства, (10) температура детонатора, (11) давление внутри шпура, оказываемое взрывчатым веществом или водой на детонатор, (12) глубина детонатора в шпуре, измеренная с поверхности, (13) газовые карманы или другие опасности в грунте;

сохранение информации, собранной в мобильном устройстве, по меньшей мере, в запоминающем устройстве детонатора или в базе данных в базе централизованного хранения,

далее на каждом детонаторе, соотнесение идентификационного номера детонатора и информации о местоположении шпура с информацией, извлеченной из сохраненной информации,

предоставление непосредственно перед взрывом извлеченной информации на мобильное устройство или компонент взрывной системы для оценки параметров, которые могли бы оказать воздействие или повлиять на процесс взрыва, и

после подрыва детонатора, сопоставление сейсмической информации, сгенерированной взрывом, с указанной извлеченной информацией для проведения процесса оценки, чтобы выяснить, повлияла ли информация об окружающей среде и установке на характер полученной сейсмической информации, с определением, таким образом, факторов, которые могли повлиять на процесс взрыва.

2. Способ по п. 1, в котором данные собирают или генерируют на поверхности, когда детонатор помечен, и загружают их в детонатор.