A robbantó sapkák sokféle formában érkeznek. Biztosítékkúpok, elektromos detonátorok, nem elektromos detonátorok és elektronikus detonátorok a különböző típusú detonátorok megtalálhatók a piacon.
Biztosítékkapcsok
A biztosítékkúpok egymást követő generációinak találmánya arra irányul, hogy válaszoljon a robbanóanyagnak a figyelembe vett időszak alatt felhasznált veszélyes gyújtására. A bányászok biztonsága mindig is az egyik legfontosabb célkitűzés a kiegészítők fejlesztésénél.
A fekete por egy kínai találmány, amelyet tűzijátékként használnak, korunk első évszázadain. Annak ellenére, hogy a fekete poralapú "görög tüzeket" az ókori csatákban használják, az 1380-as év általánosan elismert időpontja a fekete por első vizsgálatainak. A német ferences szerzetes, Berthold Schwarts kifejlesztett puskaporot az antik formából. A kőzetfúvással előállított fekete por első felvett felhasználása Magyarországon 1627-re nyúlik vissza.
A megbízhatatlan égési sebesség mindazonáltal a fekete por rendkívül veszélyes, és sok balesetet eredményez.
Ezt a veszélyes gyújtást legyőzte 1831-ben a William Bickford "bányászbiztosítéki biztosítékának", a fekete porral infravörös fonalat tartalmazó kötélen.
Ascanio Sobrero 1846-ban szintetizált nitroglicerint. A nitroglicerin az első felfedezett robbanóanyag, amely erősebb, mint a fekete por.
Alkalmazása a területen különösen veszélyes marad, különösen 1863-ig, amikor Alfred Nobel feltárta "gyakorlati detonátorját": egy fekete por beültetett fából készült, fémhéjba záródó folyékony nitroglicerin nagyobb töltetébe helyezve. 1865-ben a Nobel kifejlesztett egy higany robbantó sapkát, amely jelentősen csökkenti a termelési költségeket, és ezért hozzájárult az egész iparágban való elterjedéséhez.
Mivel nagyon olcsó, a biztosítékkulcsokat ma is széles körben használják a bányászati iparban, különösen a fejlődő országokban. A biztosítékkúpok is terveztek, érzéketlenek az elektromágneses mezőkre.
Elektromos detonátorok
Az 1880-as évek végén megjelent az első olyan prototípus, amely a villamos energiát indító jel energiaforrásként használta.
Az elektromos robbantó sapkák hasonlóak a biztosítékkúpokhoz, de két szigetelt elektromos vezetékkel, amelyek az egyik végén kiállóak, a biztosíték helyett.
Azonnali elektromos detonátorokat fejlesztettek ki először. 1868-ban H. Julius Smith szabadalmaztatott egy könnyebb és biztonságosabb technológiát, amely lehetővé tette a gyújtást higany fulminátum keverék, nagy ellenállású platina hídhuzal és kéncsatlakozó segítségével.
A késleltetett porkeverék felvétele lehetővé tette az előre programozott elektromos késleltetett detonátorok bevezetését.
Ez a technológia lehetővé teszi a két egymást követő töltés közötti eltolódást, és így az iniciációs szekvenciák létrehozását, amelyek több ellenőrzött felvételeket nyitnak, de korlátozott számú kombinációra korlátozzák. Fél másodperces késleltetésű detonátorok jelentek meg az 1900-as évek elején, miközben az 1927-es milliszekundum késleltetett detonátorok érkeztek piacra.
Az elektromos detonátorok érzékenyek a hőre, a sokkra, a statikus elektromosságra, a rádiófrekvenciás energiára és az elektromágneses sugárzásra.
Nem elektromos detonátorok
A nem-elektromos iniciációs rendszereket, ahol az iniciációs forrás egy lökéshullámból származik, az 1960-as években fejlesztette ki a Dyno Nobel. A nem elektromos robbanógépeket 1973-ban érte el a piac, amely az elektromos beavatkozás minden előnyét kínálja, de hozzáadva a biztonsági előnyöket (elektromosság, rádiófrekvenciás energia és elektromágneses sugárzás), és széles működési rugalmasságot (könnyebb nagyobb iniciációs szekvenciákat tervezni, elméletileg egy korlátlan számú késés).
Ez a beavatkozási rendszer ütközőcsövekből áll, amelyek a lyukas detonátorokhoz és felületi csatlakozókhoz vannak csatlakoztatva. Bár a reaktív porok bevonata és az indítószerkezetnek köszönhetően a lökéscsövek lökéshullámokat továbbítanak a nem elektromos robbanóknak. A terepen lévő kapcsolat "vízvezetékszerű", feltételezve, hogy a lökéshullám olyan, mint a víz, amely a csőben kering a detonátoroktól a másikig.
A nem villamos detonátorokat széles körben használják, világszerte. Az Egyesült Államok mindig is az egyik legnagyobb piaca volt az ilyen típusú detonátoroknak.
Elektronikus detonátorok
Elektronikus komponenseket vezettek be az elektromos kezdeményezés világában az 1960-as évek végén. Az egyes lövések méretének növelése stratégiai fontosságúvá válik az iniciátorok piacán, mivel az elektromos detonátorok képesek lesznek versenyezni az újonnan bevezetett nem elektromos robbanókkal.
Az elektronikus fejlesztések lehetővé teszik egy szekvenciális robbantógép létrehozását. A szekvenciális robbantógép elektronikus úton állítható időzített energiafrekvenciákat biztosít számos vezetékhez, ezáltal drasztikusan megnövelve a villámhárítók maximális számát, amelyek összekötik a blasztokat, és ezáltal növelik a lehetséges kombinációk számát.
Az 1990-es években az elektronikai alkatrészek növekvő miniatürizálásával új ötlet született: a pirotechnikai (por) késleltetés elemének felváltott elektronikus órájának használata, ami pontatlanságot okoz az elektromos detonátoroknak.
1990 és 2000 között hatalmas kutatási és fejlesztési mozgalmat hajtottak végre nagyszámú szereplő előre programozott vagy programozható elektronikus detonátorok kifejlesztésére. A programozható elektronikus detonátorok előrelépést jelentenek a logikában, és meglepő rugalmasságot kínálnak a kezdeti időzítés kiválasztásában. Ez a rugalmasság az elektronikusan ellenőrzött pontossággal együtt megnyitja az ajtókat rövid késleltetésekre, amelyek komplex kezdeti szekvenciákat mutattak, amelyek azóta jelentős előnyöket (zavarok csökkentését, termelékenységnövekedést) mutattak ki a bányászati érdekeltek számára. Numerikus szimulációs szoftvereszközöket fejlesztettek ki a bányászati mérnökök számára, hogy ilyen nagyszámú lehetőséget kezeljenek felvételeik tervezésében.
A magasabb piaci ár ellenére az elektronikus detonátorok a 2000-es években folyamatosan elterjedtek a piacon. Az erős összefonódás és felvásárlási szakasz a gyártók nagy részének eltűnését eredményezte. Manapság csak 5 vagy 6 gyártó marad aktív ezen a piacon.
Mindegyik márkát csak saját, speciálisan tervezett robbantógép programozza. Főként a különböző kommunikációs protokollok miatt ezeknek a gépeknek egyike sem használható arra, hogy több detonátor márkát kezdeményezzen. Következésképpen egyik ilyen márka sem keverhető össze egyetlen felvételen.
Az első vezeték nélküli robbantógép 2000-ben jelent meg a piacon, így nagyobb lövések megkezdését biztosítja egy biztonságosabb távolságból. A vezeték nélküli kezdeményezés szabványosított a piacon.
Az elektronikus detonátorok még mindig az elektromos vezetékeken alapulnak, hogy az iniciációs jel energiaforrását vezessék. Az ORICA bányászati szolgáltatások, a 2011 elején bemutatott vezeték nélküli elektronikus detonátor feltalálója most véget vet ezzel a működési gyengeséggel (potenciális szivárgás, rövidnadrág, vágás, elektromágneses érzékenység), és ezáltal növeli a biztonságot és az enyém jövedelmezőségét.
Folytatjuk!