Différents types de détonateurs utilisés dans les mines

Comme expliqué dans un article précédent, "Les fusibles ont été utilisés pour retarder l'allumage et permettre au blaster de rester à distance de l'explosion. Le temps de combustion introduit un délai flexible qui dépend de la longueur du fusible en feu. (…) La flamme sert de détonateur et le retard est la longueur du fusible. Même les technologies d'initiation les plus avancées continuent d'utiliser les mêmes concepts, mais parfois sous des formes différentes. "

Les capsules de dynamitage peuvent prendre diverses formes. Bouchons de fusibles, détonateurs électriques, détonateurs non électriques et détonateurs électroniques sont les différents types de détonateurs que vous pouvez trouver sur le marché.

Bouchons de fusibles

L'invention des générations successives de bouchons de fusibles vise à répondre à l'allumage dangereux du produit explosif utilisé pendant la période considérée. La sécurité des mineurs a toujours été l'un des principaux objectifs du développement des accessoires de dynamitage.

On dit que la poudre noire est une invention chinoise, utilisée comme feu d'artifice, datée des premiers siècles de notre ère. Malgré l'utilisation de «feux grecs» à base de poudre noire dans les batailles antiques, 1380 est une date communément reconnue pour les premières études sur la poudre noire. Le moine franciscain allemand, Berthold Schwarts a développé la poudre à canon de la formule antique. La première utilisation enregistrée de poudre noire pour le dynamitage de roche remonte à 1627, en Hongrie.

La vitesse de combustion n'est pas fiable, ce qui rend la poudre noire extrêmement dangereuse et entraîne de nombreux accidents.

Cet allumage dangereux a été surmonté en 1831 avec l'invention du "Miners Safety Fuse" par William Bickford, une corde avec un brin de fil infusé de poudre noire.

Ascanio Sobrero synthétise la nitroglycérine en 1846. La nitroglycérine est le premier explosif découvert à être plus puissant que la poudre noire.

Son utilisation sur le terrain reste particulièrement dangereuse surtout jusqu'en 1863 où Alfred Nobel dévoile son «détonateur pratique»: un bouchon de bois de poudre noire inséré dans une plus grande charge de nitroglycérine liquide, enfermé dans une coquille métallique. En 1865, Nobel a mis au point un bouchon de décapage au mercure qui représente une réduction substantielle des coûts de production et a donc contribué à sa propagation dans toute l'industrie.

Très bon marché, les capuchons de fusibles sont encore largement utilisés aujourd'hui dans l'industrie minière, en particulier dans les pays en développement. Les boîtiers de fusibles sont également, par conception, insensibles aux champs électromagnétiques.

Détonateurs électriques

À la fin des années 1880, les premiers prototypes de détonateurs utilisant l'électricité comme source d'énergie d'amorçage sont apparus.

Les détonateurs électriques sont similaires aux capuchons de fusibles, mais avec deux fils électriques isolés dépassant d'une extrémité, au lieu du fusible.

Les détonateurs électriques instantanés ont été développés en premier. En 1868, H. Julius Smith a breveté une technologie plus facile et plus sûre, permettant l'allumage à travers un mélange de fulminate de mercure, un fil de platine à haute résistance et un bouchon de soufre.

L'inclusion d'un train de poudre à retard a permis l'introduction de détonateurs retardés électriques préprogrammés.

Cette technologie permet un décalage entre deux charges consécutives et donc, la création de séquences d'amorçage, ouvrant les portes à des coups plus contrôlés mais limités à un nombre fini de combinaisons. Des détonateurs à retard d'une demi-seconde sont apparus au début des années 1900, tandis que des détonateurs à retard de milliseconde sont arrivés sur le marché en 1943.

Les détonateurs électriques sont sensibles à la chaleur, aux chocs, à l'électricité statique et aux radiations électromagnétiques.

Détonateurs non électriques

Les systèmes d'amorçage non électriques totaux, dont la source d'amorçage provient d'une onde de choc, ont été développés dans les années 1960 par Dyno Nobel. Les détonateurs non électriques arrivent sur le marché en 1973, offrant tous les avantages de l'initiation électrique mais apportant des avantages de sécurité (insensibilité à l'électricité, aux radiofréquences et aux rayonnements électromagnétiques) et une grande flexibilité opérationnelle (plus facile à concevoir). nombre illimité de retards).

Ce système d'amorçage est composé de tubes de choc reliés aux détonateurs et aux connecteurs de surface. Bien que leur revêtement de poudres réactives et grâce à un démarreur, les tubes de choc transmettent des ondes de choc aux détonateurs non électriques. La connexion sur le terrain est «semblable à la plomberie», en supposant que l'onde de choc est comme l'eau, circulant dans le tube d'un détonateur à l'autre.

Les détonateurs non électriques sont largement utilisés dans le monde entier. Les États-Unis ont toujours été l'un des marchés les plus importants pour ce type de détonateurs.

Détonateurs électroniques

Les composants électroniques ont été introduits dans le monde de l'initiation électrique à la fin des années 1960. Augmenter la taille de chaque tir devient stratégique pour le marché des initiateurs, pour que les détonateurs électriques puissent rivaliser avec les nouveaux détonateurs non électriques.

Les développements électroniques rendent possible la création d'une grenailleuse séquentielle. La machine de sablage séquentiel délivre des pointes d'énergie temporisées réglables électroniquement à un certain nombre de fils de plomb, ce qui augmente considérablement le nombre maximum de détonateurs électriques que les blasters peuvent connecter et augmente donc le nombre de combinaisons potentielles.

Dans les années 1990, la miniaturisation croissante des composants électroniques a donné naissance à une nouvelle idée: utiliser une horloge électronique embarquée pour remplacer l'élément retardateur pyrotechnique (en poudre) qui crée une imprécision pour les détonateurs électriques.

De 1990 à 2000, un grand nombre d'acteurs ont développé un vaste mouvement de recherche et développement pour développer des détonateurs électroniques préprogrammés ou programmables. Les détonateurs électroniques programmables représentent une longueur d'avance dans la logique, offrant une flexibilité étonnante dans le choix du timing d'initiation.Cette flexibilité associée à la précision contrôlée électroniquement ouvre des portes pour de courts délais d'initiation complexes qui ont depuis démontré des bénéfices significatifs (réduction des nuisances, augmentation de la productivité) aux acteurs miniers. Des outils de simulation numérique ont été développés pour aider les ingénieurs miniers à faire face à un si grand nombre de possibilités dans la conception de leurs plans.

Malgré un prix de marché plus élevé, les détonateurs électroniques se sont répandus régulièrement sur le marché au cours des années 2000. Une forte phase de fusion et d'acquisition a entraîné la disparition d'une grande partie des fabricants. De nos jours, seuls 5 ou 6 fabricants restent actifs sur ce marché.

Chaque marque peut être programmée uniquement par sa propre machine de sablage. En raison principalement de différents protocoles de communication, aucune de ces machines ne peut être utilisée pour initier plusieurs marques de détonateurs. Par conséquent, aucune de ces marques ne peut être mélangée en un seul coup.

La première sableuse sans fil est apparue sur le marché en 2000, ce qui a permis de lancer des tirs plus importants à une distance plus sûre. L'initiation sans fil est devenue une norme sur le marché.

Les détonateurs électroniques reposent encore sur le câblage électrique pour acheminer la source d'énergie du signal d'amorçage. ORICA Mining Services, l'inventeur d'un détonateur électronique sans fil dévoilé début 2011, prétend maintenant mettre fin à cette faiblesse opérationnelle (fuite potentielle, court-circuit, coupure, sensibilité électromagnétique) et augmente ainsi la sécurité et la rentabilité de la mine.

À suivre!