Kule do wydmuchiwania występują w różnych formach. Osłonki bezpieczników, detonatory elektryczne, detonatory nieelektryczne i detonatory elektroniczne to różne rodzaje zapalników dostępnych na rynku.
Osłony bezpieczników
Wynalezienie kolejnych generacji pokrywek bezpieczników ma na celu odpowiedzenie na niebezpieczny zapłon materiałów wybuchowych używanych w rozważanym okresie. Bezpieczeństwo górników zawsze było jednym z głównych celów rozwoju akcesoriów do piaskowania.
Mówi się, że czarny proszek jest chińskim wynalazkiem, używanym jako fajerwerki, pochodzącym z pierwszych wieków naszej ery. Pomimo użycia "starożytnych bitew" w oparciu o czarny proszek, 1380 jest powszechnie uznawaną datą pierwszych badań na czarnym proszku. Niemiecki mnich franciszkański, Berthold Schwarts opracował proch z antycznej formuły. Pierwsze zarejestrowane użycie czarnego proszku do piaskowania pochodzi z 1627 roku na Węgrzech.
Jego niewiarygodna szybkość spalania sprawia, że czarny proszek jest wyjątkowo niebezpieczny i powoduje wiele wypadków.
Ten niebezpieczny zapłon został pokonany w 1831 roku dzięki wynalazkowi "Miners Safety Fuse" autorstwa Williama Bickforda, liny z pasmem przędzy napompowanej czarnym proszkiem.
Ascanio Sobrero syntetyzował nitroglicerynę w 1846 roku. Nitrogliceryna jest pierwszym odkrytym materiałem wybuchowym, który jest silniejszy niż czarny proszek.
Jego użycie na polu pozostaje szczególnie niebezpieczne szczególnie do 1863 roku, gdy Alfred Nobel odsłonił swój "praktyczny detonator": drewnianą wtyczkę czarnego proszku włożoną do większego ładunku ciekłej nitrogliceryny, zamkniętego w metalowej powłoce. W 1865 r. Nobel opracował korek rtęciowy, który znacznie obniża koszty produkcji, a tym samym przyczynił się do jego rozprzestrzenienia w całej branży.
Jako bardzo tanie, czapki bezpiecznikowe są nadal szeroko stosowane w przemyśle wydobywczym, szczególnie w krajach rozwijających się. Również czapki bezpieczników są niewrażliwe na pola elektromagnetyczne.
Detonatory elektryczne
Pierwsze prototypy detonatorów wykorzystujących energię elektryczną jako źródło energii sygnału inicjacji pojawiły się pod koniec lat 80. XIX wieku.
Elektryczne nasadki do czyszczenia są podobne do pokryw bezpieczników, ale z dwoma izolowanymi przewodami elektrycznymi wystającymi z jednego końca zamiast z bezpiecznika.
Natychmiastowe detonatory elektryczne zostały opracowane jako pierwsze. W 1868 r. H. Julius Smith opatentował łatwiejszą i bezpieczniejszą technologię, pozwalającą na zapłon za pomocą mieszanki piorunującej rtęci, drut mostkowy platynowy o wysokiej wytrzymałości i korek siarki.
Włączenie pociągu opóźnionego proszku umożliwiło wprowadzenie zaprogramowanych elektrycznych opóźnionych detonatorów.
Technologia ta pozwala na przesunięcie pomiędzy dwoma kolejnymi ładunkami, a zatem tworzenie sekwencji inicjacji, otwieranie drzwi na bardziej kontrolowane strzały, ale ogranicza się do skończonej liczby kombinacji. Detonatory opóźniające pół sekundy pojawiły się na początku 1900 roku, podczas gdy detonatory opóźniające milisekundę pojawiły się na rynku w 1943 roku.
Detonatory elektryczne są wrażliwe na ciepło, wstrząsy, elektryczność statyczną, energię częstotliwości radiowych i promieniowanie elektromagnetyczne.
Nieelektryczne detonatory
Całkowite nieelektryczne systemy inicjacji, w których źródło inicjacji pochodzi z fali uderzeniowej, zostały opracowane w latach sześćdziesiątych przez Dyno Nobel. Detonatory nieelektryczne trafiły na rynek w 1973 roku, oferując wszystkie zalety inicjacji elektrycznej, ale zapewniające dodatkowe korzyści w zakresie bezpieczeństwa (niewrażliwość na energię elektryczną, energię częstotliwości radiowych i promieniowanie elektromagnetyczne) oraz szeroką elastyczność operacyjną (łatwiejsze projektowanie większych sekwencji inicjacji, teoretycznie za pomocą nieograniczona liczba opóźnień).
Ten układ inicjujący składa się z rur uderzeniowych połączonych z detonatorami w dół i łącznikami powierzchniowymi. Chociaż powłoka reaktywnych proszków i dzięki rozrusznikowi, rury uderzeniowe przekazują fale uderzeniowe do nieelektrycznych detonatorów. Połączenie na polu jest "hydrauliczne", zakładając, że fala uderzeniowa jest jak woda krążąca w rurze od detonatora do drugiej.
Nieelektryczne detonatory są szeroko stosowane na całym świecie. Stany Zjednoczone zawsze były jednym z największych rynków tego typu zapalników.
Detonatory elektroniczne
Elementy elektroniczne zostały wprowadzone w świecie inicjacji elektrycznej pod koniec lat sześćdziesiątych. Zwiększenie wielkości każdego strzały okazuje się strategiczne dla rynku inicjatorów, ponieważ detonatory elektryczne mogą konkurować z nowo wprowadzonymi nieelektrycznymi detonatorami.
Dzięki elektronicznym rozwiązaniom możliwe jest stworzenie sekwencyjnej maszyny do śrutowania. Sekwencyjna maszyna do piaskowania dostarcza elektronicznie regulowane czasowe impulsy energii do wielu przewodów doprowadzających, dramatycznie zwiększając maksymalną liczbę detonatorów elektrycznych, z którymi blastery mogą się połączyć, a zatem zwiększa liczbę potencjalnych kombinacji.
W latach 90. rosnąca miniaturyzacja elementów elektronicznych zrodziła nowy pomysł: użycie wbudowanego zegara elektronicznego do wymiany pirotechnicznego (proszkowego) elementu opóźniającego, który powoduje niedokładność detonatorów elektrycznych.
W latach 1990-2000 masowy ruch badawczo-rozwojowy był prowadzony przez dużą liczbę aktorów w celu opracowania zaprogramowanych lub programowalnych elektronicznych detonatorów. Programowalne elektroniczne detonatory stanowią krok naprzód w logice, oferując niesamowitą elastyczność w wyborze czasu inicjacji. Ta elastyczność wraz z elektronicznie sterowaną dokładnością otwiera drzwi dla krótkich opóźnień złożonych sekwencji inicjacji, które od tego czasu przyniosły znaczące korzyści (zmniejszenie uciążliwości, wzrost produktywności) podmiotom wydobywczym. Opracowano numeryczne narzędzia do symulacji, które pomagają inżynierom górników w radzeniu sobie z tak ogromną liczbą możliwości w projektowaniu swoich ujęć.
Pomimo wyższej ceny rynkowej, detonatory elektroniczne stale rozprzestrzeniały się na rynku w latach 2000. Silny etap fuzji i przejęć spowodował zniknięcie dużej części producentów. Obecnie na tym rynku działa tylko 5 lub 6 producentów.
Każda marka może być zaprogramowana tylko przez specjalnie zaprojektowaną maszynę do śrutowania. Ze względu na różne protokoły komunikacyjne, żadna z tych maszyn nie może być używana do inicjowania kilku marek detonatorów. W związku z tym żadna z tych marek nie może być mieszana w jednym ujęciu.
Pierwsza bezprzewodowa maszyna do piaskowania pojawiła się na rynku w 2000 roku, pozwalając na rozpoczęcie większych ujęć z bezpieczniejszej odległości. Inicjacja bezprzewodowa stała się standardem na rynku.
Elektroniczne detonatory nadal opierają się na okablowaniu elektrycznym w celu przeprowadzenia źródła energii sygnału inicjującego. ORICA Mining Services, wynalazca bezprzewodowego elektronicznego detonatora zaprezentowanego na początku 2011 roku, udaje, że kończy się tą operacyjną słabością (potencjalny wyciek, zwarcie, odcięcie, wrażliwość elektromagnetyczna), a co za tym idzie, zwiększa bezpieczeństwo i rentowność kopalni.
Ciąg dalszy nastąpi!