Огнепроводный шнур — тип взрывателя, изобретенный и запатентованный английским изобретателем Уильямом Бикфордом в 1831 году. Первоначально он состоял из «трубки» пороха, окруженной водонепроницаемой лакированной джутовой «веревкой». Он заменил более ранние и менее надежные методы воспламенения пороховых зарядов, которые стали причиной множества травм и смертей в горнодобывающей промышленности. Огнепроводный шнур горит со скоростью около 30 секунд на фут (1 секунда на см).
Документированные свидетельства свидетельствуют о том, что самые ранние запалы были впервые использованы китайцами между 10 и 12 веками. После того, как китайцы изобрели порох, они начали адаптировать его взрывчатые свойства для использования в военных технологиях. К 1044 году они использовали порох в простых гранатах, бомбах и огнеметах. [1] Порох не попадал в Европу до начала 13 века, будучи привезенным из Китая ближневосточными торговцами и купцами по старому Шелковому пути .
В течение трех столетий порох в основном использовался для военных действий. Только в 1574 году порох впервые был введен в горнодобывающую промышленность, [2] и только в 1617 году его впервые применили в крупномасштабной горнодобывающей операции — в Тилло во Франции. [3]
Одной из проблем, с которой столкнулись шахтеры при внедрении пороха в свою деятельность, было то, что он был относительно легко воспламеняем при воздействии искр, сильного тепла или пламени. Метод, используемый шахтерами для взрыва породы, включал сверление нескольких отверстий поперек скальной поверхности, которые заполнялись зарядами пороха. Чтобы ограничить газы, образующиеся при воспламенении, порох ограничивался внутри каждого отверстия для выстрела путем вставки заостренного стержня, известного как «игла», в заряженное порохом отверстие, а затем набивки мягкой глиной и утрамбовки, чтобы сформировать пробку. [4] Затем «игла» удалялась и заменялась запалом, сделанным из соломы или перьев, наполненных черным порохом. [4] Чтобы предотвратить искрообразование, использовались медная игла и неметаллический трамбовочный стержень, обычно сделанный из ореха . [4]
Если бы возникла искра, результаты могли бы быть катастрофическими для рабочей силы, и это было обычным явлением. [5] Шахтеры и владельцы шахт знали об опасностях использования пороха в горнодобывающей промышленности, что очевидно из их инструкций по обращению с материалом. [5] Фабрика в Англии, готовившая материал, написала в своих инструкциях: «Тот, кто трудится внутри или вне пороховых складов, должен выполнять свое поручение в такой уважительной и благоговейной тишине, которая подобает в таком месте, где (если только Всемогущий в своей милости не держит защитную руку над трудом) малейшая невнимательность может не только привести к потере жизни всех присутствующих, но и может даже в один момент превратить это место, а также его окрестности в груду камней». [5]
Другая серьезная проблема касалась преднамеренного воспламенения пороховых зарядов. Чтобы обеспечить некоторую защиту от взрыва и паров, назначенный шахтер поджигал дальний конец запала, который должен был гореть с известной скоростью. Таким образом, шахтеры, зная длину запала, могли оценить задержку между воспламенением запала и воспламенением основных зарядов. Однако ранние запалы, известные как заполненные «перья», имели тенденцию либо гореть нерегулярно, «вспыхивать», либо ломаться — либо из-за разделения, либо из-за «защемления» в шпуре из-за процесса трамбовки. Они также могли быть повреждены, впуская влагу, что могло привести к их тлению вместо горения и вызвать длительную задержку. [6] Если основной заряд не воспламенялся, это называлось осечкой или « зависанием », и шахтерам приходилось ждать, прежде чем возвращаться в забой, чтобы установить новые запалы. В конце XVIII и начале XIX веков шахтеры в Корнуолле все чаще получали серьезные травмы из-за подозрений в том, что произошла осечка, и возвращались к работе как раз в тот момент, когда тлеющее влажное перо поджигало пороховые заряды. [6]
В 1831 году английский торговец Уильям Бикфорд переехал в сердце горнодобывающего района Корнуолла недалеко от Камборна ; где в Такингмилле он разработал первое практичное и надежное средство для воспламенения пороха во время добычи полезных ископаемых, «безопасный взрыватель». После того, как предыдущие попытки разработать более безопасный способ потерпели неудачу, у Бикфорда было озарение во время посещения своего друга, который был канатоделателем . Наблюдая за тем, как его друг сматывает шнуры вместе, чтобы получить канат, Бикфорд решил, что он может адаптировать тот же метод для разработки взрывателя. Это было сделано с помощью его зятя Джорджа Смита и работающего шахтера по имени Томас Дэйви. [6]
Бикфорд изобрел машину, которая нанизывала и сплетала два слоя джутовой пряжи (блестящее растительное волокно), скрученные в противоположных направлениях, поверх небольшой «трубки» с порохом, которая затем вся «лакировалась » смолой для водонепроницаемости продукта. Результатом стало создание фитиля, который при поджигании «огня распространялся по нему только медленно, скорость горения... составляла около 30 секунд на фут». [7] Бикфорд разработал фитиль, который горел в течение известного периода времени, в зависимости от длины фитиля.
Бикфорд получил британский патент на свое устройство (№ 6159 «Безопасный взрыватель для воспламенения пороха, используемого при взрыве скал и т. д.») 6 сентября 1831 года. Первоначально он назывался «Патентный предохранительный стержень», но позже его название было изменено на «Безопасный взрыватель». [6] Он поставлялся в виде «веревки» диаметром около 0,375–0,5 дюйма (9,5–12,7 мм); и продавался в то время примерно по той же цене, что и его предшественник, перья, по три пенса за сажень (6 футов, 1,8 м). [6] Бикфорд также создал партнерство с Томасом Дэйви, который получил двадцать пять процентов прибыли за первые четырнадцать лет. [6]
Учитывая ненадежность взрывателей и средств взрывания до взрывателя Бикфорда, эта новая технология изменила безопасность и условия добычи полезных ископаемых. Из-за плохого ведения учета или его отсутствия, относительно сложно определить точное количество несчастных случаев на шахтах и соответствующую статистику до изобретения взрывателя. Однако «этот взрыватель вскоре заменил менее надежные взрыватели, которые изготавливались из соломинок или игл, наполненных черным порохом, тем самым значительно снизив опасность случайных взрывов в горнодобывающей промышленности или строительстве». [8] Молва о надежности взрывателя Бикфорда распространилась, и вскоре он стал пользоваться большим спросом на мировых рынках. [9]
Запал Бикфорда не только значительно улучшил условия безопасности шахт по всему миру, но и способствовал развитию динамита . Альфред Нобель создал динамит в 1867 году, отлив нитроглицерин и грязеподобное соединение, найденное около его лабораторий, называемое кизельгуром, в отдельные цилиндры. [10] В конце каждого цилиндра Нобель вставил капсюль-детонатор , который можно было поджечь одним из двух способов. Во-первых, вставив предохранительный шнур в капсюль-детонатор и поджег его. Во-вторых, прикрепив электрический провод к капсюлю-детонатору и создав ток, который будет проходить от источника к капсюлю-детонатору. [11]