Составной заряд взрывчатого вещества

Полезная модель относится к изделиям на основе утилизируемых взрывчатых веществ и предназначена для производства взрывных работ на земной поверхности при заоткоске уступов, бортов карьеров и горных выработок методом контурного взрывания. Техническими задачами, на решение которых направлена предлагаемая полезная модель, являются: упрощение технологии изготовления заряда и расширение ассортимента применяемых при этом исходных материалов за счет использования в его конструкции утилизируемых ракетных топлив различной чувствительности или тетроловых шашек; упрощение технологии заряжания за счет использования для фиксации заряда в скважине соединительного элемента в виде тканевого рукава, заделанного с нижнего торца, или в виде шнура, пропущенного через все шашки заряда; снижение экологической опасности применения заряда за счет пониженного уровня образования в продуктах детонации ядовитых газов; расширение области применения за счет уменьшения критического диаметра и повышенной водоустойчивости. Указанные технические задачи решаются тем, что в составном заряде взрывчатого вещества, состоящего из последовательно состыкованных торцами обособленных основных зарядов, контактирующего с ними усилителя детонации и соединительного элемента, обособленные основные заряды представляют собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности к внешним воздействиям, в частности, не чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, усилитель детонации представляет собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловые шашки, при этом шашки усилителя детонации размещены поочередно с шашками обособленных основных зарядов, а количество заключенных между шашками усилителя детонации шашек обособленных основных зарядов находится в пределах 1-3.

Полезная модель относится к изделиям на основе утилизируемых взрывчатых веществ и предназначена для производства взрывных работ на земной поверхности при заоткоске уступов, бортов карьеров и горных выработок методом контурного взрывания.

Известен ряд допущенных к постоянному применению составных зарядов контурного взрывания, имеющих в своем составе шашки бризантного взрывчатого вещества (прессованного тротила или флегматизированного гексогена).

Примером такого заряда может служить шланговый заряд длиной 10 м по техническим условиям ТУ 75 11809-71-92 (прототип) (Афанасенков А.Н., Галкин В.В. Использование утилизируемых взрывчатых материалов для повышения эффективности действия взрыва. «Физика горения и взрыва», 2001, т.37, 2, с.131-134), представляющий собой набор соединенных между собой бумажных гильз, внутри каждой из которых расположена прессованная тротиловая шашка (обособленные основные заряды). Вдоль заряда по его оси пропущен гибкий усилитель детонации, выполненный в виде детонирующего кабеля и наполненный взрывчатым веществом (флегматизированный гексоген). Заряд находится в тканевой и пластиковой оплетке, выполняющей роль соединительного элемента.

Недостатками прототипа являются:

заводской характер изготовления, что требует применения специального оборудования и соответствующей технологии,

необходимость при заряжании дополнительных операций с зарядом: крепление промежуточного детонатора или детонирующего шнура;

весьма низкий показатель кислородного баланса (-74%), что приводит к образованию в результате взрыва значительного количества ядовитых продуктов детонации;

значительная величина массы взрывчатого вещества на 1 погонный метр (3,9 кг) и низкая водоустойчивость (до 3 суток), что ограничивает область применения известного заряда.

Техническими задачами, на решение которых направлена предлагаемая полезная модель, являются:

упрощение технологии изготовления заряда и расширение ассортимента применяемых при этом исходных материалов за счет использования в его конструкции утилизируемых ракетных топлив различной чувствительности или тетроловых шашек;

упрощение технологии заряжания за счет использования для фиксации заряда в скважине соединительного элемента в виде тканевого рукава, заделанного с нижнего торца, или в виде шнура, пропущенного через все шашки заряда;

снижение экологической опасности применения заряда за счет пониженного уровня образования в продуктах детонации ядовитых газов;

расширение области применения за счет уменьшения массы взрывчатого вещества на 1 погонный метр и повышенной водоустойчивости.

Указанные технические задачи решаются тем, что в составном заряде взрывчатого вещества, состоящего из последовательно состыкованных торцами обособленных основных зарядов, контактирующего с ними усилителя детонации и соединительного элемента, обособленные основные заряды представляют собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности к внешним воздействиям, в частности, не чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, усилитель детонации представляет собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловые шашки, при этом шашки усилителя детонации размещены поочередно с шашками обособленных основных зарядов, а количество заключенных между шашками усилителя детонации шашек обособленных основных зарядов находится в пределах 1-3.

Шашки обособленных основных зарядов могут характеризоваться чувствительностью к удару на приборе 2 по (копер К-44П) по ГОСТ 4545-88 в пределах 100-140 мм, составляя в среднем 125 мм, а чувствительностью к трению - в пределах 150-170 МПа, составляя в среднем 160 МПа, при этом чувствительность шашек усилителя детонации к удару может находиться в пределах 60-90 мм, составляя в среднем 75 мм, а их чувствительность к трению - в пределах 100-118 мм, составляя в среднем 109 МПа.

Длина шашек обособленных основных зарядов может находиться в пределах 300-1030 мм, а длина шашек усилителя детонации - в пределах 50-100 мм.

Соединительный элемент заряда может быть выполнен в виде рукава, изготовленного из хлопчатобумажных или синтетических тканей, заделанного с нижнего торца или в виде шнура, последовательно пропущенного через осевые каналы, выполненные с этой целью в шашках, составляющих заряд, при этом шнур должен быть снабжен средством фиксации одной или обеих торцевых шашек.

Составной заряд взрывчатого вещества с одного или с обоих торцов может быть снабжен шашками-боевиками, каждая их которых представляет собой шашку баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительную к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловую шашку, в торце которой выполнено глухое гнездо для закрепления в нем капсюля-детонатора или электродетонатора.

Для определения и подтверждения приведенных выше параметров и свойств предлагаемых зарядов взрывчатых веществ для контурного взрывания, были проведены опытные работы, результаты которых приведены в таблице 1.

Таблица 1
Соотношение средней чувствительности к удару на копре К-44П по ГОСТ 4545-88, нижний предел в приборе 2, мм	Соотношение средней чувствительности к трению (в МПа)	Соотношение длин шашек, мм/мм, и их количество в наборе (количество шашек низкой чувствительности / количество шашек повышенной чувствительности)	Затухание детонации, %
125/75	160/109	300/55 (1/1)	0
125/75	160/109	600/55 (2/1)	0
125/75	160/109	900/55 (3/1)	0
125/75	160/109	1200/55 (4/1)	10
125/75	160/109	1500/55 (5/1)	49
125/75	160/109	515/55 (1/1)	0
125/75	160/109	1030/55 (2/1)	0
125/75	160/109	1545/55 (3/1)	0

Из таблицы 1 видно, что в выше приведенных пределах изменения чувствительности используемых для изготовления предлагаемого заряда шашек и их длин, надежность передачи детонации по заряду, равная 100%, обеспечивается при чередовании одной шашки повышенной чувствительности не более, чем с тремя шашками низкой чувствительности.

Сравнительные данные по основным характеристиками прототипа и предлагаемого заряда взрывчатого вещества приведены в таблице 2.

Таблица 2
Наименование характеристик	Прототип	Предлагаемый заряд
Чувствительность к удару на копре К-44П по ГОСТ 4545-88 - нижний предел в приборе 2, мм	500	75-125
Водостойкость, суток	3	30
Скорость детонации, км/сек	6,6	6,8-7,2
Объем ядовитых газов, в пересчете на СО, дм3/кг	331	275
Диаметр скважин, мм	от 80	от 38
Кислородный баланс, %	-74	-29-(-55)

Из таблицы 2 видно, что по водостойкости, скорости детонации (и, соответственно, теплоте взрыва), кислородному балансу (и соответственно, объему ядовитых газов в продуктах детонации) и критическому диаметру предлагаемый заряд взрывчатого вещества имеет лучшие показатели, чем, прототип.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунками, где представлены:

фиг.1 - заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания с соединительным элементом в виде тканевого рукава;

фиг.2 - заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания с соединительным элементом в виде шнура, пропущенного через шашки, составляющие заряд;

фиг.3 - варианты фиксации заряда взрывчатого вещества в скважине различных конструкций (3а - при выполнении соединительного элемента в виде тканевого рукава, длина свободной части которого больше величины недозаряда; 3б - при выполнении соединительного элемента в виде тканевого рукава, длина свободной части которого больше величины недозаряда; 3в - при выполнении соединительного элемента в виде силового шнура).

Примеры конкретного выполнения полезной модели.

Пример 1 (фиг.1). Заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания состоит из трех шашек баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности 1, чередующихся с одной шашкой баллиститного ракетного топлива повышенной чувствительности 2 или тетроловой шашкой. В обоих торцах заряда установлены шашки-боевики 3, в наружных торцах которых выполнены глухие гнезда 4 для закрепления в них капсюля-детонатора или электродетонатора. Весь набор шашек заключен в тканевый рукав 5, заделанный наглухо с нижнего торца. В качестве варианта инициирования шашек-боевиков и повышения детонационной способности заряда в целом все шашки, составляющие заряд взрывчатого вещества могут иметь сквозной соосный канал 6 для размещения в нем детонирующего шнура.

Пример 2 (фиг.2). Заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания состоит из трех шашек баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности 1, чередующихся с одной шашкой баллиститного ракетного топлива повышенной чувствительности 2 или тетроловой шашкой. В обоих торцах заряда установлены шашки-боевики 3, в наружных торцах которых выполнены глухие гнезда 4 для закрепления в них капсюля-детонатора или электродетонатора. Через весь набор шашек по сквозному соосному каналу 6 последовательно проходит силовой шнур 7, зафиксированный узлом 8 с нижнего торца.

Предлагаемый заряд следует устанавливать в скважине путем его подвешивания на опоре 9 (фиг.3), размещаемой на устье взрывной скважины, обеспечивая при этом зазор 10 между торцом заряда и забоем скважины для консолидации всех шашек, составляющих заряд, под действием силы тяжести. При этом в случае использования в качестве соединительного элемента тканевого рукава 5, если длина свободной от взрывчатого вещества части последнего превышает длину недозаряда 11, то заряд подвешивают в скважине путем образования из незаряженной части рукава узла 12 на опоре 9. Если длина свободной от заряда части рукава 5 меньше длины недозаряда 11, то заряд подвешивают в скважине при помощи шнура 13, охватывающего верхнюю часть заряда, заключенного в рукав 5, и завязанного узлом 14 на опоре 9 на устье скважины. При использовании в качестве соединительного элемента шнура 7, пропущенного последовательно через все шашки заряда, последний подвешивают в скважине узлом 15, завязанным верхним концом шнура на опоре 9 на устье скважины.

Инициирование предлагаемого заряда взрывчатого вещества можно производить при помощи детонирующего шнура 16, обмотанного вокруг шашки-боевика или пропущенного через ее осевой канал, или при помощи электродетонатора, устанавливаемого в соответствующее гнездо шашки-детонатора, или с использованием капсюля-детонатора неэлектрической системы взрывания 17, в свою очередь инициируемого посредством ударной волны, возбуждаемой в волноводе 18.

1. Составной заряд взрывчатого вещества, состоящий из последовательно состыкованных торцами обособленных основных зарядов, контактирующего с ними усилителя детонации и соединительного элемента, отличающийся тем, что обособленные основные заряды представляют собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности к внешним воздействиям, в частности, не чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, усилитель детонации представляет собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловые шашки, при этом шашки усилителя детонации размещены поочередно с шашками обособленных основных зарядов, а количество заключенных между шашками усилителя детонации шашек обособленных основных зарядов находится в пределах 1-3.

2. Составной заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен в виде рукава, изготовленного из хлопчатобумажных или синтетических тканей, заделанного с нижнего торца.

3. Составной заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен в виде шнура, последовательно пропущенного через осевые каналы, выполненные с этой целью в шашках, составляющих заряд, при этом шнур снабжен средством фиксации одной или обеих торцевых шашек.

4. Составной заряд взрывчатого вещества по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что чувствительность шашек обособленных основных зарядов к удару находится в пределах 100-140 мм, составляя в среднем 125 мм, а их чувствительность к трению находится в пределах 150-170 МПа, составляя в среднем 160 МПа, при этом чувствительность шашек усилителя детонации к удару находится в пределах 60-90 мм, составляя в среднем 75 мм, а их чувствительность к трению находится в пределах 100-118 мм, составляя в среднем 109 МПа.

5. Составной заряд взрывчатого вещества по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что длина шашек обособленных основных зарядов находится в пределах 300-1030 мм, а длина шашек усилителя детонации - в пределах 50-100 мм.

6. Составной заряд взрывчатого вещества по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что с одного или с обоих торцов он снабжен шашками-боевиками, каждая их которых представляет собой шашку баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительную к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловую шашку, в торце которой выполнено глухое гнездо для закрепления в нем капсюля-детонатора или электродетонатора.