Шашка-детонатор

Полезная модель относится к области средств промышленного взрывания. Заявляется шашка-детонатор (ШД) из литьевой смеси тротила с пентаэритрита тетранитратом, содержащей дополнительно 0,5÷2% масс, (сверх 100%) чистой двуокиси кремния (аэросила). Техническое решение направлено на повышение качества и безопасности ШД и позволяет получить существенный экономический эффект.

Заявляемая полезная модель относится к области средств промышленного взрывания и предназначена для инициирования скважинных зарядов промышленных взрывчатых веществ (ВВ) при буровзрывных работах на горнодобывающих предприятиях.

В ассортименте отечественных шашек-детонаторов (ШД) имеются шашки из пентолита (литьевой смеси тротила с пентаэритрита тетранитратом-тэном), защищенные свидетельством и патентами на полезные модели и изобретения, например, полезная модель свид. 12238 от 03.06.99 г., полезная модель 13091 от 26.10.99 г., изобретение патент 2177927 от 10.01.2002 г., полезная модель патент 41514 от 26.12.2003 г. Все эти ШД, реализованные в промышленности, например, в виде шашек ПДП-300, ПДП-400, ПДП-600, ПТП-500, ПТП-750, конструктивно однотипны и различаются массой, оболочкой или наличием второго гнезда под капсюль. Все они изготавливаются из пентолита 50/50.

Известны зарубежные ШД фирм «Нитро-Нобель» (Швеция) и «Троян корпорейшен» (США), но они изготавливаются по совершенно иной технологии и, как правило, существенно отличаются по конструктивным признакам.

Основным недостатком отечественных пентолитовых ШД является их компонентная неоднородность, наблюдаемая визуально и обусловленная низкой седиментационной устойчивостью пентолита 50/50. Разница в содержании тэна в верхней и нижней частях шашки уже через 15 минут выходит далеко за пределы допусков на рецептуру. По этой причине не находят применения составы с меньшим (45, 40, 30%) содержанием тэна. В них расслаиваемость смеси проявляется значительно сильнее.

Такая неоднородность может влиять как на восприимчивость ШД, так и на ее безопасность, поскольку скопление тэна в нижней части шашки делает эту часть значительно чувствительнее к механическим воздействиям, чем чувствительность исходной смеси. Особенно это опасно для механизированной разборки «отказавших» скважин.

Ближайшим аналогом (прототипом) выбрана полезная модель 12238, реализованная в виде шашек из пентолита 50/50 в полиэтиленовом корпусе.

Технической задачей заявляемой полезной модели является улучшение качества и безопасности ШД путем повышения ее однородности и обеспечение возможности варьирования номинального значения содержания тэна в шашке (без ущерба для ее качества) в экономических целях.

Технический результат достигается путем введения в состав ВВ пентолитовой шашки 0,5÷2% (сверх 100%) высоко дисперсной чистой двуокиси кремния - аэросила с удельной поверхностью 175 или 300 м ²/г (марок А-175 или А-300 по ГОСТ 14922-77).

Экспериментально было подтверждено, что аэросил А-175 в количестве от 1 до 2% (сверх 100%), увеличивая структурную вязкость расплава, резко снижает расслаиваемость и, одновременно, практически не повышает ее чувствительность, сохраняя при этом удовлетворительные литьевые свойства смеси.

Аэросил А-300 позволяет влиять на расслаиваемость еще более эффективно (см. таблицу). Обе марки аэросила применялись нами в уплотненной форме, позволяющей избежать пыления, осложняющего работу.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Таблица
Содержание тэна в смеси, %	30	40	50
Марка аэросила и его содержание, % (св. 100%)			без аэросила		без аэросила			без аэросила
Расслаиваемость за 15 минут, %	4,1	4,6	30	4,4	25	3,6	3,1	20
Чувствит.к удару, нижний предел, мм	120	120	100	100	100	100	100	100
Частость взрывов, %	40	40	40	60	60	60	60	60
Чувствительность к трению, %	4000-0	3500-0	4500-0	4000-0	4000-0	3500-0	3000-0	3500-0
4500-4	4000-4	5000-4	4500-4	4500-4	4000-4	3500-4	4000-4

Данные таблицы показывают, что введение аэросила радикально снижает расслаиваемость смеси (повышает седиментационную устойчивость), не влияя практически на чувствительность ее к механическим воздействиям. При этом, если для пентолита 70/30 требуется 2% аэросила А-175, то использование марки А-300 уменьшает его долю до 1%. Величина седиментации для всех марок смеси находится в пределах 5%.

Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на перспективу применения ШД из пентолитов 60/40 и 70/30. Если учесть многолетний опыт промышленного применения тротиловых сенсибилизированных ШД по ТУ 84-08628424-748-2004 (патент 36506), содержащих всего 12% тэна, но надежно детонирующих от штатных средств инициирования, за исключением маломощных импортных средств типа «Нонель» и «Праймадет», то ШД из пентолита с 40 и 30% тэна по заявляемому техническому решению будут превосходить их и по мощности, и восприимчивости (надежности). Их использование сулит значительный экономический эффект. Для среднесерийного выпуска годовой эффект может составить 5-8 млн. руб.

Авторами в лабораторных условиях были изготовлены 500-граммовые ШД (см. фиг.1 и 2, где 1 - ВВ, 2 - канал, 3 - гнездо (гнезда), 4 - оболочка). Из таких пентолитов и проведены их испытания после недельной замочки под давлением 2 кгс/см² от шведской неэлектрической системы инициирования «Нонель» (по 5 шт. каждого состава с 30 и 40%% тэна). Все 10 шашек сработали полностью.

Две шашки (одна с 30% и одна с 40% тэна) были изготовлены с использованием порошкообразного пентолита в соотношении 90% тэна, 10% тротила (с соответствующим перерасчетом дозировок). Такой вариант способствует повышению безопасности производства шашек-детонаторов за счет исключения чистого тэна из техпроцесса.

1. Шашка-детонатор для промышленного взрывания, состоящая из оболочки и литого заряда взрывчатого вещества (ВВ), имеющего канал и одно или два гнезда, и изготавливаемого из смеси тэна с тротилом, отличающаяся тем, что заряд ВВ дополнительно содержит чистую двуокись кремния с удельной поверхностью 175 м² /г или 300 м²/г, взятую в количестве 0,5-2 мас.% (сверх 100%).

2. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что содержание тэна в заряде составляет 30-40 мас.%.

3. Шашка-детонатор по п.1 или 2, отличающаяся тем, что заряд изготавливается с применением порошкообразного пентолита.

4. Шашка-детонатор по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что оболочка выполнена из полиэтилена, полипропилена или термоусадочной пленки.