Заряд взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива (варианты)

Авторы патента:

F42D3 - Взрывные работы специального назначения

Полезная модель относится к области ведения взрывных работ при дроблении горячих массивов в мартеновских и доменных печах, при удалении настылей в газоходах кислородно-факельных печей и других металлургических агрегатах.

Суть полезной модели: Заряд взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива содержит термоизоляционную гильзу, состоящую из одной или двух трубок, установленных с зазором относительно взрывной выработки. Заряд взрывчатого вещества выполнен в герметичной полимерной гидроизолирующей оболочке, вдоль которой снаружи проложен и плотно закреплен на ее поверхности вдоль оси заряда детонирующий шнур, выходящий из гильзы через уплотнительную прокладку, и соединен с защищенным от действия посторонних токов электродетонатором. В качестве охлаждающего агента взрывчатого вещества и детонирующего шнура берется вода, которая одновременно выполняет роль забойки заряда и дополнительной плотной оболочки его. Заряд размещен в трубке гильзы с зазором, который фиксируется центрирующими элементами, установленными вдоль оси заряда. Охлаждающая жидкость, поступающая через патрубок, соединенный с верхней частью трубки омывает заряд, внутреннюю трубку гильзы, внутреннюю поверхность наружной трубки и выходит через патрубок, соединенный с верхней частью наружной трубки. Донный отражатель потока охлаждающей жидкости выполнен съемным в виде крышки термоизоляционной гильзы, служащей для ввода заряда взрывчатого вещества с детонирующим шнуром.

2 незав.п. ф-лы, 2 фиг.

Известны заряды взрывчатого вещества в теплоизоляционной асбестовой гильзе, промазанной огнеупорной глиной (1), в гильзе, состоящей из двух оболочек, при этом наружная оболочка выполнена из жести (2), для заряжания и взрывания высокотемпературного массива, недостатком которых является ограничение температурного режима до 200°C и продолжительности зарядных работ до 5 мин из-за быстрого прогрева заряда и высокой опасности ведения взрывных работ.

Заряд взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива, имеющего температуру до 1000 и более градусов, должен иметь специальную систему охлаждения гильзы, в которой размещен заряд, наличие охлаждающего агента и тракта его движения, позволяющих длительное время поддерживать температуру заряда взрывчатого вещества, исключающего его взрыв от перегрева.

Известны устройства, содержащие термоизоляционную гильзу, состоящую из двух коаксиально расположенных оболочек, заряд взрывчатого вещества, размещенный во внутренней оболочке, магистральную трубку для подачи охлаждающего агента (воздуха), расположенную между внутренней и внешней оболочками гильзы и отражатель потока охлаждающего агента, закрепленного на внешней оболочке гильзы (3).

Известно устройство для взрывания горячих массивов, содержащее термоизоляционную гильзу, выполненную из коаксиально расположенных трубок с зазором для прохождения охлаждающего агента, заряд взрывчатого вещества со средством инициирования, магистральную трубку и отражатель потока охлаждающего агента, причем заряд взрывчатого вещества в оболочке и магистральная трубка подачи охлаждающего агента помещены внутрь термоизолирующей гильзы с непосредственным контактом их поверхностей по всей длине заряда по дуге 100-160° (4). Известна термоизоляционная гильза для взрывания высокотемпературного массива, содержащая стакан со стопорными элементами, укрепленными на его боковой поверхности и жестко скрепленную с ним магистральную трубку, донный отражатель охлаждающего агента в виде пластины, жестко закрепленной к донной части магистральной трубки, установленный с зазором по отношению к стакану, в пределах которого в магистральной трубке выполнено боковое отверстие, верхний отражатель охлаждающего агента (5). Недостатком этих устройств является сложность их конструкции, высокая металлоемкость при использовании зарядов взрывчатых веществ большого диаметра, высокая опасность ведения взрывных работ.

Известен заряд взрывчатого вещества, состоящий из взрывчатого вещества и средства инициирования для взрывания высокотемпературного массива. Заряд размещен в термоизоляционной гильзе, состоящей из внутренней и внешней оболочек, разделительной трубки, которые с помощью выступов установлены с зазором по отношению друг к другу. Разделительная трубка с помощью винтов скреплена с внешней оболочкой и со стороны открытого конца гильзы с помощью кольца герметично прикреплена к внутренней оболочке. Зазор между разделительной трубкой и внутренней оболочкой соединен с магистральной трубкой подачи охлаждающего агента (воздуха). Внешняя оболочка снабжена отражателем потока охлаждающего агента (6), недостатком которого является сложность конструкции из-за герметичного соединения верхних концов внутренней и наружной оболочек гильзы, низкая эффективность термоизоляции заряда.

Известен заряд взрывчатого вещества для дробления высокотемпературного массива, включающий гильзу, выполненную из двух оболочек, установленных с образованием кольцевого зазора между ними и их днищами, внешняя оболочка со стороны ее днища выполнена с отверстием для выхода охлаждающего агента в пространство между гильзой и взрывной выработкой, заряд взрывчатого вещества во внутренней оболочке, магистральную трубку для подачи охлаждающего агента (воздуха) и отражатель потока, закрепленный на внешней оболочке, внешняя оболочка снабжена фиксирующими выступами, установленными по ее наружной поверхности, а в кольцевом зазоре гильзы на противоположном от днища торце установлено уплотнительное кольцо (7), принятый авторами в качестве прототипа. Недостатком заряда-прототипа является сложность конструкции, повышенная металлоемкость, недостаточность охлаждения заряда взрывчатого вещества, а следовательно, повышенная опасность проведения взрывов. Главным недостатком такого заряда является крайне низкая взрывная эффективность из-за низкой плотности заряжания взрывчатым веществом зарядной выработки, наличие многослойного воздушного зазора вокруг заряда взрывчатого вещества, экранирующего действие ударной волны и газов взрыва на разрушаемый прочный высокотемпературный массив.

Технической задачей полезной модели являлось упрощение конструкции заряда, повышение его термоизоляции, повышение взрывной эффективности и безопасности ведения взрывных работ

Техническая задача была решена разработкой заряда взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива и его варианта, содержащего термоизоляционную гильзу, установленную с зазором относительно взрывной выработки, взрывчатое вещество, средство инициирования, забойку, охлаждающий агент, тракт подачи и движения охлаждающего агента, отражатели потока охлаждающего агента, в котором заряд взрывчатого вещества выполнен в герметичной полимерной гидроизолирующей оболочке с проложенным и плотно закрепленным на ее поверхности вдоль оси заряда детонирующего шнура, выходящего из гильзы через уплотнительную прокладку и соединенному с защищенным электродетонатором; в качестве охлаждающего агента взрывчатого вещества и детонирующего шнура берется вода, которая одновременно выполняет роль забойки заряда и дополнительной плотной оболочки его;

- вариант 1 - заряд взрывчатого вещества с внутренней системой жидкостного охлаждения термоизоляционной гильзы-

заряд размещен во внутренней трубке гильзы с зазором, который фиксируется центрирующими элементами, установленными вдоль оси заряда, охлаждающая жидкость, поступающая через патрубок, соединенный с верхней частью внутренней трубки, омывает заряд взрывчатого вещества и детонирующий шнур, внутреннюю трубку гильзы, внутреннюю поверхность наружной трубки и выходит через патрубок, соединенный с верхней частью наружной трубки;

- вариант 2 - заряд взрывчатого вещества с внутренней и внешней системами охлаждения термоизоляционной гильзы-

заряд размещен в гильзе в виде трубки с зазором, который фиксируется центрирующими элементами, установленными вдоль оси заряда, охлаждающая жидкость, поступающая через патрубок, соединенный с верхней частью трубки, омывает заряд взрывчатого вещества и детонирующий шнур, внутреннюю и внешнюю поверхность гильзы, поверхность горячего массива и отклоняется при выходе отражателем в сторону от оси заряда.

Необходимость двух вариантов заряда взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива (далее по тексту заряд) обуславливается разнообразием металлургических агрегатов, подлежащих обработке взрывом, и их температурным режимом.

Принципиальные схемы зарядов взрывчатых веществ изображены на фиг.1, 2.

- фиг.1 - схема заряда взрывчатого вещества по варианту 1;

- фиг.2 - схема заряда взрывчатого вещества по варианту 2.

Заряд взрывчатого вещества 1 выполнен в виде патрона, взрывчатое вещество 2 помещается в герметичную полимерную гидроизолирующую оболочку 3, по наружной поверхности которой проложен и прочно скреплен с ней детонирующий шнур 4. Заряд взрывчатого вещества варианта 1 размещается во внутренней трубке 5 гильзы. Коаксиальность внутренней 5, наружной 6 трубок гильзы и заряда 1 между собой и по отношению к взрывной выработке 10 обеспечивается центрирующими элементами 6, 7, 8. Элементы 7 являются одновременно крепежными элементами, удерживающими гильзу в зарядной выработке горячего массива. Заряд взрывчатого вещества варианта 2 размещается в гильзе, состоящей из одной трубки 11. Коаксиальность гильзы и заряда взрывчатого вещества между собой и по отношению к взрывной выработке 10 обеспечивается центрирующими элементами. Детонирующий шнур 4 выводится из гильзы через уплотнительную прокладку 12 и соединяется с инициатором взрыва 13 - защищенным от действия посторонних токов электродетонатором, например, индукционным высокочастотным детонатором ЭД-24. Заряд в гильзе фиксируется центрирующими элементами 6, установленными вдоль заряда. Гильза с наружной стороны снабжена крепежными выступами 7 для закрепления и фиксации ее в зарядной выработке (скважине или шпуре). Подача жидкого охлаждающего агента (воды) 14 производится по магистральному патрубку 9, соединенному с верхней частью гильзы. Гильза снабжена верхним 15 и нижним (донным) 16 отражателями потока охлаждающей жидкости, причем нижний отражатель выполнен съемным в виде крышки термоизолирующей гильзы, служащей для введения заряда взрывчатого вещества со средствами инициирования. В предлагаемом заряде вода одновременно выполняет роль забойки и дополнительной плотной оболочки заряда взрывчатого вещества, что усиливает эффективность взрыва. Тракт подачи, движения и отвода жидкого охлаждающего агента показан стрелками. Для заряда варианта 1 охлаждающая жидкость подается насосом под давлением, омывает внутреннюю трубку, заряд взрывчатого вещества и внутреннюю поверхность наружной трубки гильзы, высокотемпературный массив непосредственному воздействию охлаждающего агента не подвергается. Для заряда варианта 2 охлаждению подвергаются внутренняя и внешняя стенки гильзы, заряд и стенка высокотемпературного массива.

Термоизоляционные гильзы выполняются из металлических или полимерных термостойких труб, например, полипропиленовых, наружные стенки которых могут быть дополнительно обработаны негорючим жидким керамическим теплоизоляционным покрытием типа изоллат-04 (теплоизолятор, применяемый при температуре теплоносителя до +600°C).

Основные отличия предлагаемого заряда:

- использование воды в качестве охлаждающего агента взрывчатого вещества и детонирующего шнура, забойки и дополнительной оболочки заряда;

- конструкция заряда, повышающего эффективность передачи энергии взрыва разрушаемому высокотемпературному массиву.

Заряд взрывчатого вещества работает следующим образом.

Перед взрыванием гильзу без заряда взрывчатого вещества (на фиг. не показано), но с включенным потоком охлаждающей жидкости помещают во взрывную выработку (шпур или скважину), пробуренную в высокотемпературном массиве. Внутрь гильзы помещают термометр или термопару, с помощью которых измеряют температуру внутренней поверхности гильзы. Охлаждающая жидкость, поступая в гильзу, начинает омывать ее, как показано стрелками, отбирая тепло от стенок взрывной выработки и тем самым предотвращает нагревание гильзы до температуры, опасной в отношении преждевременного взрыва заряда взрывчатого вещества. Меняя интенсивность потока с помощью вентиля за счет регулирования расхода и давления охлаждающей жидкости в подающей магистрали добиваются установления и стабилизации требуемой температуры во внутренней трубке 5 гильзы (вариант 1) или трубке 11 (вариант 2), при которой обеспечивалась бы безопасность производства взрывных работ, например, температуры ниже 80°C. По показаниям расходомера и манометра фиксируются параметры охлаждающего потока жидкости внутри гильзы с зарядом взрывчатого вещества и детонирующего шнура, обеспечивающие безопасный температурный режим. Затем внутрь трубки гильзы через съемную крышку донного отражателя вводят заряд взрывчатого вещества с детонирующим шнуром, а затем подают охлаждающую жидкость с установленным расходом и давлением потока при непрерывной подаче охлаждающей жидкости термоизоляционная гильза с зарядом взрывчатого вещества вводится в зарядную выработку, пробуренную в высокотемпературном массиве, подача воды не прекращается до завершения взрывных работ. По окончании заряжания взрывники удаляются на безопасное расстояние и производят взрыв с использованием защищенных от посторонних токов электродетонаторов, например, индукционных высокочастотных электродетонаторов ЭД-24.

В предлагаемом заряде взрывчатого вещества и его варианте жидкий охлаждающий агент одновременно выполняет роль дополнительной плотной оболочки заряда, при этом снижается критический диаметр детонации заряда взрывчатого вещества, снижается масса взрывчатого вещества заряда, повышается его работоспособность, обеспечивается высокий дробящий эффект разрушаемого объекта. За счет снижения массы взрывчатого вещества заряда можно увеличить диаметр заряда, разместив его в гильзу в виде одной трубки. Так как жидкостной зазор вокруг заряда образует дополнительную оболочку, то при взрыве заряда жидкость подвергается сильному сжатию и переходит в газообразное состояние (парогаз), способствуя дополнительному разрушению взрываемого объекта.

Основной технический результат полезной модели - упрощение конструкции заряда взрывчатого вещества, повышение его термоизоляции, повышение безопасности ведения взрывных работ - достигается за счет отличительных признаков заявляемого заряда взрывчатого вещества:

- размещение взрывчатого вещества и детонирующего шнура в герметичной полимерной гидроизолирующей оболочке, в котором охлаждающая жидкость является забойкой заряда, расположение и крепление детонирующего шнура на поверхности патронированного заряда упрощает конструкцию заряда;

- использование жидкого охладителя (воды) улучшает и ускоряет охлаждение гильзы, в которой размещается заряд взрывчатого вещества и детонирующий шнур, что сокращает или полностью устраняет простои металлургических агрегатов, связанные с необходимостью охлаждения взрываемых массивов;

- использование жидкого охладителя (воды), выполняющей одновременно роль дополнительной плотной оболочки заряда взрывчатого вещества повышает дробящее действие заряда, снижает массу взрывчатого вещества заряда;

- использование конструкции предлагаемого заряда, жидкого охладителя снижает опасность ведения работ по взрыванию в высокотемпературных массивах;

- а для варианта 2 дополнительно - возможность увеличения диаметра заряда.

Предлагаемый заряд был проверен при взрыве горячих массивов с температурой 1000 и более градусов с положительными результатами, при этом повышается эффективность термоизоляции заряда, что позволило сократить или полностью устранить простои металлургических агрегатов, связанные с необходимостью охлаждения взрываемых массивов, повышается дробящее действие заряда, снижается опасность ведения взрывных работ.

Источники информации:

1. Б.Н.Кутузов «Проектирование взрывных работ», М., «Недра», 1974.

2. В.Г.Афонин, Л.М.Гейман, В.М.Комир «Справочное руководство по взрывным работам в строительстве», Киев, «Будивельник», 1974.

3. АС СССР 708737.

4. АС СССР 997730.

5. АС СССР 995584.

6. АС СССР 719199.

7. АС СССР 739918.

1. Заряд взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива, содержащий термоизоляционную гильзу, установленную с зазором относительно взрывной выработки, взрывчатое вещество, средство инициирования, забойку, охлаждающий агент, тракт подачи, движения и отвода охлаждающего агента, отражатели потока охлаждающего агента, отличающийся тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен в герметичной полимерной гидроизолирующей оболочке с проложенным и плотно закрепленным на ее поверхности вдоль оси заряда детонирующего шнура, выходящего из гильзы через уплотнительную прокладку и соединенному с защищенным от действия посторонних токов электродетонатором; в качестве охлаждающего агента взрывчатого вещества и детонирующего шнура берется вода, которая одновременно выполняет роль забойки заряда и дополнительной плотной оболочки его; заряд размещен во внутренней трубке гильзы с зазором, который фиксируется центрирующими элементами, установленными вдоль оси заряда, охлаждающая жидкость, поступающая через патрубок, соединенный с верхней частью внутренней трубки омывает заряд, внутреннюю трубку гильзы, внутреннюю поверхность наружной трубки и выходит через патрубок, соединенный с верхней частью наружной трубки; донный отражатель потока охлаждающей жидкости выполнен съемным в виде крышки термоизоляционной гильзы, служащей для ввода заряда взрывчатого вещества с детонирующим шнуром.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что наружные поверхности трубок гильзы могут быть дополнительно обработаны негорючим жидким керамическим теплоизоляционным покрытием.

3. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве защищенных от действия посторонних токов могут выть использованы индукционные высокочастотные электродетонаторы ЭД-24.

4. Заряд взрывчатого вещества для взрывания высокотемпературного массива, содержащий термоизоляционную гильзу, установленную с зазором относительно взрывной выработки, взрывчатое вещество, средство инициирования, забойку, охлаждающий агент, тракт подачи, движения и отвода охлаждающего агента, отражатели потока охлаждающего агента, отличающийся тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен в герметичной полимерной гидроизолирующей оболочке с проложенным и плотно закрепленным на ее поверхности вдоль оси заряда детонирующего шнура, выходящего из гильзы через уплотнительную прокладку и соединенному с защищенным от действия посторонних токов электродетонатором; в качестве охлаждающего агента берется вода, которая одновременно выполняет роль забойки заряда и дополнительной плотной оболочки его; заряд размещен в гильзы в виде трубки с зазором, который фиксируется центрирующими элементами, установленными вдоль оси заряда, охлаждающая жидкость, поступающая через патрубок, соединенный с верхней частью трубки омывает заряд, внутреннюю и внешнюю поверхность гильзы, поверхность горячего массива и отклоняется при выходе отражателем в сторону от оси заряда; донный отражатель потока охлаждающей жидкости выполнен съемным в виде крышки термоизоляционной гильзы, служащей для ввода заряда взрывчатого вещества с детонирующим шнуром.

5. Заряд по п.4, отличающийся тем, что наружная поверхность гильзы может быть обработана негорючим жидким керамическим теплоизоляционным покрытием.

6. Заряд по п.4, отличающийся тем, что в качестве защищенных от действия посторонних токов могут выть использованы индукционные высокочастотные электродетонаторы ЭД-24.

Похожие патенты:

Индукционная тигельная печь // 109281