Патронированный заряд взрывчатого вещества (варианты)

Полезная модель относится к производству зарядов взрывчатого вещеста для ведения взрывных работ на карьерах и взрывных работ специального назначения. Сущность полезной модели: заряд содержит два сыпучих взрывчатых вещества, расположенных в полимерном рукаве послойно, в качестве промежуточного детонатора используют слой высотой не менее одного диаметра заряда из взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способного возбудить детонацию взрывчатого вещества другого слоя, при этом диаметры слоев равны, диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ, а детонационный импеданс взрывчатой смеси промежуточного детонатора больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда. Вариант 2 - заряд содержит промежуточный детонатор, выполненный в виде патрона из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способной возбудить детонацию взрывчатого вещества заряда, при этом диаметр и высота патрона промежуточного детонатора выбираются из условия обеспечения соотношения:

где: Н_пр - приведенная высота слоя взрывчатого вещества, мм;

Н_п - высота патрона, мм;

D_п, D _з - диаметры патрона и заряда соответственно, м,

диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ, диаметр патрона больше критического диаметра детонации его взрывчатого вещества, а детонационный импеданс взрывчатого вещества промежуточного детонатора больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда.

Полезная модель относится к производству зарядов взрывчатого вещества для ведения взрывных работ на карьерах и взрывных работ специального назначения.

В настоящее время все большее значение приобретают взрывные работы с использованием патронированных предварительно изготовленных зарядов взрывчатых веществ в полимерной оболочке (полимерном рукаве). Патронированные заряды могут изготавливаться из разных взрывчатых веществ путем их послойного чередования.

Известны способы заряжания скважин и ведения взрывных работ комбинированными зарядами, изготавливаемыми путем послойного чередования промышленных взрывчатых веществ разного состава (1-7). Недостатками их является сравнительно низкая работоспособность, если в качестве одного из взрывчатых веществ используется аммиачная селитра.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели (прототипом) является комбинированный заряд в виде чередующихся элементов из взрывчатых веществ с разными скоростями детонации, при этом масса элемента низкоскоростного взрывчатого вещества не превышает 3500-4000 минимальных масс высокоскоростного взрывчатого вещества, а соотношение высот элементов из низкоскоростного (h_н) и высокоскоростного (h _в) взрывчатых веществ находится в диапазоне 20<(h _н/h_в)<50 при разнице между поперечными размерами элементов взрывчатых веществ не более 15% (8). Недостатком данного заряда является высокий расход высокоскоростного взрывчатого вещества.

Технической задачей создания полезной модели являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет оптимизации соотношения взрывчатых веществ в заряде, снижения стоимости, уменьшения токсичности продуктов взрыва.

Техническая задача была решена разработкой патронированного заряда взрывчатого вещества в полимерном рукаве, включающем взрывчатое вещество, промежуточный детонатор и первичное средство инициирования, в котором

- вариант 1 - патронированный заряд содержит два сыпучих взрывчатых вещества, расположенных в полимерном рукаве послойно, в качестве промежуточного детонатора используется слой высотой не менее одного диаметра заряда из взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способного возбудить детонацию слоя второго взрывчатого вещества, при этом диаметры слоев взрывчатых

веществ равны, диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ, а детонационный импеданс взрывчатого вещества промежуточного детонатора больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда;

- вариант 2 - патронированный заряд содержит промежуточный детонатор, выполненный в виде патрона из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способного возбудить детонацию взрывчатого вещества заряда, при этом диаметр и высота патрона промежуточного детонатора выбирается из условия обеспечения соотношения:

H_пр =H_пD_п ²/D_з²2D_з,

где:

Н _пр - приведенная высота слоя взрывчатого вещества промежуточного детонатора, м;

Н_п - высота патрона, м;

D_п, D_з - диаметры патрона и заряда соответственно, м,

при этом диаметр патронированного заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ, диаметр патрона промежуточного детонатора больше критического диаметра детонации его взрывчатого вещества, а детонационный импеданс взрывчатого вещества промежуточного детонатора больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда.

Необходимость разработки двух вариантов патронированных зарядов взрывчатых веществ обуславливается многообразием условий ведения взрывных работ, первичных средств инициирования.

Предлагаемая полезная модель патронированного заряда поясняется фиг.1, 2.

Фиг.1 - патронированный заряд взрывчатого вещества варианта 1.

Фиг.2 - патронированный заряд взрывчатого вещества варианта 2.

Обозначения для фиг.1, 2:

1 - полимерный рукав;

2 - взрывчатое вещество заряда;

3 - взрывчатое вещество промежуточного детонатора;

4 - электродетонатор;

5 - «чуб»;

6 - средство заделки торца полимерного рукава;

7 - патрон промежуточного детонатора;

8 - оболочка патрона промежуточного детонатора;

9 - детонирующий шнур;

H_с - высота слоя взрывчатого вещества промежуточного детонатора;

D_з - диаметр заряда;

Н_п, D_п - высота и диаметр патрона промежуточного детонатора.

При ведении взрывных работ специального назначения возникает необходимость установки и фиксации патронированного заряда во взрываемом объекте с помощью полимерного рукава. В этом случае патронированный заряд изготавливают с длиной полимерного рукава, превышающей длину заряда на величину, большую диаметр полимерного рукава. Патронированный заряд закрепляют во взрываемом объекте на свободном конце полимерного рукава.

Патронированный заряд варианта 1 (фиг.1) состоит из двух слоев взрывчатых веществ: слоя малочувствительного взрывчатого вещества 2 и слоя взрывчатого вещества 3 высотой не менее одного диаметра заряда, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способного возбудить детонацию малочувствительного взрывчатого вещества заряда, первичное средство инициирования 4 установлено внутри слоя взрывчатого вещества промежуточного детонатора. Взрывчатые вещества размещены в полимерном рукаве 1, торцы которого собраны в «чуб» 5 и заклипсованы металлической клипсой 6 или заделаны другим способом. Диаметры слоев обоих взрывчатых веществ одинаковы, а диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ.

Патронированный заряд варианта 2 (фиг.2) содержит взрывчатое вещество 3, чувствительное к импульсу первичного средства инициирования и способное возбудить детонацию малочувствительного взрывчатого вещества заряда, в виде патрона 7 в полимерной оболочке 8 с детонирующим шнуром 9, размещенных во взрывчатом веществе 2.

Принцип действия патронированного заряда: после срабатывания первичного средства инициирования от его импульса возбуждается детонация в промежуточном детонаторе, выполненном в виде слоя или патрона взрывчатого вещества, детонационный импеданс которого выше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда. Взрывчатое вещество патронированного заряда инициируется промежуточным детонатором из сыпучего взрывчатого вещества. Промежуточные детонаторы в виде слоя взрывчатого вещества диаметром, равным диаметру заряда, или патрона, размеры которого выбираются из соотношения Н_пр2D_з, контактирующие при инициировании заряда по всему его поперечному сечению, обеспечивают надежное инициирование взрывчатого вещества патронированного заряда и полноту его детонации.

Преимущество заявляемого патронированного заряда - отсутствие дорогостоящих тротилсодержащих шашек-детонаторов типа Т-400Г. Заряжание скважин патронированными зарядами снижает выделение токсичных газов при производстве взрывных работ.

Пример выполнения патронированного заряда в соответствии с предлагаемой полезной моделью: заряд выполнен в полимерном рукаве диаметром 0,12 м из двух взрывчатых веществ: нижний слой высотой 1 м из взрывчатого вещества с плотностью 800 кг/м ³, скоростью детонации 2800 м/с, критическим диаметром детонации 80-90 мм, детонационным импедансом 2240000 кг/м ²с; верхний слой высотой 0,15 м из взрывчатого вещества с плотностью 770 кг/м³,скоростью детонации 3900 м/с, критическим диаметром детонации 25 мм, детонационным импедансом 3003000 кг/м² с. Масса нижнего слоя - 7,6 кг, верхнего - 1,3 кг; масса заряда - 8,9 кг.

Заряжание скважин заявляемыми патронированными зарядами позволяет вести взрывные работы комбинированными зарядами (чередующимися слоями различных взрывчатых веществ) без использования тротилсодержащих шашек-детонаторов, так как роль промежуточного детонатора выполняет слой взрывчатого вещества с большим детонационным импедансом. Заявляемые патронированные заряды используются для ведения специальных взрывных работ, например для взрывной утилизации изношенных автопокрышек.

Полезная модель вариантов 1 и 2 обеспечивает заявленный технический эффект:

- повышение эффективности ведения взрывных работ на горнодобывающих предприятиях за счет формирования комбинированных скважинных зарядов;

- расширение областей ведения специальных видов взрывных работ за счет использования патронированных зарядов, например для взрывного измельчения изношенных автопокрышек;

- снижение токсичности за счет использования патронированных зарядов;

- снижение стоимости взрывчатых материалов за счет замены тротилсодержащих шашек-детонаторов на промежуточные детонаторы из сыпучего взрывчатого вещества.

Предлагаемые патронированные заряды были проверены при ведении взрывных работ на карьерах стройматериалов при заряжании скважин в породах различной крепости, а также при взрывном измельчении изношенных автопокрышек с получением положительных результатов.

Источники информации:

1 Патент РФ №2059965

2 Патент РФ №2059964

3 Патент РФ №2043601

4 Патент РФ №2184928

5 Патент РФ №2234052

6 Патент РФ №2235290

7 Авторское свидетельство СССР №1514010

8 Патент РФ №2152586

1. Патронированный заряд взрывчатого вещества в полимерном рукаве, включающий взрывчатое вещество, промежуточный детонатор и первичное средство инициирования, отличающийся тем, что заряд содержит два сыпучих взрывчатых вещества, расположенных в полимерном рукаве послойно, в качестве промежуточного детонатора - слой высотой не менее одного диаметров заряда из взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способного возбудить детонацию взрывчатого вещества другого слоя, при этом диаметры слоев равны, диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ, а детонационный импеданс взрывчатой смеси промежуточного детонатора больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве инициатора он содержит электрические или неэлектрические детонаторы, или детонирующий шнур.

3. Заряд по п.1, отличающийся тем, что длина полимерного рукава больше высоты патронированного заряда.

4. Патронированный заряд взрывчатого вещества в полимерной оболочке, включающий взрывчатое вещество, промежуточный детонатор и первичное средство инициирования, отличающийся тем, что промежуточный детонатор выполнен в виде патрона из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу первичного средства инициирования и способного возбудить детонацию взрывчатого вещества заряда, при этом диаметр и высота патрона промежуточного детонатора выбираются из условия обеспечения соотношения:

где Н_пр - приведенная высота слоя взрывчатого вещества, мм;

Н_п - высота патрона, мм;

D_п, D _з - диаметры патрона и заряда соответственно, м,

диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатых веществ, диаметр патрона больше критического диаметра детонации его взрывчатого вещества, а детонационный импеданс взрывчатого вещества промежуточного детонатора больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда.

5. Заряд по п.3, отличающийся тем, что в качестве первичных средств инициирования он содержит электрические или неэлектрические детонаторы, или детонирующий шнур.