Заряд взрывания

Полезная модель относится к средствам взрывания, используемых для разрушения негабаритных кусков горной породы, для заряжания шпуров и скважин, в качестве боевиков при ведении взрывных работ.

Сущность полезной модели: заряд взрывания выполнен в полимерной оболочке, в которой аммиачно-селитренное взрывчатое вещество на основе пористой порошкообразной аммиачной селитры или смеси пористой порошкообразной аммиачной селитры с порошкообразным твердым горючим с содержанием 1,0-3,5 мас.% жидкого горючего занимает не более 95% объема полимерной оболочки, инициатор взрыва размещается внутри аммиачно-селитренного взрывчатого вещества или прочно закрепляется снаружи на полимерной оболочке.

1 фиг., 6 зав.п. формулы

Полезная модель относится к зарядам для инициирования низкочувствительных взрывчатых веществ (ВВ), для взрывания горных пород, разрушения негабаритных кусков горной породы в промышленных условиях.

Известны патроны из аммонита 6ЖВ в полиэтиленовой оболочке диаметром 60 и 90 мм, массой 1,30-1,35 и 3,0-3,12 кг соответственно, которые используются в качестве боевиков и для заряжания сухих и обводненных скважин при ведении взрывных работ на земной поверхности и в забоях подземных выработок, кроме рудников и шахт опасных по газу и пыли (ТУ 7276-004-07510709-97). Плотность аммонита 6ЖВ в патроне не менее 1000 кг/м³ Патроны детонируют от капсюля-детонатора, электродетонатора, неэлектрических систем взрывания и детонирующего шнура. Патроны насыпные из аммонита 6ЖВ полиэтиленовой оболочке содержат взрывчатое вещество, состоящее из (мас.%) 79,0±1,5 селитры аммиачной водоустойчивой и 21,0±1,5 тротила, приняты авторами в качестве прототипа (1).

Недостатками патронированного аммонита 6ЖВ является сложность обеспечения постоянной плотности заряжания по высоте колонки скважинного заряда и надежной передачи детонации от патрона к патрону.

Патронированный аммонит 6ЖВ имеет высокую стоимость и повышенную токсичность из-за наличия дорогостоящего и токсичного тротила, входящего в состав аммонита 6ЖВ. Аммонит 6ЖВ и патроны из него не подлежат изготовлению на местах ведения взрывных работ из-за высокой чувствительности ВВ к механическим воздействиям, поэтому они завозятся на места ведения взрывных работ со специализированных заводов-изготовителей взрывчатых материалов автомобильным и железнодорожным транспортом, что приводит к удорожанию и повышенной опасности их применения. Патронированный аммонит 6ЖВ наиболее эффективно использовать для ведения взрывных работ по крепким породам. В слабых и средней прочности породах эффективность применения патронов аммонита 6ЖВ значительно снижается.

Технической задачей создания полезной модели являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет целенаправленного воздействия детонационной ударной волны на горную породу, повышения работоспособности, обеспечения надежности и полноты детонации заряда, расширения области использования патронированных зарядов из аммиачно-селитренных ВВ в горных породах с широким диапазоном крепости, повышения экологической чистоты и снижения стоимости ведения взрывных работ.

Техническая задача была решена разработкой заряда взрывания (далее по тексту - заряда), включающего взрывчатое вещество и инициатор взрыва, размещенных в полимерной оболочке, в котором аммиачно-селитренное взрывчатое вещество на основе пористой порошкообразной аммиачной селитры или смеси пористой порошкообразной аммиачной селитры с порошкообразным твердым горючим с содержанием 1,0-3,5 мас.% жидкого горючего занимает не более 95% объема полимерной оболочки, инициатор взрыва размещается внутри аммиачно-селитренного взрывчатого вещества или прочно закреплен снаружи на полимерной оболочке.

В качестве полимерной оболочки используется полимерный рукав, торцы которого собраны в «чуб» и заделаны любым известным способом, или полимерный пакет, глухое дно которого выполнено с фальцами, верхний торец полимерного пакета собран в «чуб» и заделан любым известным способом. В качестве полимерного материала для изготовления рукавов или пакетов может использоваться полиэтиленовая или полипропиленовая или полиамидная пленка. Полиамидные рукава или пакеты могут быть предварительно выдержаны в воде, допускается выдерживать в воде только торцы, подлежащие клипсованию или завязыванию шнуром или шпагатом.

Предлагаемое аммиачно-селитренное взрывчатое вещество имеет плотность 600-800 кг/м³, чувствительное к инициирующему импульсу инициатора взрыва различного типа.

В качестве инициатора взрыва могут использоваться электрические или неэлектрические детонаторы, инициируемые одновременно или с замедлением, или детонирующие шнуры с различной навеской инициирующего ВВ.

Отличительной особенностью заряда взрывания в сравнении с прототипом является наличие не менее 5% объема полимерной оболочки, незанятого сыпучим взрывчатым веществом, что позволяет перераспределиться сыпучему ВВ по объему полимерной оболочки при контакте заявляемого заряда с поверхностью ВВ скважинного заряда, дном скважины или поверхностью разрушаемого объекта. В результате этого сферическая форма дна заряда под действием массы ВВ становится плоской, тем самым обеспечивается устойчивость заряда при его вертикальном расположении и повышается площадь контакта ВВ с разрушаемым объектом при его горизонтальном расположении. Соосность предлагаемого заряда и колонки низкочувствительного ВВ обеспечивает создание начального импульса, достаточного для возбуждения детонации низкочувствительного ВВ. Наиболее эффективное использование зарядов возможно при условии совпадения направлений распространения детонационной волны в инициирующем и инициируемом взрывчатых веществах. Взрывчатое вещество заявляемого заряда взрывания не содержит тротила, гексогена и аналогичных им токсичных веществ, что позволяет изготавливать ВВ и заряд из него на местах ведения взрывных работ. Допускается изготовление зарядов любых габаритно-массовых характеристик, тем самым расширяется параметрический ряд типоразмеров изготавливаемых зарядов, расширяется область их использования. Так, например, патрон-прототип не используется в качестве накладных (наружных) зарядов при производстве взрывных работ по дроблению негабаритов: его нельзя установить на плоскости разрушения перпендикулярно оси патрона из-за сферической формы дна патрона. При размещении патрона на поверхности разрушения параллельно его оси площадь контакта ВВ с разрушаемой горной породой недостаточна для получения кусков горной породы требуемой степени измельчения.

Сущность полезной модели иллюстрируется фиг.1, на которой изображен заряд взрывания:

а) инициатор взрыва - индукционный электродетонатор с электрическим проводом - размещен внутри ВВ;

б) инициатор взрыва - неэлектрический детонатор с ударно-волновой трубкой - размещен снаружи на полимерной оболочке;

в) инициатор взрыва - детонирующий шнур - размещен внутри ВВ.

В полимерной оболочке (полимерном рукаве 1 или полимерном пакете 2) после заполнения ее аммиачно-селитренным ВВ 3 имеется свободный объем 4. Инициатор взрыва (электрические 5 или неэлектрические 6 детонаторы, детонирующий шнур 7) размещаются внутри ВВ или на поверхности полимерной оболочки, в этом случае они прочно скрепляются с ее поверхностью любым известным способом, например, скотчем 8. Торцы полимерного рукава и верхний торец полимерного пакета собраны в «чуб» 9 и заделаны любым известным способом, например, клипсованием или завязыванием шнуром или шпагатом 10. Полимерный пакет 2 берется с глухим дном 11, выполненным с фальцами.

Заявляемый заряд взрывания может устанавливаться на поверхности разрушаемого объекта или в скважине вертикально (перпендикулярно) плоскости размещения, в этом случае он принимает цилиндрическую форму с плоским дном; или горизонтально (параллельно) плоскости размещения, в этом случае он принимает плоскую форму типа параллелепипеда. Подрыв заряда может осуществляться как без внешней забойки, так и с внешней забойкой, выполняемой из инертного сыпучего твердого материала, например, песка, частиц скважинной буровой породы или из жидкого материала, например, пакетов с водой.

Порядок формирования и работы предлагаемого заряда взрывания.

Выбирается полимерный рукав или полимерный пакет, не более 95% объема полимерной оболочки заполняется аммиачно-селитренным ВВ. Инициатор взрыва устанавливается внутри ВВ или снаружи на полимерной оболочке, в этом случае он прочно закрепляется на ней, например, скотчем. Сферическая форма дна заряда взрывания облегчает подачу его в скважину, при соприкосновении его с поверхностью инициируемого низко чувствительного ВВ или дном скважины за счет перераспределения ВВ в полимерной оболочке заряд устанавливается в скважине параллельно стенкам скважины. После срабатывания инициатора взрыва от его импульса возбуждается детонация в аммиачно-селитренном взрывчатом веществе. В зависимости от длины предлагаемый заряд может использоваться в качестве боевика, шпурового или скважинного зарядов.

При использовании предлагаемого заряда взрывания для дробления негабаритов горных пород он размещается на плоской поверхности негабарита вертикально или горизонтально ей, принимая форму цилиндра или параллелепипеда. Площадь контакта взрывчатого вещества заявляемого заряда с поверхностью дробления объекта увеличивается, при этом обеспечивается оптимальная крупность дробления негабаритных кусков и валунов горной породы с удельным расходом взрывчатого вещества, соответствующим условиям эффективного дробления горных пород заданной прочности.

Так как аммиачно-селитренное ВВ заряда взрывания не содержит инициирующих взрывчатых веществ типа тротила, то заряды можно изготавливать на местах ведения взрывных работ любых габаритно-массовых характеристик в зависимости от условий взрывания, что снижает стоимость ведения взрывных работ, повышается безопасность их доставки к местам ведения взрывных работ (отсутствует перевозка взрывчатых веществ заводского изготовления автомобильным транспортом по дорогам общего пользования), повышаются экологические условия из-за отсутствия в составе ВВ тротила.

Примеры выполнения заряда взрывания.

Пример - заряд взрывания выполнен из порошкообразного аммиачно-селитренного взрывчатого вещества на основе пористой аммиачной селитры с плотностью =700 кг/м³ с критическим диаметром детонации открытого заряда 20-25 мм. Полимерная оболочка - полимерный рукав диаметром 100 мм. Масса ВВ-1,0 кг. Свободный объем - 10%. Инициатор взрыва - один индукционный электродетонатор мгновенного действия установлен во взрывчатом веществе. Заряд предназначен для дробления негабарита горной породы и может быть установлен как перпендикулярно, так и горизонтально на плоскости разрушаемого валуна горной породы.

Заявленный технический результат - повышение эффективности ведения взрывных работ - обеспечивается как конструкцией, так и взрывчатым веществом заряда взрывания:

- безотказность действия, создание начального импульса, достаточного для возбуждения взрыва низко чувствительного ВВ за счет обеспечения соосного расположения боевика (заявляемого заряда) и колонки скважинного заряда;

- повышение эффективности взрывного воздействия на разрушаемую породу за счет плотного соприкосновения ВВ с поверхностью инициируемого низкочувствительного ВВ или поверхностью разрушения негабарита горной породы;

-повышение чувствительности заряда к инициирующему импульсу инициатора взрыва за счет использования низко плотного ВВ на основе пористой порошкообразной аммиачной селитры или смеси пористой порошкообразной аммиачной селитры с порошкообразным твердым горючим и 1,0-3,5 мас.% жидкого горючего;

- расширение области использования зарядов за счет возможности изготовления заряда с различными габаритно-массовыми характеристиками в полимерной оболочке, имеющей свободный объем, не занятый ВВ, что позволяет устойчиво размещать заряд на взрываемой поверхности с различным направлением ориентации его продольной оси;

- снижение стоимости ведения взрывных работ за счет исключения дорогостоящего тротила, изготовления взрывчатого вещества и заряда из него на местах ведения взрывных работ, исключения перевозок взрывчатого вещества по дорогам общего пользования;

- повышение безопасности и снижение воздействия токсичных продуктов на окружающую среду при ведении взрывных работ за счет исключения из состава ВВ тротила и перевозок ВВ по дорогам общего пользования.

Заявляемый заряд взрывания (боевики, наружные заряды, скважинные заряд) безотказно и надежно работали при дроблении негабаритов горных пород, инициировании мало чувствительных гранулированных и водосодержащих ВВ, скважинных зарядов.

Источники информации:

1 Дубнов Л.В. и др. Промышленные взрывчатые вещества, М., «Недра», 1988.

2 Патроны насыпные из аммонита 6ЖВ в полиэтиленовой оболочке диаметром 60 мм и 90 мм. ТУ 7276-004-07510709-97.

1. Заряд взрывания, включающий взрывчатое вещество и инициатор взрыва в полимерной оболочке, отличающийся тем, что аммиачно-селитренное взрывчатое вещество на основе пористой порошкообразной аммиачной селитры или смеси пористой порошкообразной аммиачной селитры с порошкообразным твердым горючим с содержанием 1,0-3,5 мас.% жидкого горючего занимает не более 95% объема полимерной оболочки, инициатор взрыва размещается внутри аммиачно-селитренного взрывчатого вещества или прочно закреплен снаружи на полимерной оболочке.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерной оболочки используется полимерный рукав, торцы которого собраны в «чуб» и заделаны любым известным способом.

3. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерной оболочки используется полимерный пакет, глухое дно которого выполнено с фальцами, верхний торец полимерного пакета собран в «чуб» и заделан любым известным способом.

4. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала полимерной оболочки используется полиэтиленовая, полипропиленовая или полиамидная пленка.

5. Заряд по п.4, отличающийся тем, что полиамидный рукав или пакет предварительно выдерживается в воде.

6. Заряд по п.5, отличающийся тем, что в воде выдерживаются торцы полиамидного рукава или пакета, подлежащие клипсованию или завязыванию шнуром или шпагатом.

7. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве инициатора взрыва берутся электрические или неэлектрические детонаторы или детонирующий шнур.