ШАШКА-ДЕТОНАТОР ЛИТАЯ

Полезная модель относится к взрывателям ударного действия, в частности к шашкам-детонаторам литым, в том числе предназначена к использованию с системой неэлектрического инициирования «Искра», "Эделин", Нонель", а также инициируется от электродетонаторов, детонирующих шнуров, капсюлей-детонаторов. Применяется для надежного и безопасного подрыва скважинных и других зарядов малочувствительных промышленных взрывчатых веществ (ВВ), в том числе горячельющихся ВВ, при взрывных работах на земной поверхности.
2
Известны литые тротиловые заряды цилиндрической формы со сквозным каналом по оси заряда, изготавливаемые с прессованной тротиловой шашкой, применяемые в качестве взрывчатых материалов при сейсмических и других геофизических работах на дневной поверхности, в том числе в скважинах, заполненных водой [Заряды литые тротиловые для сейсмических работ. Технические условия ОСТ 84-1367-76]. Литые заряды испытывают в воде при давлении 0,5±0,01 МПа (5,0±0,1 кгс/см) в течение 3 суток [Там же. Лист 10, пункт 4.4, 4-й абзац].
Прессованные гидроизолированные тротиловые шашки-детонаторы с центральным каналом Т - 400Г для взрывания в скважинах любой обводненности, в том числе и с проточной водой, используются со сроком нахождения зарядов в воде в течение большего количества суток, которое равно 6 [Шашки-детонаторы для промышленных взрывных работ. Технические условия. ОСТ 84-411-80., лист 2, п. 1.1, абзац 1].
Наиболее близкой полезной моделью того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является шашка-детонатор для промышленного взрывания, содержащая сквозной канал и изготовленная методом заливки из смесевого взрывчатого материала (ВМ), включающего тротил, дополнительно снабжена гнездом диаметром 8-9 мм и глубиной 95-120 мм от торца шашки, межосевое расстояние между каналом и гнездом составляет 20-60 мм, а входные отверстия канала и гнезда соединены выемкой глубиной 6-30 мм; выемка разделена в нижней части скругленной перемычкой; ось сквозного канала совпадает с осью шашки; изготовлена из смеси, содержащей 30-40 мас. % тротила и 60-70 мас. % флегматизированного гексогена (высокоэнергетического компонента) [Свидетельство на полезную модель RU №3642 от 27.12.1995].
Однако опыт использования приведенной шашки-детонатора на предприятиях Крайнего Севера выявил их повышенную хрупкость. Указанный недостаток проявился в нарушении целостности шашки-детонатора при работе с горячельющимися ВВ в зимних условиях. Появилась необходимость дополнительного скрепления шашки изоляционной лентой [Новые системы инициирования скважинных зарядов, снаряжаемых механизированным способом. Опыт и проблемы. / М.И. Феодоритов и др. // Взрывное дело №92/49 / М.: МВК по взрывному делу при Акад. горн. наук, 1999. - с. 139-140].
Для обеспечения конкурентоспособности шашек-детонаторов на рынке необходимо исключить образование трещин во взрывчатом материале шашки-детонатора литой при резком перепаде температуры окружающей среды.
Поставленная цель достигается следующим образом.
Шашка-детонатор литая для промышленного взрывания, состоящая из взрывчатого материала, содержащего смесь твердого бризантного высокоэнергетического компонента и литого тротила, выполненного со сквозным каналом и гнездом, входные отверстия которых соединены выемкой, полимерной оболочки и полимерного диска с торца, где выполнено только отверстие сквозного канала, причем взрывчатый материал дополнительно содержит мононитротолуол при следующем соотношении компонентов, мас. %:
твердый дисперсный бризантный компонент
25-72;
мононитротолуол
0,4-5,1;
тротил
остальное до 100,
при этом размер частиц твердого дисперсного бризантного компонента не более 1,4 мм.
Мононитротолуол содержит пара-мононитротолуол (п-МНТ) или орто-мононитротолуол (о-МНТ), или мета-мононитротолуол (м-МНТ), или их смеси, или имеет состав согласно нормативной документацией.
Взрывчатый материал в качестве твердого дисперсного бризантного компонента содержит гексоген или ТЭН (тетранитрат пентаэритрита). Гексоген используют в составе ВМ и флегматизированный.
Толщина полимерной оболочки и полимерного диска 0,5-1,6 мм.
Мононитротолуол содержится в смеси с динитротолуолом.
Предлагаемая шашка-детонатор литая обеспечит повышенную пластичность за счет добавления во ВМ мононитротолуола и обеспечивает одинаковую прочностную характеристику по высоте шашки, используя частицы твердого дисперсного бризантного компонента размером не более 1,4 мм, что исключает образование трещин во взрывчатом материале при резком перепаде температур окружающей среды.
Изомеры мононитротолуолов имеют следующую температуру затвердевания, °C: орто минус 3,17 (стабильная модификация); мета 15,1; пара 51,6 [Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Издание 3-е, переработанное. Ленинград, «Химия», 1981, с. 85, 6-й абзац сверху] - меньше, чем у динитротолуола. А температура затвердевания тротила марки А не менее 80,0°C [ГОСТ 4117-78. Тротил для промышленных взрывчатых веществ. Технические условия. С. 2. Таблица 1, показатель 4]. При растворении мононитротолуола в тротиле получится ВМ с температурой затвердевания меньше чем у тротила и, следовательно, образуется более пластичный ВМ. ГОСТ 7197-73 является нормативной документацией для мононитротолуола.
Если частицы бризантного компонента (гексогена или ТЭНа) имеют размер более 1,4 мм, то во время охлаждения и затвердевания тротила происходит их расслаивание, что приводит к изменению прочностных характеристик шашки по высоте.
Шашка-детонатор литая с однородным компонентным составом имеет одинаковую прочностную характеристику по ее высоте.
Гексоген флегматизированный обеспечит еще большую пластичность ВМ, так как флегматизатор, как и мононитротолуол, растворяясь в тротиле, уменьшает температуру затвердевания смеси.
Полимерная оболочка и полимерный диск уменьшает температурное влияние окружающей средой на ВМ шашки.
Уменьшение содержания бризантного компонента во взрывчатом материале менее 25 мас. % приводят к снижению эффективности действия взрыва, увеличение содержания бризантного компонента более 72 мас. % приводят к значительному повышению стоимости шашки-детонатора.
Если мононитротолуола в ВМ меньше 0,4 мас. %, то его влияние несущественное, а если мононитротолуола больше 5,1 мас. %, то при изготовлении шашки-детонатора значительно возрастает его стоимость.
При толщине полимерной оболочки и полимерного диска менее 0,5 мм наблюдается существенное снижение их прочностных характеристик, а если толщина оболочки и диска более 1,6 мм, то возрастает стоимость шашки.
Температура кристаллизации 2,4-динитротолуола (ДНТ) технического не ниже 69,6°C [ГОСТ 10104-75. 2,4-динитротолуол технический. Стр. 2, пункт 1.3, таблица, показатель 5]. А температура затвердевания тротила марки А не менее 80,0°C [ГОСТ 4117-78. Тротил для промышленных взрывчатых веществ. Технические условия. С. 2. Таблица 1, показатель 4].
ГОСТ 10104-75 является нормативной документацией для динитротолуола.
Смесь пара-мононитротолуола (п-мононитротолуола) с 10 мас. % 2,4-динитротолуола имеет температуру затвердевания 47,35°C [Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Издание 2-е, переработанное и дополненное. Ленинград, «Химия», 1973, с. 669. Приложение 4 (2-я строчка снизу)], меньше чем у п-мононитротолуола.
Поэтому при растворении мононитротолуола в смеси с динитротолуолом в тротиле получится ВМ с температурой затвердевания еще меньшей, чем у тротила с содержанием мононитротолуола и, следовательно, образуется еще более пластичный взрывчатый материал.
Шашка-детонатор литая для промышленного взрывания состоит (см. рис. Фиг. 1) из взрывчатого материала 1, выполненного со сквозным каналом 2 и гнездом 3, входные отверстия которых соединены выемкой 4, полимерной оболочки 5 и полимерного диска 6 с торца, где выполнено только отверстие сквозного канала 2. Предлагаемая шашка содержит (см. рис. Фиг. 2) смесь твердого дисперсного бризантного компонента 7 с размерами частиц не более 1,4 мм и литого тротила 8 с мононитротолуолом, растворенном в тротиле при следующем соотношении компонентов, мас. %: твердый дисперсный бризантный компонент 25-72; мононитротолуол 0,4-5,1; тротил - остальное до 100.
Мононитротолуол содержит п-МНТ или о-МНТ, или м-МНТ, или их смеси, или имеет состав согласно нормативной документации.
В качестве твердого дисперсного бризантного компонента ВМ содержит гексоген или ТЭН. В составе ВМ может использоваться и гексоген флегматизированный.
Толщина полимерной оболочки 5 и полимерного диска 6 изменяется в пределах от 0,5 до 1,6 мм.
Мононитротолуол может содержаться и в смеси с динитротолуолом.
Образования трещин во взрывчатом материале шашек-детонаторов при резком перепаде температур определяли следующим образом. Охлаждали шашку-детонатор до температуры минус 30°C и затем опускали ее в горячую воду с температурой 77°C. Масса шашки равнялась 850 г. Объем воды был 15 литров. Через час доставали шашку из воды и осматривали ее. Визуально определяли наличие трещин.
Результаты испытаний приведены в таблице «Сравнительные экспериментальные данные по определению образования трещин во взрывчатом материале шашек-детонаторов при резком перепаде температур».
Из таблицы, видно, что трещины во взрывчатом материале прототипа образуются, а у предлагаемой шашки-детонатора литой трещины у ВМ не образуются, что показывает на преимущества предлагаемой шашки-детонатора по сравнению с прототипом и достижение поставленной цели (при резком перепаде температур окружающей среды в ВМ предлагаемой шашки-детонатора не образуются трещины).
Шашки-детонаторы литые по требованию заказчика могут изготавливаться от 75 г до 3500 г.