ПАТРОН ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к патронированным зарядам взрывчатого вещества (ВВ) для ведения взрывных работ при отбойке пород и руд скважинными зарядами и ведения специальных взрывных работ. Патроны ВВ изготавливаются из неводоустойчивых ВВ на основе гранулированной и/или порошкообразной пористой и/или плотной аммиачной селитры.
Известны патроны из скального аммонита №1, аммонала, оболочка которых выполнена из многослойной бумаги, покрытой сплошным влагоизолирующим слоем из смеси парафина и петролатума (1, 2), патроны из аммиачно-селитренных ВВ (аммонита №6ЖВ) в полиэтиленовой оболочке (3).
Недостатком указанных патронов является недостаточная водоустойчивость бумажных оболочек и низкая прочность полиэтиленовых оболочек.
Известны патроны, ВВ в которых размещены в нескольких полиэтиленовых оболочках, вставленных в наружную оболочку из полипропилена или тканого полипропилена (4-8).
Наиболее близким из технических решений к заявляемой полезной модели является патрон для промышленного взрывания, состоящий из двух или более полимерных оболочек, заполненных аммиачно-селитренным взрывчатым веществом. ВВ размещено в герметизированной водонепроницаемой внутренней полимерной оболочке, в которой нижний торец заварен, а верхний торец собирается в «чуб» и герметично стягивается пластиковой утяжкой или клипсуется, или завязывается шпагатом, при этом чуб внутренней оболочки заправляется под наружную оболочку; донная часть наружной оболочки перегнута на 180° и прошита одним или более машинными швами или донная часть наружной оболочки перегнута на 180° и прошита двумя пересекающимися швами по вогнутой линии (9), принятый авторами в качестве прототипа.
Недостатком патрона-прототипа является плотный обжим ВВ внутренней полимерной оболочкой, что приводит к нарушению целостности патрона при его загрузке в обводненную скважину.
Технической задачей создания полезной модели являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет оптимизации формы патрона ВВ.
Техническая задача была решена разработкой патрона взрывчатого вещества и его варианта, содержащего взрывчатое вещество, размещенное в многослойной полимерной оболочке, в котором
- по варианту 1 - ВВ размещено в одно- или многослойной внутренней полимерной оболочке с заваренным нижним торцом, верхний торец которой перегнут на 180°, заклипсован или завязан вместе с основной полимерной оболочкой выше уровня размещения ВВ, узел пережима заправлен под наружную полимерную оболочку; наружная полимерная оболочка имеет квадратное дно, образованное двумя параллельными швами, отстоящими от противоположных углов торца оболочки на расстоянии 0,5 радиуса наружной полимерной оболочки перпендикулярно шву, соединяющему нижние торцы полимерной оболочки, верхний торец наружной полимерной оболочки перегнут на 180° и прошит машинным швом или верхний торец наружной полимерной оболочки собран в «чуб», заклипсован или завязан выше уровня размещения внутренней полимерной оболочки с ВВ; при этом диаметр наружной оболочки меньше диаметра внутренней полимерной оболочки.
- по варианту 2 - ВВ размещено в одно- или многослойной внутренней полимерной оболочке с заваренным нижним торцом, верхний торец которой перегнут на 180°, заклипсован или завязан вместе с основной полимерной оболочкой выше уровня размещения ВВ, узел пережима заправлен под наружную полимерную оболочку; наружная полимерная оболочка имеет сферическое дно, образованное путем продольного разреза нижней части полимерной наружной оболочки высотой не более ее радиуса не менее, чем на три одинаковые части, и сшивания каждой из частей с соседней частью швом, проходящим от верхнего угла разреза до середины низа каждой из сшиваемой частей; верхний торец наружной полимерной оболочки перегнут на 180° и прошит машинным швом или верхний торец наружной полимерной оболочки собран в «чуб», заклипсован или завязан выше уровня размещения внутренней полимерной оболочки с ВВ; при этом диаметр наружной оболочки меньше диаметра внутренней полимерной оболочки.
Внутренние оболочки выполняются из полиэтиленовой рукавной пленки с герметично заделанным (заваренным) торцом.
Наружная оболочка обеспечивает целостность патрона во время его хранения, транспортирования и заряжания в скважины и шпуры. Она выполняется из полипропиленовой рукавной пленки или тканого полипропилена, или армированного полиэтилена, имеющих большую прочность, меньшую эластичность по сравнению с полимерной пленкой, используемой для изготовления внутренней оболочки.
Сущность полезной модели иллюстрируется фиг.1-2.
Фиг.1 - схема патрона ВВ по варианту 1.
Фиг.2 - схема патрона ВВ по варианту 2.
Внутренняя одно- или многослойная полимерная оболочка 1 вставляется в наружную полимерную оболочку 2. Взрывчатое вещество 3 помещается во внутреннюю полимерную оболочку 1 с герметично заделанным нижним торцом 4. Верхний торец внутренней полимерной оболочки собирается в «чуб» 5, который перегибают на 180°, и вместе с основным рукавом завязывается или клипсуется. Узел пережима 6 расположен выше уровня ВВ. По варианту 1 нижний торец 7 наружной полимерной оболочки 2 перегибается на 180° и прошивается швом 8. Перпендикулярно шву 8 прокладываются два параллельных шва 9, 10, отстоящие от противоположных углов 11, 12 на 0,5 радиуса наружной полимерной оболочки. Концы углов 11, 12 перегибаются на 90° и закрепляются на донной части, например скотчем 13. «Чуб» 5 внутренней полимерной оболочки заправляется под наружную оболочку. Верхний торец наружной полимерной оболочки собирается в «чуб» 14, клипсуется клипсой или завязывается шнуром 15 (фиг.1a) или перегибается на 180° и прошивается швом 16, отстоящим на некотором расстоянии от «чуба» 6 внутренней полимерной оболочки 1 (фиг.1б).
По варианту 2 наружная оболочка 2 в донной части имеет полусферическую форму. Полусферическая форма (фиг.2б) образуется за счет разреза 17 нижней части наружной оболочки высотой (h) не более ее радиуса не менее, чем на три равные части 18. Каждая из частей сшивается с соседней частью швом 19, который проходит от верхнего угла 20 разреза до середины низа 21 каждой из сшиваемой частей 18. За счет этого все швы сходятся в центре 22 и образуют полусферу. Герметизация внутренней полимерной оболочки и заделка верхнего торца наружной полимерной оболочки по варианту 2 осуществляется аналогично варианту 1.
Взрывчатое вещество 3 заполняет наружную оболочку на полное сечение, так как внутренняя оболочка выполнена из эластичного материала, под действием взрывчатого вещества частично сминается и плотно прилегает к стенкам наружной оболочки. Диаметр внутренней оболочки превосходит диаметр наружной оболочки. Больший диаметр внутренней оболочки по сравнению с диаметром наружной оболочки (образующиеся складки внутренней оболочки), пережим внутреннего полимерного рукава выше места расположения ВВ, расстояние шва верхнего торца наружной оболочки от «чуба» внутренней полимерной оболочки создают компенсационный объем, тем самым предотвращается разрыв внутренней и
наружной оболочек при столкновении патрона ВВ с преградой при опускании его в скважину.
Экспериментально установлено, что высота разреза нижней части наружной оболочки не должна превышать ее радиуса, так как в противном случае цилиндрическая форма донной части наружной оболочки будет иметь не сферическую, а коническую форму, что затруднит передачу детонации между патронами. Число частей, на которое разрезается нижняя часть наружной оболочки для формирования сферической формы дна, не может быть меньше трех, в противном случае донная часть наружной оболочки будет иметь неправильную форму, что затруднит подачу патронов в скважину и передачу детонации между патронами.
Процесс формирования патрона ВВ - готовят наружные оболочки с квадратным или сферическим дном. У внутренних оболочек заваривают нижний торец, после чего вставляют в наружную оболочку и засыпают ВВ. Верхний торец внутренней оболочки собирают в «чуб», который перегибают на 180°, и вместе с основной внутренней оболочкой клипсуют или завязывают на расстоянии 20-100 мм от слоя ВВ. Узел пережима заправляют под наружную оболочку. Верхний торец наружной оболочки перегибают на 180° и на расстоянии 10-30 мм от «чуба» внутренней оболочки прошивают машинным швом или собирают в «чуб», который клипсуют или завязывают.
Эффективность ведения буровзрывных работ определяется интенсивностью дробления горных пород, которая при прочих равных условиях зависит от конструкции заряда, способности передачи детонационного импульса от патрона к патрону.
Процесс заряжания скважин и формирование колонки скважинного заряда состоит в следующем: патроны с ВВ последовательно опускают в скважину до образования колонки скважинного заряда требуемой высоты. При столкновении предлагаемого патрона ВВ с поверхностью воды или ранее уложенным патроном ВВ его оболочка при динамическом воздействии удара не разрывается, взрывчатое вещество в момент удара может свободно перемещаться внутри оболочки, так как ее первоначальный объем больше объема взрывчатого вещества, помещенного в эту оболочку.
В процессе заряжания скважин в заданном месте скважинного заряда на стыке двух патронов устанавливается известным способом боевик, состоящий из промежуточного детонатора и средства первичного инициирования. Квадратная или
полусферическая форма дна наружной оболочки обеспечивают плотный контакт между патронами ВВ, что обеспечивает надежную передачу детонации между ними.
Производят забойку верхней незаряженной части скважины инертным материалом. Инициирование скважинного заряда производят общепринятым способом.
Заявляемый технический результат - повышение эффективности ведения буровзрывных работ - достигается за счет оптимизации формы патрона ВВ, обеспечивающей:
- целостность патронов при заряжании скважин;
- надежность передачи детонации между патронами.
Предлагаемые патронированные заряды были проверены при отбойке горных пород различной степени обводненности в скважинах диаметром 90-150 мм. Дробление породы, проработка подошвы уступа, ширина развала горной породы - в пределах нормы. Отказов и неполной детонации зарядов не зафиксировано.
Источники информации
1. ГОСТ 21985-76. Вещества взрывчатые промышленные. Аммонит скальный №1.
2. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. «Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания, М., Недра, 1977.
3. Перечень взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных к постоянному применению в РФ, М., 1997.
4. Патент РФ на полезную модель № 10779.
5. Патент РФ на полезную модель № 21934.
6. Патент РФ на полезную модель № 65206.
7. Патент РФ на полезную модель № 57885.
8. Патент РФ на полезную модель № 24878.
9. Патент РФ на полезную модель № 68119.