УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к взрывным работам в горной промышленности и предназначена для заряжания взрывных скважин гранулированными рассыпными взрывчатыми веществами (ВВ).
Известно устройство для приготовления и доставки гранулированных ВВ в шахту, включающее загрузочный бункер, нисходящий транспортный трубопровод, приемный бункер с выпускным приспособлением и калиброванным патрубком, установленным коаксиально в устье транспортного трубопровода (авторское свидетельство СССР на изобретение №1102944, кл. Е21С 37/00, заявлено 08.04.1983 г., опубликовано в 1984 г. Б. №26).
Положительный эффект в известном техническом решении достигается за счет повышения степени перемешивания гранулированной аммиачной селитры с жидким компонентом ВВ. Основным недостатком известного изобретения является стремление улучшить качество гранулированного ВВ в ущерб другим показателям, в частности, износостойкости оборудования, плотности заряжания, интенсивности пыления при зарядке и т.д.
В качестве прототипа при оформлении заявки на полезную модель принято устройство для формирования заряда ВВ, целью которого является активное управление плотностью заряжания. Устройство содержит пневмопитатель с нагнетающим шлангом, заканчивающийся конической зарядной трубкой, выход которой снабжен регулятором проходного сечения, а сам регулятор крепится к выходу зарядной трубки и является ее продолжением (авторское свидетельство СССР №875030, кл. Е21С 37/00, заявлено 25.01.1980 г., опубликовано в 1981 г., Б. №39).
Гранулированные взрывчатые вещества, как правило, представляют собой механическую смесь компонентов, при этом сами применяемые компоненты находятся в несвязанном виде, и, за исключением алюминиевого порошка, являются диэлектриками, способствующими накоплению зарядов статического электричества в процессах транспортирования и механизированного заряжания. Кроме того, наличие в составе гранулированного ВВ вязкого нефтепродукта в совокупности с мелкодисперсными горючими добавками и/или окислителями способствует налипанию заряжаемого взрывчатого состава на внутренних поверхностях зарядных шлангов, а также на трущихся и вращающихся поверхностях исполнительных органов зарядных машин и механизмов.
Пыление порошкообразных и истираемых за счет абразивного трения гранулированных компонентов диаметром менее 1,0 мм при механизированном заряжании, в том числе пневматическом, приводит к потерям экономического характера, связанным с изменением массовой доли компонентов в составе ВВ, кислородного баланса, а, следовательно, и к снижению уровня безопасности и эффективности взрывных работ.
Все перечисленные негативные явления способствуют возникновению аварийных ситуаций и профессиональных заболеваний взрывного персонала горнодобывающих предприятий.
В процессе механизированного заряжания тротилсодержащих взрывчатых веществ происходит «подплавление» тротила (чешуированного или гранулированного) за счет разогрева при трении о поверхности исполнительных органов машин и механизмов, а также о внутренние поверхности зарядных шлангов. Причиной возникновения данного явления является достаточно низкая температура кристаллизации (плавления) α-тринитротолуола, равная от 77,5 до 80,0°С. Разогретый при трении тротил налипает на трущие поверхности механизмов. Образованию сплошных корок дополнительно способствует переизмельченная пыль аммиачной селитры, также образующаяся вследствие трения гранул между собой и о трущие поверхности оборудования. Пыль аммиачной селитры, в свою очередь, налипает на расплавленный тротил. Образование сплошных корок из остывшего в последствии α-тринитротолуола и пыли аммиачной селитры влечет за собой уменьшение проходного сечения зарядных шлангов вплоть до полного перекрытия. Полное перекрытие проходного сечения зарядных шлангов - аварийная ситуация, в которой подъем давления выше критического значения для данного ВВ, приводит к несанкционированному взрыву, а, следовательно, к травматизму взрывного персонала, принимающего участие в заряжании ВВ. Интенсивность налипания напрямую зависит от склонности компонентов ВВ к плавлению и истиранию. Налипание продукта является также следствием электростатических свойств компонентов, входящих в состав взрывчатых веществ. Чем выше диэлектрические свойства заряжаемых ВВ, тем выше интенсивность налипания.
Из вышеизложенного следует, что основным недостатком известного технического решения, по сравнению с предлагаемым, является то, что применяемые компоненты относятся, в основном, к диэлектрикам, способствующим, налипанию мелкодисперсных компонентов на внутренних поверхностях зарядных трубопроводов и на трущихся и вращающихся исполнительных органах зарядных машин и механизмов, что приводит к выходу из строя используемого оборудования.
К мерам обеспечения электростатической безопасности указанных процессов относится заземление доставочного, смесительного и зарядного оборудования, а также увлажнение ВВ в процессе пневматического заряжания, способствующего одновременно дополнительному увеличению плотности заряжания формируемых зарядов. Однако, как показывает практика, перечисленные меры недостаточны для обеспечения полной безопасности технологических процессов.
Техническим результатом полезной модели является повышение безопасности и эффективности взрывных работ за счет раздельной подачи компонентов в заданных количествах с последующим их смешением.
Предложено устройство для формирования заряда взрывчатого вещества на основе гранул аммиачной селитры и гранулотола, включающее бункер-накопитель калиброванных по размеру компонентов ВВ, нагнетательный трубопровод, по которому осуществляется доставка компонентов и оборудование для приготовления и подачи готового продукта.
Отличием является то, что устройство снабжено несколькими бункерами-накопителями, ситами, оснащенными сетками необходимого размера для калибровки гранул компонентов, и нагнетательными трубопроводами, предназначенными, соответственно, для подачи гранулированной аммиачной селитры и гранулотола в шнек-смеситель, причем соотношение массовых долей гранул гранулотола и гранул аммиачной селитры для обеспечения безопасного контакта частиц гранулотола с рабочими поверхностями оборудования принято в пределах от 1:4 до 1:10.
Отличием может являться также то, что заряд взрывчатого вещества формируют из калиброванных по размеру гранул гранулотола диаметром от 1,0 до 3,5 мм и гранул аммиачной селитры диаметром от 2,5 до 4,0 мм с массовой долей гранулотола от 21,0 до 9,0% и гранул аммиачной селитры от 79,0 до 91,0%.
Введение калиброванного гранулотола фракции меньшей или равной размеру гранул аммиачной селитры позволяет исключить контакт гранул гранулотола с трущимися и вращающимися поверхностями исполнительных органов зарядных устройств. При этом суммарная масса четырех гранул аммиачной селитры должна быть равной или значительно большей массы, чем масса одной гранулы гранулотола.
Ограничение возможности свободного перемещения гранул гранулотола в общей массе гранул аммиачной селитры за счет меньшего диаметра гранул гранулотола при массе гранулы гранулотола меньшей массы четырех гранул аммиачной селитры позволит свести к минимуму контакт частиц гранулотола с трущимися и вращающимися поверхностями исполнительных органов зарядных машин и механизмов, а также внутренними поверхностями зарядных трубопроводов, позволит избежать образования «корок» из подплавленного, а в последствие остывшего гранулотола (α-тринитротолуола) в смеси с пылью истираемых гранул аммиачной селитры.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. представлена принципиальная схема устройства.
Устройство включает бункер-накопитель 1 калиброванной гранулированной аммиачной селитры и бункер-накопитель 2 калиброванного гранулотола, в которые компоненты ВВ соответственно поступают, например, через сито 3 «Бурат» с сеткой №2,5 по ГОСТ 3826-82 и через сито 4 «Бурат» с сеткой №3,5 по ГОСТ 3826-82. Потоки компонентов ВВ поступают из бункеров-накопителей по нагнетательным шлангам 5 и 6, смешиваются и загружаются в шнек-смеситель 7. Готовый продукт загружают из шнека-смесителя в мешочную тару 8 и транспортируют конвейером 9 на склад готовой продукции.
К мерам обеспечения электрической безопасности относится заземление доставочного, смесительного и зарядного оборудования. Однако, как показывает практика, перечисленные меры недостаточны для обеспечения полной безопасности технологических процессов.
Для ликвидации явлений «подплавления» и налипания расплавленного гранулотола необходимо, чтобы отсутствовало явление расслоения компонентов ВВ и был исключен контакт гранул гранулотола с указанными выше поверхностями используемого оборудования. Достичь такого эффекта можно, например, при условии постоянного нахождения гранул гранулотола в основной массе гранулированной аммиачной селитры, при этом масса одной гранулы гранулотола должна быть заведомо меньшей суммарной массы четырех гранул аммиачной селитры. Для того чтобы исключить касание гранулы гранулотола о поверхности частей смесительного или зарядного оборудования, гранулу гранулотола должны «подпирать» минимум четыре гранулы аммиачной селитры (минимальное соотношение - (1:4). При этом минимальная масса четырех гранул аммиачной селитры должна быть, как минимум, равна, а лучше быть заведомо большей массы одной гранулы гранулотола. Рекомендуемая масса указанных компонентов ВВ приведена в таблице.
Таблица.
Массовая доля компонентов гранулированных ВВ и соотношение гранул
№п/п
Наименование компонентов
Номинальная массовая доля компонентов в составе, %
Соотношение массовых долей,%
Размер частиц,MM
1
Селитра аммиачная гранулированная
79,0
4; 6; 8; 10
2,5-4,0
2
Гранулотол
21,0
1
1,0-3,5
Ограничение возможности свободного перемещения гранул гранулотола в массе гранул аммиачной селитры позволит свести к минимуму контакт частиц гранулотола с трущимися и вращающимися поверхностями исполнительных органов зарядных машин и другого оборудования.