СОСТАВНОЙ ЗАРЯД ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к изделиям на основе утилизируемых взрывчатых веществ и предназначена для производства взрывных работ на земной поверхности при заоткоске уступов, бортов карьеров и горных выработок методом контурного взрывания.
Известен ряд допущенных к постоянному применению составных зарядов контурного взрывания, имеющих в своем составе шашки бризантного взрывчатого вещества (прессованного тротила или флегматизированного гексогена).
Примером такого заряда может служить шланговый заряд длиной 10 м по техническим условиям ТУ 75 11809-71-92 (прототип) (Афанасенков А.Н., Галкин В.В. Использование утилизируемых взрывчатых материалов для повышения эффективности действия взрыва. «Физика горения и взрыва», 2001, т.37, №2, с.131-134), представляющий собой набор соединенных между собой бумажных гильз, внутри каждой из которых расположена прессованная тротиловая шашка (обособленные основные заряды). Вдоль заряда по его оси пропущен гибкий усилитель детонации, выполненный в виде детонирующего кабеля и наполненный взрывчатым веществом (флегматизированный гексоген). Заряд находится в тканевой и пластиковой оплетке, выполняющей роль соединительного элемента.
Недостатками прототипа являются:
заводской характер изготовления, что требует применения специального оборудования и соответствующей технологии,
необходимость при заряжании дополнительных операций с зарядом: крепление промежуточного детонатора или детонирующего шнура;
весьма низкий показатель кислородного баланса (-74%), что приводит к образованию в результате взрыва значительного количества ядовитых продуктов детонации;
значительная величина массы взрывчатого вещества на 1 погонный метр (3,9 кг) и низкая водоустойчивость (до 3 суток), что ограничивает область применения известного заряда.
Техническими задачами, на решение которых направлена предлагаемая полезная модель, являются:
упрощение технологии изготовления заряда и расширение ассортимента применяемых при этом исходных материалов за счет использования в его конструкции утилизируемых ракетных топлив различной чувствительности или тетроловых шашек;
упрощение технологии заряжания за счет использования для фиксации заряда в скважине соединительного элемента в виде тканевого рукава, заделанного с нижнего торца, или в виде шнура, пропущенного через все шашки заряда;
снижение экологической опасности применения заряда за счет пониженного уровня образования в продуктах детонации ядовитых газов;
расширение области применения за счет уменьшения массы взрывчатого вещества на 1 погонный метр и повышенной водоустойчивости.
Указанные технические задачи решаются тем, что в составном заряде взрывчатого вещества, состоящего из последовательно состыкованных торцами обособленных основных зарядов, контактирующего с ними усилителя детонации и соединительного элемента, обособленные основные заряды представляют собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности к внешним воздействиям, в частности, не чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, усилитель детонации представляет собой шашки баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительные к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловые шашки, при этом шашки усилителя детонации размещены поочередно с шашками обособленных основных зарядов, а количество заключенных между шашками усилителя детонации шашек обособленных основных зарядов находится в пределах 1-3.
Шашки обособленных основных зарядов могут характеризоваться чувствительностью к удару на приборе №2 по (копер К-44П) по ГОСТ 4545-88 в пределах 100-140 мм, составляя в среднем 125 мм, а чувствительностью к трению - в пределах 150-170 МПа, составляя в среднем 160 МПа, при этом чувствительность шашек усилителя детонации к удару может находиться в пределах 60-90 мм, составляя в среднем 75 мм, а их чувствительность к трению - в пределах 100-118 мм, составляя в среднем 109 МПа.
Длина шашек обособленных основных зарядов может находиться в пределах 300-1030 мм, а длина шашек усилителя детонации - в пределах 50-100 мм.
Соединительный элемент заряда может быть выполнен в виде рукава, изготовленного из хлопчатобумажных или синтетических тканей, заделанного с нижнего торца или в виде шнура, последовательно пропущенного через осевые каналы, выполненные с этой целью в шашках, составляющих заряд, при этом шнур должен быть снабжен средством фиксации одной или обеих торцевых шашек.
Составной заряд взрывчатого вещества с одного или с обоих торцов может быть снабжен шашками-боевиками, каждая их которых представляет собой шашку баллиститного ракетного твердого топлива повышенной чувствительности к внешним воздействиям, в частности, чувствительную к инициирующему импульсу капсюля-детонатора, или тетроловую шашку, в торце которой выполнено глухое гнездо для закрепления в нем капсюля-детонатора или электродетонатора.
Для определения и подтверждения приведенных выше параметров и свойств предлагаемых зарядов взрывчатых веществ для контурного взрывания, были проведены опытные работы, результаты которых приведены в таблице 1.
Таблица 1
Соотношение средней чувствительности к удару на копре К-44П по ГОСТ 4545-88, нижний предел в приборе №2, мм
Соотношение средней чувствительности к трению (в МПа)
Соотношение длиншашек, мм/мм, и их количество в наборе (количество шашек низкой чувствительности / количество шашек повышенной чувствительности)
Затухание детонации, %
125/75
160/109
300/55 (1/1)
0
125/75
160/109
600/55 (2/1)
0
125/75
160/109
900/55 (3/1)
0
125/75
160/109
1200/55 (4/1)
10
125/75
160/109
1500/55 (5/1)
49
125/75
160/109
515/55 (1/1)
0
125/75
160/109
1030/55 (2/1)
0
125/75
160/109
1545/55 (3/1)
0
125/75
160/109
2060/55 (4/1)
45
125/75
160/109
2575/55 (5/1)
52
125/75
160/109
300/100 (1/1)
0
125/75
160/109
600/100 (2/1)
0
125/75
160/109
900/100 (3/1)
0
125/75
160/109
1200/100 (4/1)
4
125/75
160/109
1500/100 (4/1)
15
125/75
160/109
1500/100 (5/1)
25
125/75
160/109
515/100 (1/1)
0
125/75
160/109
1030/100 (2/1)
0
125/75
160/109
1545/100 (3/1)
0
125/75
160/109
2060/100 (4/1)
19
125/75
160/109
2575/100 (5/1)
63
Из таблицы 1 видно, что в выше приведенных пределах изменения чувствительности используемых для изготовления предлагаемого заряда шашек и их длин, надежность передачи детонации по заряду, равная 100%, обеспечивается при чередовании одной шашки повышенной чувствительности не более, чем с тремя шашками низкой чувствительности.
Сравнительные данные по основным характеристиками прототипа и предлагаемого заряда взрывчатого вещества приведены в таблице 2.
Таблица 2
Наименование характеристик
Прототип
Предлагаемый заряд
Чувствительность к удару на копре К-44П по ГОСТ 4545-88 - нижний предел в приборе №2, мм
500
75-125
Водостойкость, суток
3
30
Скорость детонации, км/сек
6,6
6,8-7,2
Объем ядовитых газов, в пересчете на СО, дм<sup>3</sup>/кг
331
275
Диаметр скважин, мм
от 80
от 38
Кислородный баланс, %
-74
-29-(-55)
Из таблицы 2 видно, что по водостойкости, скорости детонации (и, соответственно, теплоте взрыва), кислородному балансу (и соответственно, объему ядовитых газов в продуктах детонации) и критическому диаметру предлагаемый заряд взрывчатого вещества имеет лучшие показатели, чем, прототип.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунками, где представлены:
фиг.1 - заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания с соединительным элементом в виде тканевого рукава;
фиг.2 - заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания с соединительным элементом в виде шнура, пропущенного через шашки, составляющие заряд;
фиг.3 - варианты фиксации заряда взрывчатого вещества в скважине различных конструкций (3а - при выполнении соединительного элемента в виде тканевого рукава, длина свободной части которого больше величины недозаряда; 3б - при выполнении соединительного элемента в виде тканевого рукава, длина свободной части которого больше величины недозаряда; 3в - при выполнении соединительного элемента в виде силового шнура).
Примеры конкретного выполнения полезной модели.
Пример 1 (фиг.1). Заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания состоит из трех шашек баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности 1, чередующихся с одной шашкой баллиститного ракетного топлива повышенной чувствительности 2 или тетроловой шашкой. В обоих торцах заряда установлены шашки-боевики 3, в наружных торцах которых выполнены глухие гнезда 4 для закрепления в них капсюля-детонатора или электродетонатора. Весь набор шашек заключен в тканевый рукав 5, заделанный наглухо с нижнего торца. В качестве варианта инициирования шашек-боевиков и повышения детонационной способности заряда в целом все шашки, составляющие заряд взрывчатого вещества могут иметь сквозной соосный канал 6 для размещения в нем детонирующего шнура.
Пример 2 (фиг.2). Заряд взрывчатого вещества для контурного взрывания состоит из трех шашек баллиститного ракетного твердого топлива низкой чувствительности 1, чередующихся с одной шашкой баллиститного ракетного топлива повышенной чувствительности 2 или тетроловой шашкой. В обоих торцах заряда установлены шашки-боевики 3, в наружных торцах которых выполнены глухие гнезда 4 для закрепления в них капсюля-детонатора или электродетонатора. Через весь набор шашек по сквозному соосному каналу 6 последовательно проходит силовой шнур 7, зафиксированный узлом 8 с нижнего торца.
Предлагаемый заряд следует устанавливать в скважине путем его подвешивания на опоре 9 (фиг.3), размещаемой на устье взрывной скважины, обеспечивая при этом зазор 10 между торцом заряда и забоем скважины для консолидации всех шашек, составляющих заряд, под действием силы тяжести. При этом в случае использования в качестве соединительного элемента тканевого рукава 5, если длина свободной от взрывчатого вещества части последнего превышает длину недозаряда 11, то заряд подвешивают в скважине путем образования из незаряженной части рукава узла 12 на опоре 9. Если длина свободной от заряда части рукава 5 меньше длины недозаряда 11, то заряд подвешивают в скважине при помощи шнура 13, охватывающего верхнюю часть заряда, заключенного в рукав 5, и завязанного узлом 14 на опоре 9 на устье скважины. При использовании в качестве соединительного элемента шнура 7, пропущенного последовательно через все шашки заряда, последний подвешивают в скважине узлом 15, завязанным верхним концом шнура на опоре 9 на устье скважины.
Инициирование предлагаемого заряда взрывчатого вещества можно производить при помощи детонирующего шнура 16, обмотанного вокруг шашки-боевика или пропущенного через ее осевой канал, или при помощи электродетонатора, устанавливаемого в соответствующее гнездо шашки-детонатора, или с использованием капсюля-детонатора неэлектрической системы взрывания 17, в свою очередь инициируемого посредством ударной волны, возбуждаемой в волноводе 18.