ШАШКА-ДЕТОНАТОР

Заявляемая полезная модель относится к области средств промышленного взрывания. Заявляется промышленная шашка-детонатор из литьевого взрывчатого вещества (ВВ), содержащего пентаэритрита тетранитрат (тэн).
Литые шашки-детонаторы (ШД), используемые на отечественных горнодобывающих предприятиях, изготавливаются, как правило, из смесей тротила с гексогеном, флегматизированным гексогеном, тэном (пентаэритрита тетранитратом). Это, например, ШД по полезным моделям свид. 3642, свид. 8112, свид. 13091, свид. 12238, свид. 22535, патент №36506, патент №41514, а также по изобретению патент №2177927. Все они конструктивно однотипны (имеют цилиндрическую форму, сквозной канал и гнездо под капсюль-детонатор неэлектрической системы инициирования - НСИ) и различаются рецептурой ВВ или оболочкой, в качестве которой используются бумага, пластиковый корпус или термоусадочная пленка. Некоторые ШД имеют два гнезда для повышения надежности взрывания за счет использования дублирующей НСИ, например, ШД по патентам №52165, №52633.
Конкуренция предприятий-изготовителей выдвигает на повестку дня задачу удешевления ШД. Поскольку технологические процессы производства ШД близки между собой, то основным инструментом удешевления ШД может служить удешевление материала шашки (ВВ). Простейшим путем могло бы быть применение аммотолов - смесей тротила с аммиачной селитрой (нитратом аммония), веществом многократно более дешевым, чем любой другой компонент материала ШД. Однако, в силу высокой гигроскопичности и полиморфизма селитры, хрупкости и трещиноватости тротила не удается обеспечить водоустойчивость ШД из аммотола, требуемую по условиям их применения (многодневная выдержка под слоем воды на глубине 20-30 м).
Актуальными остаются и вопросы безопасности при изготовлении и применении ШД.
Наиболее близкой по конструкции к заявляемой полезной модели является литая ШД из смеси тэна с тротилом (пентолита) в корпусе из полимерного материала, защищенная патентом на изобретение №2177927 (по заявке 99113296 с приоритетом от 10.01.02 г.).
Технической задачей полезной модели является создание ШД, более дешевой, но, в то же время, обладающей необходимой водоустойчивостью и восприимчивостью к таким отечественным средствам инициирования, как НСИ «Эдилин», детонирующий шнур ДШЭ-6, электродетонатор ЭД-8, а также более безопасной при изготовлении и в обращении.
Технический результат согласно заявляемому решению достигается заменой материала шашки - пентолита на новое смесевое ВВ: композицию из природного церезина, пентаэритрита тетранитрата и аммиачной селитры (нитрата аммония), выбранных в определенном соотношении.
Для исследования было выбрано 3 варианта состава в интервале соотношений, обеспечивающих удовлетворительную текучесть состава для технологии свободной заливки, и были определены их основные взрывчатые характеристики (см. табл.1). При этом выяснилось преимущество использования неизмельченнои, гранулированной (1-5 мм) селитры, позволяющей минимизировать содержание церезина в рецептуре.
Таблица 1
Вариант состава
Содержание компонентов, %
Характеристики
церезин
тэн
аммиачная селитра
Скорость детонации, м/с
Плотность, г/см<sup>3</sup>
Теплота взрыва, ккал/кг
Критический диаметр детонации. мм
1
20
40
40
6600
1,40
980
30-35
2
23
45
32
6800
1,41
920
20-25
3
26
50
24
6700
1,39
910
20-25
Указанные в табл.1 варианты состава были использованы для изготовления ЩД. конструкция которых показана на фиг.1 и фиг.2, где 1 - оболочка, 2 - ВВ, 3 - канал, 4 - гнездо (гнезда).
На фиг.1 оболочкой служит термоусадочная пленка, на фиг.2 - пластиковый корпус.
Изготовленные шашки были подвергнуты замачиванию, имитирующему условия применения (давление 3 атм., продолжительность - 7 суток), после чего испытаны от различных средств инициирования (см. табл.2).
Таблица 2
Шашка
Общее количество
Количество испытаний от средства инициирования
Результаты испытаний
ЭД-8
«Эдилин»
ДШЭ-6
Заявляемая
23
10
7
6
Полная детонация
Данные табл.2 подтверждают работоспособность заявляемой шашки. Они свидетельствуют также о том, что пластичная и монолитная церезиновая основа надежно капсюлирует частицы аммиачной селитры, предохраняя их от контакта с водой даже в жестких условиях проведенных испытаний. Одновременно церезин заметно флегматизирует частицы тэна (см. табл.3), снижая его чувствительность к механическим воздействиям и повышая уровень безопасности материала заявляемой ШД в сравнении с материалом прототипа.
Таблица 3
Материал ШД
Чувствительность к удару
Чувствительность к трению
нижний предел, мм
в приборе 1,%
нижний предел, кгс/см<sup>2</sup>
Заявляемой
150
36
5000
Прототипа
70
44
4000
При использовании в качестве оболочки ШД пластикового корпуса для защиты открытого торца заряда от тепловых и механических воздействий может, в случае необходимости, применяться прокладка с отверстием под канал (см. фиг.3, поз.5).
Расчеты, выполненные исходя из уровня цен на компоненты 2007-го года показывают, что стоимость 1 кг состава ШД - прототипа (пентолита 50/50 или 60/40) может превосходить стоимость состава заявляемой шашки в разных вариантах исполнения на величину 45-50%.