УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДЕТОНАЦИОННОГО ИМПУЛЬСА ЗАРЯДУ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА
METHOD FOR TRANSFER OF DETONATION IMPULSE TO EXPLOSIVE CHARGE

Изобретение относится к взрывным работам и конструкциям взрывных устройств, в частности к устройствам задействования взрывчатых веществ (ВВ).
Известно устройство передачи детонационного импульса заряду ВВ, представляющего собой детонационный шнур (ДШ), который формируют на месте ведения взрывных работ, при этом в качестве его сердцевины используют ВВ жидкого агрегатного состояния, которое формируют на месте проведения взрывных работ путем смешивания компонентов заданного процентного соотношения (Патент RU 2151758, МПК С06С 5/04, опубл. 27.06.2000 г.). Недостатком данного устройства является сложность инициирования, заключающаяся в необходимости применения дополнительного мощного ВВ с дополнительными средствами инициирования.
Известно другое устройство передачи детонационного импульса (Патент RU 2174110, МПК С06В 47/00, опубликован 27.09.2001 г.), представляющее собой детонирующий заряд, выполненный на основе двух компонентов ВВ жидкого агрегатного состояния, и средство инициирования детонирующего заряда. При этом компоненты размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, которая разрушается взрывом металлической проволочки. Средство инициирования размещено в объеме с горючим и выполнено в виде тонкой металлической проволоки или пленки. Недостатками данной конструкции являются сложность изготовления, ненадежное перемешивание компонентов ввиду отсутствия физического процесса, гарантирующего надежное перемешивание компонентов, и ненадежность инициирования из-за использования двух параллельных взрывающихся металлических проволочек.
Наиболее близким устройством к заявляемому по решаемой задачи и наибольшему количеству сходных признаков является устройство передачи детонационного импульса заряду ВВ по патенту RU 2149861 (МПК С06С 5/04, опубл. 27.05.2000 г.). Данное устройство выбрано в качестве прототипа и представляет собой промежуточный детонатор, включающий детонирующий заряд, выполненный на основе двух или более компонентов ВВ жидкого агрегатного состояния (ЖВВ), размещенных вне корпуса детонирующего заряда с возможностью смешивания их при заполнении в заданном соотношении в корпусе на месте подрыва. В качестве ВВ используют окислитель на основе четырехокиси азота и углеводородное горючее. В качестве средства инициирования детонирующего заряда используют погружаемые в ЖВВ инициаторы детонации, содержащие в своем корпусе чувствительные составы. Недостатком прототипа является использование средств инициирования промежуточного детонатора, непосредственно с ним не связанных, что повышает опасность при использовании данного устройства из-за погружения в ЖВВ на месте подрыва. Другим недостатком прототипа являются большие габариты промежуточного заряда, а следовательно и его масса, что требует укрытия персонала во время проведения работ. Следует также отметить, что снаряжение средств инициирования осуществляют в производственных условиях с их последующим хранением и транспортировкой к месту применения, что повышает уровень опасности.
Одной из основных задач при проведении взрывных работ, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является передача детонации на расстояние с возможно наименьшим ущербом для лабораторных приборов и оборудования.
Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение и повышение безопасности производства и эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве передачи детонационного импульса заряду ВВ, включающем следующие общие с прототипом признаки: детонирующий заряд, выполненный на основе компонентов ВВ жидкого агрегатного состояния, которые размещены вне корпуса детонирующего заряда, с возможностью заполнения корпуса на месте подрыва, и средство инициирования детонирующего заряда, отличительным является то, что детонирующий заряд выполнен протяженным, корпус его выполнен неразрушаемым, внутренним диаметром, не превышающим 10 критических диаметров взрывчатого вещества детонирующего заряда, и герметично соединенным со средством инициирования, в качестве ВВ средства инициирования используют те же компоненты, что и в детонирующем заряде, размещают их вне корпуса средства инициирования вместе с компонентами ВВ детонирующего заряда с возможностью заполнения корпуса средства инициирования на месте подрыва вместе с заполнением корпуса детонирующего заряда. В качестве ВВ детонирующего заряда и средства инициирования может быть использовано ВВ на основе тетранитрометана (ТНМ) с критическим диаметром 50 мкм.
Выполнение детонирующего заряда протяженным позволяет развести в пространстве средство инициирования на расстояние от заряда ВВ, которому передается детонирующий импульс. При этом во время прохождения детонационного импульса по протяженному заряду, который можно выполнить минимальным размером в поперечном сечении, можно практически исключить негативное влияние продуктов взрыва на приборы и оборудование, находящиеся рядом, что исключает принятие дополнительных мер по их защите. Тем самым упрощается эксплуатация устройства передачи детонации и повышается безопасность процесса. К тому же при разнесении в пространстве средства инициирования, являющегося зоной снаряжения, от заряда, принимающего детонирующий импульс, упрощается и повышается безопасность снаряжения, т.к. из-за удаленности упрощаются требования к необходимым мерам безопасности.
Следует также отметить, что размещение детонирующего заряда в неразрушаемом корпусе также позволяет передавать детонирующий импульс заряду ВВ, не повреждая в лабораторных условиях приборы и оборудование, что в отличие от прототипа расширяет функциональные возможности устройства передачи детонации, упрощает ведение взрывных работ и повышает их безопасность. Использование неразрушаемого корпуса повышает безопасность и упрощает его снаряжение.
Выполнение внутреннего диаметра корпуса детонирующего заряда не превышающим 10 критических диаметров взрывчатого вещества детонирующего заряда позволяет расширить и упростить выбор материала для обеспечения неразрушаемости корпуса и уменьшить внешний диаметр, что упрощает эксплуатацию, т.к. расширяет функциональные возможности данного устройства, которое в некоторых случаях требуется изгибать.
Герметичное соединение детонирующего заряда со средством инициирования увеличивает и упрощает безопасность проведения работ и снаряжения, так как средство инициирования и детонирующее устройство составляют единое целое и в отличие от прототипа не требуется погружения капсюля-детонатора в ЖВВ.
Идентичность компонентов ВВ детонирующего заряда и средства инициирования упрощает эксплуатацию, т.к. сведено к минимуму количество компонентов и операций по их использованию, также упрощает технологию сборки устройства и повышает безопасность производства и эксплуатации, так как позволяет применять бескапсюльное инициирование и исключает применение чувствительных ВВ.
Использование в качестве одного из компонентов ВВ - ТНМ дает возможность существенно уменьшить критический диаметр взрывчатого вещества, а это, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты инициирующего устройства и диаметр детонирующего заряда. ТНМ также повышает текучесть ЖВВ и образует с широким рядом компонентов ЖВВ гомогенную смесь.
Размещение компонент ЖВВ средства инициирования вне корпуса позволяет размещать их вместе с компонентами ЖВВ детонирующего заряда или смешивать компоненты ЖВВ (при многокомпонентных составах) одновременно для детонирующего устройства и средства инициирования с последующим заполнением их корпусов на месте подрыва, что дает возможность исключить из процесса организации взрывных работ ряд операций, связанных с использованием средств инициирования, снаряженных в заводских условиях, что упрощает производство и эксплуатацию и повышает безопасность. К тому же это позволяет разделить процессы смешивания компонентов ВВ и заполнения ими корпуса детонирующего устройства и средства инициирования, позволяет улучшить качество смеси и увеличить безопасность из-за возможности уменьшения количества ВВ и диаметра детонирующего заряда вплоть до критического, равного 50 мкм.
На чертеже схематично представлен один из конкретных примеров заявляемого устройства, где:
1 - детонирующий заряд; 2 - сосуд для хранения одного из компонентов ЖВВ; 3 - сосуд для хранения второго компонента ЖВВ; 4 - сосуд для смешивания компонентов ЖВВ; 5 - средство инициирования; 6 - заряд ВВ, принимающий детонационный импульс.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства служит устройство, применяемое авторами в лабораторных условиях, состоящее из детонирующего протяженного заряда, выполненного на основе двух компонентов жидкого агрегатного состояния: тетронитрометан и нитробензол, размещенных вне корпуса детонирующего заряда в емкостях 2 и 3, которые соединены с полой емкостью 4. Корпус детонирующего заряда представляет собой капилляр 1 из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 14162-79) с внешним диаметром 1 мм и внутренним диаметром 0,4 мм (критический диаметр используемого ЖВВ равен 50 мкм). Капилляр 1 герметично соединен (впрессован) со средством инициирования 5, представляющим собой электроискровой разрядник в виде корпуса из оргстекла с впрессованными в него металлическими (из нержавеющей стали 12Х18Н10Т) шпонками, расстояние между заостренными концами которых составляет 0,2 мм. В качестве ВВ средства инициирования используют ЖВВ на основе тех же компонентов, которые используются в детонирующем заряде, и размещают их в емкостях 2 и 3 с возможностью последующего перемешивания в емкости 4 и заполнения корпуса средства инициирования 5. Заряд ВВ, принимающий детонационный импульс, выполнен из того же ЖВВ, что и детонирующий заряд и средство инициирования, компоненты которого размещаются в емкостях 2 и 3 с возможностью последующего перемешивания в емкости 4 и перемещения в контейнер 6, который герметично соединен с капилляром 1.
Работает устройство следующим образом. Компоненты ЖВВ первоначально заливают в необходимых количествах в емкости 2 и 3, затем переливают в емкость 4 для перемешивания. Применение отдельной емкости для перемешивания позволяет достичь более качественной смеси и увеличить безопасность работ. При этом, применяя одни и те же компоненты ЖВВ для детонирующего заряда, средства инициирования и подрываемого заряда, упрощается технология проведения работ. Из емкости 4 ЖВВ заливается в средство инициирования 5, откуда самотеком заполняет капилляр детонирующего заряда 1 и контейнер принимающего детонационный импульс заряда 6. Для выхода воздуха при заполнении контейнера 6 в нем выполнено отверстие, которое после заполнения герметично закрывается. Подрыв осуществляется подачей электрического импульса амплитудой 40 кВ длительностью 1 мкс на электроискровой разрядник (средство инициирования) 5, откуда детонационный фронт движется по протяженному заряду 1 в капилляре и детонационный импульс на выходе из капилляра передается заряду 6, который можно разместить на достаточно большом расстоянии от средства инициирования. При движении детонационного фронта по капилляру 1 исключается негативное влияние продуктов взрыва на приборы и оборудование, размещенные рядом с ним, ввиду относительно небольшого диаметра капилляра и его неразрушаемости. Т.о. применение заявляемого устройства позволяет повысить безопасность проведения работ и сохранить в целостности лабораторное оборудование без дополнительных средств защиты.