ЗАРЯД ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к конструкции заряда взрывчатого вещества для взрывных работ специального назначения, в частности для взрывного разрушения изношенных автопокрышек.
Известна конструкция заряда и состав взрывчатого вещества для взрывной утилизации изношенных автопокрышек в крошку в специальных взрывоциркуляционных установках (1, 2). Недостатком данного заряда является возгорание отдельных фрагментов автопокрышек при срабатывании заряда взрывчатого вещества во взрывоциркуляторе, образование пылевого облака при его разгерметизации. Известен способ пылеподавления путем размещения в слое взрывчатого вещества герметичной оболочки с водой (3). Недостатком этого способа является сложность и высокая трудоемкость размещения емкости с водой в слое взрывчатого вещества уже сформированного заряда.
Наиболее близким из технических решений к заявляемой полезной модели является заряд, состоящий из взрывчатого вещества (аммонита ПЖВ-20 или угленита Э-6), размещенного в полимерной оболочке с двойными стенками, пространство между которыми заполнено жидкостью - 50-65%-ным раствором аммиачной селитры и пенообразователем (4), принятый авторами в качестве прототипа. Недостатком заряда-прототипа является повышенная стоимость конечного продукта из-за использования взрывчатых веществ на основе тротила (аммонит ПЖВ-20) или нитроглицерина (угленит Э-6).
Технической задачей создания полезной модели является повышение эффективности ведения работ по взрывной утилизации изношенных автопокрышек в крошку в специальных взрывоциркуляционных установках за счет снижения стоимости, повышения безопасности и экологической чистоты ведения работ.
Взрывоциркулятор предназначен для локализации действия взрыва, измельчающего автопокрышки.
Техническая задача была решена разработкой заряда взрывчатого вещества, включающего взрывчатое вещество, средство инициирования, жидкость и двухслойную полимерную оболочку, который состоит из двух взрывчатых веществ, расположенных послойно: слой заряда высотой не менее одного диаметрам заряда - промежуточный детонатор - формируется из взрывчатого вещества чувствительного к импульсу первичного средства инициирования, установленного в нем, второй слой
заряда - основной заряд - формируется из взрывчатого вещества, способного детонировать от действия взрывчатого вещества промежуточного детонатора; а диаметр заряда берется не менее критического диаметра детонации основного заряда в оболочке; в качестве двухслойной оболочки используют два цилиндрических полимерных рукава разных диаметров, вставленных друг в друга, торцы полимерных рукавов собраны в единый «чуб» и герметично заделаны любым известным способом, средство инициирования размещается в слое взрывчатого вещества промежуточного детонатора, а жидкость в зазоре между полимерными рукавами ниже места установки средства инициирования; при этом взрывчатые вещества промежуточного детонатора и основного заряда имеют следующий компонентный состав, масс.%:
- промежуточный детонатор
аммиачная селитра пористая измельченная
94,4±2,0
жидкий нефтепродукт
5,6±1,0
или
аммиачная селитра пористая измельченная
91,1±2,0
порошок ферросилиция
5,0±1,0
жидкий нефтепродукт
3,9±1,0;
- основной заряд
аммиачная селитра пористая гранулированная или
смесь гранулированной и измельченной
94,4±2,0
жидкий нефтепродукт
5,6±1,0
или
аммиачная селитра пористая гранулированная или
смесь гранулированной и измельченной
91,1±2,0
порошок ферросилиция
5,0±1,0
жидкий нефтепродукт
3,9±1,0,
Взрывчатые вещества в качестве жидкого горючего содержат жидкий нефтепродукт - дизельное топливо, минеральные масла, отработанные минеральные масла, топочный мазут или их смесь.
В качестве жидкости используется вода или водный раствор неорганических
окислителей, или водный раствор антифриза, или водные растворы хлорида аммония и/или металла.
В качестве первичных средств инициирования используются индукционные детонаторы.
В качестве полимерных рукавов могут использоваться гофрированные полимерные рукава, которые после заполнения их взрывчатым веществом принимают форму гладких цилиндрических рукавов.
Первичные средства инициирования вводят в промежуточный детонатор заряда путем прокалывания полимерной оболочки. При этом место ввода средства инициирования должно быть выше уровня жидкости, находящейся между внутренней и наружной оболочками.
Сущность изобретения иллюстрируется фиг.1, на которой представлен заряд взрывчатого вещества (в разрезе).
1 - взрывчатое вещество промежуточного детонатора;
2 - взрывчатое вещество основного заряда;
3 - внутренний полимерный рукав;
4 - наружный полимерный рукав;
5 - средство инициирования;
6 - прокол в полимерных рукавах для ввода средства инициирования;
7 - жидкость;
8 - прокол в наружном полимерном рукаве для залива воды;
9, 10 - «чубы» полимерных рукавов;
11 - средство крепления «чубов» полимерных рукавов;
12 - зарядная камера взрывоциркуляционной установки;
13 - пакет автопокрышек;
14 - башмаки;
15 - стропы для подвески заряда;
16 - крепежные устройства строп для подвески заряда;
17 - люк взрывоциркулятора;
Нп - высота промежуточного детонатора;
Нж - высота столба жидкости;
d - диаметр заряда, мм.
Заряд взрывчатого вещества для взрывной утилизации изношенных автопокрышек в крошку, например в специальных взрывоциркуляционных установках, состоит из взрывчатого вещества 1, играющего роль промежуточного детонатора, высотой (Нп) не менее одного диаметра заряда и взрывчатого вещества 2, являющегося основным зарядом, размещенных послойно во внутреннем полимерном рукаве 3, который в свою очередь помещен в наружный полимерный рукав 4. Диаметр заряда (d) берется не менее критического диаметра детонации заряда в оболочке взрывчатого
вещества основного заряда. Критический диаметр детонации открытого заряда взрывчатого вещества промежуточного детонатора должен быть меньше критического диаметра детонации заряда в оболочке взрывчатого вещества основного заряда для обеспечения надежной детонации основного заряда от промежуточного детонатора. Средство инициирования 5 - индукционный электродетонатор, например ЭД-24 размещено во взрывчатом веществе промежуточного детонатора 1. Верхний и нижний торцы обоих полимерных рукавов собраны в единый «чуб» 9, 10, и закреплены любым известным способом, например, металлической клипсой 11. «Чуб» полимерного рукава 10 в месте расположения промежуточного детонатора выполняется большей длины для обеспечения крепления и подачи заряда во взрывоциркулятор 12.
В нижней части взрывоциркулятора размещается пакет автопокрышек 13, установленных на башмаках 14.
Порядок сборки: через люк 17 на башмаки 14 устанавливается пакет автопокрышек 13. Заряд опускается в загрузочный люк загрузки на расстояние около 15-25 см от поверхности его горловины, специальным инструментом, исключающим разрыв полимерной оболочки (водяным пистолетом) делается прокол 8 в наружном рукаве, заливается жидкость 7 в зазор между зарядом и стенкой наружного рукава. Затем заряд опускается ниже и на уровне 5-10 см от поверхности заряда делается прокол в наружном и внутреннем полимерных рукавах, через который в слой промежуточного детонатора вводится один или два индукционных электродетонатора 5 типа ЭД-24 или ЭДЗИ. После этого заряд опускают до совмещения верхней кромки заряда с верхней кромкой пакета автопокрышек. Стропами 15 заряд фиксируется на крепежных элементах 16 и центрируется внутри пакета автопокрышек. Крышка люка 17 герметично закрывается. Заряд готов к подрыву.
Основным требованием к взрывчатому веществу промежуточного детонатора является безотказность детонации от первичных средств инициирования, определяемая величиной критического диаметра детонации, которая должна быть меньше соответствующей величины для взрывчатого вещества основного заряда. Взрывчатое вещество промежуточного детонатора изготавливается на основе пористой измельченной аммиачной селитры, которое обладает не только повышенной чувствительностью к инициирующему импульсу первичных средств инициирования, но и способно инициировать взрывчатые вещества основного заряда. Пористая гранулированная аммиачная селитра имеет поры в виде неравномерно распределенных газовых включений. В процессе измельчения пористой аммиачной селитры происходит дополнительное повышение ее пористости, что повышает равномерность
распределения и хороший контакт горючего с окислителем. Согласно теории взрывного горения термический распад и газификация гранул аммиачной селитры происходит с поверхности. Чем больше удельная поверхность гранул (больше пористость), тем больше точек воспламенения, тем выше скорость детонации, ниже критический диаметр детонации взрывчатого вещества.
Эффективность взрывчатых веществ заряда оценивали по насыпной плотности, критическому диаметру детонации и скорости детонации открытого заряда и заряда в оболочке, а взрывчатого вещества промежуточного детонатора дополнительно по чувствительности к первичным средствам инициирования -индукционным электродетонаторам.
Характеристики взрывчатых веществ заряда приведены в табл.1.
Как следует из данных табл.1, взрывчатые вещества промежуточного детонатора (образцы 1, 2) имеют более высокую скорость детонации, меньший критический диаметр детонации, чувствительны к первичным средствам инициирования - индукционным электродетонаторам ЭД-24, ЭДЗИ, способны возбудить детонацию взрывчатого вещества (образцов 3-6) основного заряда.
При взрыве заряда взрывчатого вещества во взрывоциркуляторе энергия взрыва, действуя изнутри пакета автопокрышек, разрушает материал автопокрышек, предварительно охлажденный до температуры от минус 70 до минус 80°С. Во взрывоциркуляторе происходит дробление резины, измельчение и отделение от резины значительной части металлического и текстильного корда. Дополнительное измельчение и разделение материалов автопокрышек происходит при вовлечении их в поток продуктов взрыва взрывчатого вещества заряда, циркулирующий по тракту закольцовки (циркуляция потока обеспечивается за счет специальной формы внутренней полости взрывоциркулятора) и столкновении частиц между собой, стенками взрывоциркулятора и размещенными в тракте закольцовки дробящими элементами. При взрыве заряда взрывчатого вещества жидкость подвергается сильному сжатию и переходит в газообразное состояние (парогаз), способствуя дополнительному разрушению пакета автопокрышек. При движении продуктов взрыва взрывчатого вещества, продуктов разрушения автопокрышек в тракте закольцовки парогаз расширяется, его температура падает, происходит конденсация мельчайших капель жидкости на мельчайших частицах разрушенных автопокрышек, происходит коагуляция частиц при их случайном столкновении. Слипшиеся частицы пыли выпадают в осадок, тем самым снижается пыление в рабочей зоне взрывоциркулятора.
Одновременно с этим процессом имеет место процесс нейтрализации ядовитых газов, образовавшихся при взрыве.
При использовании зарядов в жидкостнонаполненных полимерных оболочках общий импульс нагружения характеризуется более длительным временем существования при соответственно более низком напряжении на фронте волны. Благодаря жидкостному зазору между полимерными рукавами снижается температура продуктов взрыва, что предотвращает возгорание отдельных фрагментов автопокрышек (резиновой крошки и текстильного корда). При этом расход взрывчатого вещества снижается, т.к. жидкостной зазор образует дополнительную оболочку и снижает величину критического диаметра детонации взрывчатого вещества основного заряда, т.е. диаметр заряда в целом.
3
3
Пример: заряд состоит из двух взрывчатых веществ, расположенных послойно, диаметром - 0,9 м, высотой 2,1 м. Заряд размещен во внутреннем полимерном рукаве, вставленном в наружный полимерный рукав диаметром 0,11 м. Зазор между стенками полимерных рукавов заполнен водой. Взрывчатое вещество промежуточного детонатора высотой 0,4 м - образец 1, чувствительное к действию первичных средств инициирования, с плотностью 0,75 г/см, скоростью детонации 3560 м/с, критическим диаметром детонации открытого заряда 40 мм, критическим диаметром детонации заряда в оболочке 35 мм. Слой основного заряда высотой 1,7 м формируется из взрывчатого вещества образца 4 с плотностью 0,81 г/см, скоростью детонации 3350 м/с, критическим диаметром детонации открытого заряда 60 мм, критическим диаметром детонации заряда в оболочке 55 мм, способного детонировать от взрывчатого вещества слоя промежуточного детонатора. Первичное средство инициирования - два электродетонатора индукционного типа ЭДЗИ. Заряд взрывчатых веществ с электродетонатором, водой размещается внутри блока автопокрышек во взрывной камере взрывоциркуляционной установки. При взрыве за счет тушащего действия воды не происходит возгорания измельченной крошки резины автопокрышек.
Преимуществом заявляемого заряда взрывчатого вещества является то, что не требуется использования дорогостоящих систем инертизации зоны действия взрыва, например газообразным азотом, или использование низкоэнергетических взрывчатых веществ, в составе которых для снижения температуры вводятся пламягасящие вещества.
Предлагаемый заряд взрывчатого вещества обеспечивает заявляемый технический результат:
- снижение стоимости;
- повышение безопасности и экологической чистоты ведения взрывных работ;
- использование в качестве промежуточного детонатора сыпучего взрывчатого вещества на основе пористой измельченной аммиачной селитры.
- предотвращение возгорания крошки резины при воздействии взрыва на автопокрышки без снижения интенсивности их дробления.
Заявляемый заряд был проверен при взрывной утилизации изношенных автопокрышек в крошку в специальных взрывоциркуляционных установках. При этом обеспечивалась высокая степень дробления резиновой крошки и исключение ее возгорания при взрыве.
Источники информации
1 ТУ 7276-002-59740985-2005
2 Патент РФ №2308667
3 Патент РФ №2168700
4 З.Г.Поздняков, Б.Д.Росси «Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания, М., «Недра», 1977 г., стр.118
Табл.1
состав и свойства взрывчатых веществ
Наименование компонентов и характеристик
Промежуточный детонатор
Основной заряд
1
2
3
4
5
6
Аммиачная селитра пористая измельченная
94,4±2,0
91,1±2,0
-
-
-
-
Аммиачная селитра пористая гранулированная
-
-
94,4±2,0
-
91,1±2,0
-
Смесь аммиачной селитры пористой гранулированной и измельченной
-
-
-
94,4±2,0
-
91,1±2,0
Жидкий нефтепродукт
5,6±0,5
3,9±0,5
5,6±0,5
5,6±0,5
3,9±0,5
5,6±0,5
Порошок ферросилиция
-
5,0±2,0
-
-
5,0±2,0
5,0±2,0
Плотность, г/см<sup>3</sup>
0,75
0,79
0,79
0,81
0,80
0,83
Скорость детонации взрывчатого вещества открытого заряда, мм, м/с
3500-3600
3500-3550
2700-3200
3300-3350
2700-3100
3300-3350
Скорость детонации взрывчатого вещества заряда в оболочке, мм, м/с
3700-3800
3700-3800
2900-3300
3350-3400
2900-3300
3350-3400
Критический диаметр детонации взрывчатого вещества открытого заряда, мм
40
40
60-80
60
60-80
60
Критический диаметр детонации взрывчатого вещества заряда в оболочке, мм
35
35
55-75
55
55-75
55
Чувствительность к индукционным электродетонаторам
+
+
Испытания не проводились