ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ДЕТОНАТОР
INTERMEDIATE DETONATOR

Изобретение относится к средствам инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ (ВВ), а именно к промежуточным детонаторам, предназначенным для инициирования скважинных и других зарядов промышленных ВВ с использованием устройств неэлектрических систем инициирования (НСИ) или электродетонаторов различных типов в восстающих скважинах на открытых и подземных горных работах.
Известен промежуточный детонатор (ПД) (патент РФ на изобретение №2333452), который содержит цилиндрический корпус, выполненный с хвостовиком, крышку, выполненную с гнездом под капсюль-детонатор и расположенную с возможностью фиксации на противоположном от хвостовика торце корпуса и размещенный в корпусе заряд взрывчатого вещества. Внутренняя поверхность корпуса сопряжена с внутренней поверхностью хвостовика по конической поверхности. Заряд взрывчатого вещества выполнен из сыпучего взрывчатого вещества. Недостатком данной конструкции является трудность в прессовании сыпучего взрывчатого вещества, так как, при закрывании крышкой с капсюльным гнездом корпуса, с насыпанным в него сыпучим взрывчатым веществом происходит только перераспределение взрывчатого вещества, а излишки вещества выдавливаются из корпуса, а так же невозможность фиксирования и центрирования промежуточного детонатора в восстающей скважине.
Известна конструкция шашки-детонатора (патент РФ на изобретение №2213929), предназначенной для использования в качестве промежуточного детонатора для инициирования промышленных взрывчатых веществ. Шашка-детонатор включает корпус, в котором размещен заряд сыпучего взрывчатого вещества, например флегматизированного гексогена в герметичном полимерном корпусе в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2-0,8 мм и крышки с резьбой для соединения с цилиндрической емкостью. По поверхности цилиндрической емкости выполнен паз, расположенный диаметрально в донной части по образующим цилиндрической части и заканчивающийся в верхней части цилиндрической емкости уступами, для размещения в нем средств инициирования. Недостатком данной конструкции является сложность в изготовлении и трудность в прессовании сыпучего взрывчатого вещества в тонкостенном полимерном корпусе, невозможность фиксирования и центрирования промежуточного детонатора в восстающей скважине.
Прототипом заявляемого изобретения является промежуточный детонатор (патент РФ на полезную модель №93521), содержащий цилиндрический корпус с взрывчатым веществом, крышку с гнездами для размещения средств инициирования и промежуточную упорную вставку с упругими усиками-фиксаторами. Недостатком данной конструкции является невозможность прессования сыпучего ВВ, невозможность фиксирования и центрирования промежуточного детонатора в восстающей скважине, невозможность применении прямого инициирования скважинного заряда, вследствие чего нельзя повысить мощность инициирующего импульса ПД, надежность и эффективность инициирования заряда ВВ.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности инициирования промежуточным детонатором промышленных ВВ, повышение качества, безопасности взрывных работ, повышение технологичности изготовления промежуточного детонатора, расширение области его применения за счет изменения конструкции ПД.
Технический результат достигается тем, что ПД имеет простую конструкцию и состоит из фиксатора, полого цилиндрического или полого цилиндрического ступенчатого корпуса с размещенным в нем ВВ и средством инициирования, внутри корпуса может располагаться бумажная втулка. Фиксатор представляет собой полый усеченный конус, который с меньшей стороны закрыт дном, а с противоположной стороны в торце расположены упругие лепестки с загнутыми под углом концами. По краю дна фиксатора расположены два отверстия для размещения ударно-волновой трубки (УВТ) или проводов электродетонатора (ЭД), а в центре расположено отверстие для размещения цилиндрического или цилиндрического ступенчатого корпуса, по краю этого отверстия внутри фиксатора имеются упоры. Цилиндрический корпус с одной стороны закрыт крышкой с другой стороны имеет дно в центре, которого расположено одно или два гнезда под капсюль-детонатор средства инициирования и соосно расположен полый цилиндрический выступ диаметром превышающим диаметр корпуса с пазами в стенке для размещения УВТ или проводов ЭД. Цилиндрический ступенчатый корпус со стороны ступени меньшего диаметра закрыт глухим дном, а со стороны ступени большего диаметра закрыт крышкой с капсюльным гнездом. Крышка в полом цилиндрическом или полом цилиндрическом ступенчатом корпусе фиксируется любым из известных способов, например, при помощи выступов на крышке и корпусе или при помощи сминающихся ребер.
Бумажная трубка, упрочняет цилиндрический корпус, а крышка позволяют прессовать сыпучее ВВ до требуемой плотности. Отверстия по краю дна фиксатора, пространство между упорами и цилиндрический выступ защищают УВТ или провода ЭД от повреждений о стенки, дно скважины или зарядный шланг, упругие лепестки центрируют и удерживают ПД в скважине. Фиксатор и цилиндрический выступ в торце цилиндрического корпуса или крышка цилиндрического ступенчатого корпуса позволяют производить механизированное заряжание, применять ПД для прямого, обратного, многоточечного и встречного инициирования скважинных зарядов.
При изготовлении ПД его геометрические размеры выбираются с учетом диаметра скважины, параметров зарядного оборудования и требуемой массы заряда промежуточного детонатора, что обеспечивает надежное центрирование, удержание промежуточного детонатора в восстающих скважинах и эффективное инициирование скважинного заряда.
Сущность решений предложенных в описании ПД поясняется чертежами:
на фиг. 1 показан продольный разрез ПД с цилиндрическим корпусом для прямого инициирования скважинного заряда, где: 1 - цилиндрический выступ, 2 - цилиндрический корпус, 3 - бумажная трубка, 4 - взрывчатое вещество, 5 - крышка, 6 - капсюльное гнездо в корпусе, 7 - капсюль-детонатор, 8 - отверстие для цилиндрического корпуса, 9 - отверстие для УВТ, 10 - упругий лепесток фиксатора, 11 - паз, 12 - зарядный шланг, 13 - упор, 14 - УВТ, 19 - дно корпуса фиксатора.
- на фиг. 2 показан продольный разрез ПД с цилиндрическим корпусом для обратного инициирования скважинного заряда, где: 1 - цилиндрический выступ, 2 - цилиндрический корпус, 3 - бумажная трубка, 4 - взрывчатое вещество, 5 - крышка, 6 - капсюльное гнездо в корпусе, 7 - капсюль-детонатор, 8 - отверстие для цилиндрического корпуса, 9 - отверстие для УВТ, 10 - упругий лепесток фиксатора, 11 - паз, 12 - зарядный шланг, 13 - упор, 14 - УВТ, 19 - дно корпуса фиксатора.
на фиг. 3 показан продольный разрез ПД с цилиндрическим ступенчатым корпусом для прямого инициирования скважинного заряда, где: 4 - взрывчатое вещество, 7 - капсюль-детонатор, 9 - отверстие для УВТ, 10 - упругий лепесток фиксатора, 12 - зарядный шланг, 13 - упор, 14 - УВТ, 15 - крышка, 16 - капсюльное гнездо в крышке, 17 - отверстие для цилиндрического ступенчатого корпуса, 18 - цилиндрический ступенчатый корпус, 19 - дно корпуса фиксатора.
на фиг. 4 показан продольный разрез ПД с цилиндрическим ступенчатым корпусом для обратного инициирования скважинного заряда, где: 4 - взрывчатое вещество, 7 - капсюль-детонатор, 9 - отверстие для УВТ, 10 - упругий лепесток фиксатора, 12 - зарядный шланг, 13 - упор, 14 - УВТ, 15 - крышка, 16 - капсюльное гнездо в крышке, 17 - отверстие для цилиндрического ступенчатого корпуса, 18 - цилиндрический ступенчатый корпус, 19 - дно корпуса фиксатора.
Промежуточный детонатор с цилиндрическим корпусом, сущность решений которого описана выше и поясняемая фиг. 1 для прямого инициирования скважинного заряда работает следующим образом. В отверстие 8, расположенное в центре дна 19 корпуса со стороны упругих лепестков 10 вводим цилиндрический корпус 2, затем с этой же стороны в одно из двух отверстий 9 для размещения УВТ 14, расположенных по краю дна фиксатора, вводим устройство неэлектрической системы инициирования и выводим его из другого отверстия, затем капсюль-детонатор 7 вставляем в капсюльное гнездо в корпусе 6 цилиндрического корпуса 2, а УВТ помещаем в паз 11 расположенный в стенке цилиндрического выступа 1. Собранный таким образом ПД вводим в устье скважины и упираясь в цилиндрический выступ зарядным шлангом или забойником 12 досылаем его в скважину до полного внедрения цилиндрического корпуса в заряд ВВ. Инициирующий импульс, распространяющийся по каналу ударно-волновой трубки устройства НСИ, воспламеняет зажигательный состав, от которого происходит инициирование бризантного взрывчатого вещества в капсюле-детонаторе, которое затем инициирует заряд бризантного ВВ в промежуточном детонаторе, который в свою очередь инициирует скважинный заряд, чем и завершается работа ПД.
Промежуточный детонатор с цилиндрическим корпусом, сущность решений которого описана выше и поясняемая фиг. 2 для обратного инициирования скважинного заряда работает следующим образом. В отверстие 8, расположенное в центре дна 19 корпуса фиксатора с противоположной стороны от упругих лепестков 10 вводим цилиндрический корпус 2, затем со стороны упругих лепестков в одно из двух отверстий 9 для размещения УВТ 14, расположенных по краю дна фиксатора вводим устройство неэлектрической системы инициирования, затем капсюль-детонатор 7 вставляем в капсюльное гнедо в корпусе 6 цилиндрического корпуса 2, а УВТ помещаем в паз 11 расположенный в стенке цилиндрического выступа 1. Собранный таким образом ПД вставляем цилиндрическим корпусом в зарядный шланг или забойник 12 и упираясь им в упор 13 на дне фиксатора досылаем в скважину и производим заряжание. Инициирование данного ПД и скважинного заряда производится аналогично выше описанному инициированию ПД с цилиндрическим корпусом для прямого инициирования скважинного заряда и поясняемому фиг. 1.
Промежуточный детонатор с цилиндрическим ступенчатым корпусом, сущность решений которого описана выше и поясняемая фиг. 3 для прямого инициирования скважинного заряда работает следующим образом. В отверстие 17, расположенное в центре дна 19 корпуса фиксатора со стороны упругих лепестков 10 вводим цилиндрический ступенчатый корпус 18, затем с этой же стороны в одно из двух отверстий 9 для размещения УВТ 14, расположенных по краю дна вводим устройство неэлектрической системы инициирования и выводим его из другого отверстия, затем капсюль-детонатор 7 вставляем в капсюльное гнездо в крышке 16, расположенное в крышке 15. Собранный таким образом ПД вводим в устье скважины и упираясь в упоры 13 на дне фиксатора или в крышку 15 зарядным шлангом или забойником 12, досылаем его в скважину до полного внедрения цилиндрического ступенчатого корпуса в заряд ВВ. Инициирование данного ПД и скважинного заряда происходит аналогично выше описанному инициированию ПД с цилиндрическим корпусом для прямого инициирования скважинного заряда и поясняемому фиг. 1.
Промежуточный детонатор с цилиндрическим ступенчатым корпусом, сущность решений которого описана выше и поясняемая фиг. 4 для обратного инициирования скважинного заряда работает следующим образом. В отверстие 17, расположенное в центре дна 19 корпуса фиксатора с противоположной стороны от упругих лепестков 10 вводим цилиндрический ступенчатый корпус 18, затем со стороны упругих лепестков в одно из двух отверстий 9 для размещения УВТ 14, расположенных по краю дна вводим устройство неэлектрической системы инициирования, затем капсюль-детонатор 7 вставляем в капсюльное гнездо в крышке 16, расположенное в крышке 15. Собранный таким образом ПД вставляем цилиндрическим ступенчатым корпусом в зарядный шланг или забойник 12 и упираясь им в упоры 13 на дне фиксатора, досылаем его в скважину и производим заряжание. Инициирование данного ПД и скважинного заряда происходит аналогично выше описанному инициированию ПД с цилиндрическим корпусом для прямого инициирования скважинного заряда и поясняемому фиг. 1.
Промышленные испытания промежуточного детонатора предлагаемой конструкции были проведены в подземных выработках рудников «Дукат», «Лунное», «Гольцовое» АО «Серебро Магадана», на Шерегешской шахте и руднике «Расвумчоррский». Результаты испытаний показали, что конструкция ПД позволяет просто и быстро располагать его в любом месте скважины, задавать нужное направление распространения детонационной волны в заряде ВВ, применять его в горных породах любой крепости в результате чего расширяется область его применения, повышается эффективность, надежность, технологичность и безопасность взрывных работ.