ПАТРОН ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ВЗРЫВАНИЯ

Полезная модель относится к патронам (картузам) для промышленного взрывания. Применяется для формирования скважинных зарядов при взрывных работах на земной поверхности в скважинах любой степени обводненности, в том числе и с проточной водой.
Известен патрон с диаметром заряда 36-45 мм., содержащий скальный аммонит №1, состоящий из 66% водоустойчивой аммиачной селитры, 5% тротила, 24% гексогена и 5% алюминиевой пудры. Прессованный скальный аммонит №1 патронируется в бумажные гильзы, состоящие из 2,5-3,5 слоев бумаги, многослойной бумаги, обработанной по поверхности водостойкой смесью парафина с петролатумом [1]. Скальный аммонит №1 изготавливается также в насыпных патронах диаметром 28, 32, 50, 80, 100 и 120 мм. Недостатком данных патронов является высокая чувствительность скального аммонита к механическим воздействиям и к огню, высокая стоимость применяемых ВВ и низкая прочность оболочки.
С меньшей чувствительностью к механическим воздействиям известно патронированное порошкообразное взрывчатое вещество аммонал. Аммонал состоит из 80,5% аммиачной селитры марки ЖВ, 15% тротила и 4,5% алюминевой пудры. Выпускаются в патронированном виде диаметром 31-32 мм, а также 60, 90, 100 и 120 мм.(2).
Известен патрон, содержащий взрывчатый материал аммонит №6ЖВ (в полиэтиленовой оболочке, с диаметром патрона 60-90 мм.). Данные патроны не подходят для заряжания водонаполненных скважин, так как в воде они не тонут.(3)
Известен способ выполнения заряда ВВ для заряжания обводненных скважин в герметизированной одинарной или двойной полиэтиленовой
оболочке, длина которой превышает длину размещаемого заряда не менее, чем в 1,2 раза. Оболочку патрона заполняют неводостойким ВВ, например граммонитом, герметизируют, а на горном предприятии-потребителе путем разгерметизации верхней части оболочки при вертикальном положении патрона добавляют 10-12% раствора аммиачной селитры с последующим опусканием патрона в скважину [4].
Также известны патроны с ВВ поступление воды в которые осуществляется через отверстия во внутренней водонепроницаемой оболочке и (или)клапана(5).
Основными недостатками данных конструкций патронов является длительность процесса заряжания, высокая вероятность растворения водорастворимых составляющих ВВ и соответственно отказы зарядов.
Запатентована взрывчатая смесь и способ изготовления скважинного заряда [6]. Взрывчатая смесь, содержащая 35-25 мас.% порошкообразного взрывчатого вещества - аммонита, или аммонала, или диаммонала или их смеси в любом соотношении, 65-75 мас.% гранулированного взрывчатого вещества - гранулита, или граммонита, или граммотола, или гранулотола, или их смеси в любом соотношении. Взрывчатая смесь помещена в цилиндрическую двухслойную оболочку, состоящую из внутренней и наружной оболочек. Внутренняя оболочка выполнена из водонепроницаемого полимерного материала, диаметром больше диаметра скважины, а наружная - из полимерного материала или бумаги диаметром равным 0,7-0,8 диаметра скважины с перфорацией по ее образующей. При заряжании скважины патрон свободно перемещается в скважине под действием собственного веса. При ударе патрона о дно скважины или о поверхность зеркала воды наружная, ослабленная перфорацией, оболочка разрывается, а внутренняя влагостойкая оболочка расправляется на все поперечное сечение скважины. Патрон с ВВ под действием собственного веса и веса вышележащих патронов погружается до дна скважины, полностью заполняя все поперечное сечение. Заполнение патрона заявленной взрывчатой смесью с насыпной
плотностью, больше плотности воды, производится путем свободной засыпки без дополнительного уплотнения ВВ. Недостатком предложенной конструкции является возможность застревания патрона в скважине при его ударе о поверхность зеркала воды, порывы внутренней полимерной оболочки о стенки скважины во время движения патрона, а также высокая стоимость взрывчатой смеси за счет использования порошкообразных ВВ
Наиболее близкой моделью (прототипом) по совокупности существенных признаков является патрон для промышленного взрывания (7.) В полипропиленовую оболочку вшита или вставлена полиэтиленовая оболочка. Донные части обеих оболочек или только донная часть полипропиленовой оболочки перегнута на 180° и прошита двумя машинными швами по прямой линии. Донные части указанных оболочек или только донная часть полипропиленовой оболочки прошита одним швом по вогнутой линии. Дополнительно в полипропиленовую оболочку вшита или вставлена вторая полиэтиленовая оболочка. Все горловины оболочек соединены вместе и прошиты одним или двумя машинными швами. Недостатком данной конструкции является неконтролируемое поступление воды в патрон, через отверстия в месте прохождения нитей через оболочку, высокая вероятность растворения аммиачной селитры и необходимость, после зарядки скважин с проточной водой, проведения взрывных работ в течение одних суток.
При создании полезной модели ставилась задача предложить патрон для взрывания, которым можно заряжать обводненные скважины, расширение области применения неводостойких ВВ, повышение эффективности патрона за счет повышения насыпной плотности взрывчатой смеси.
Для достижения такого технического результата предлагается патрон для промышленного взрывания состоящий из двух или более полимерных оболочек, содержащий гранулированный аммиачно-селитренный взрывчатый материал (ВМ), который размещен в герметизированной водонепроницаемой внутренней оболочке. Герметичность внутренней оболочки достигнута тем, что нижний торец оболочки заварен, а верхний герметизируется
3
одним из способов: торец собирается в «чуб» и герметично стягивается пластиковой утяжкой или клипсуется или завязывается шпагатом, при этом «чуб» внутренней заправляется под наружную оболочку. Допускается заделка горловины внутренней оболочки завариванием или сворачиванием оболочки с последующим заправлением «скатки» под наружную оболочку. ВМ имеет плотность 1000-1350 кг/м, обеспечиваемую измельчением части аммиачной селитры (при соотношении гранулированная: измельченная аммиачная селитра от 9:1 до 1:9) используемой в технологическом процессе получения гранулированного ВМ или введением в состав гранулированного ВМ - эмульсионного ВВ или его матрицы (5,0-70,0 мас.% от массы заряда)
Предпочтительно, чтобы донная часть наружной оболочки была перегнута на 180° и прошита одним или более машинными швами. Для исключения застревания патрона в скважине донная часть наружной оболочки дополнительно прошита двумя пересекающими швами по вогнутой линии.
В качестве ВМ в патроне используются граммониты, гранулиты, игданиты, аммониты, реофлексы, эмульсионные ВВ и другие аммиачно-селитренные взрывчатые вещества.
Для повышения плотности ВМ в патроне возможно использование утряски.
Предпочтительно в качестве внутренней оболочки использовать водонепроницаемые полимерные материалы: полиэтилен, полипропилен и др. материалы, в качестве наружной прочной оболочки использовать тканые полимерные материалы: полипропилен, полиэтилен и др. материалы.
Предлагаемое изобретение пояснено на фигуре 1-2. Патрон для промышленного взрывания содержит взрывчатый материал (1, см. фиг.2 разрез А-А) в полиэтиленовой оболочке (3), дополнительно снабжен полипропиленовой оболочкой (2). При этом в полипропиленовую оболочку вставлена одна или более полиэтиленовая оболочка. Донная часть наружной оболочки перегнута на 180° и прошита одним или более машинными швами
оболочки перегнута на 180° и прошита одним или более машинными швами (5). Кроме этого донная часть полипропиленовой оболочки прошита двумя швами по вогнутой линии (4). Горловина полиэтиленовой оболочки герметизируется одним из способов: торец собирается в «чуб» и герметично стягивается пластиковой утяжкой или клипсуется или завязывается шпагатом (5), при этом «чуб» внутренней оболочки заправляется под наружную оболочку. Допускается заделка горловины внутренней оболочки завариванием или сворачиванием оболочки с последующей заправкой «скатки» под наружную оболочку. Горловина полипропиленовой оболочки прошивается одним или двумя машинными швами или перегибается на 180° и прошивается одним или двумя машинными швами.
Разработка взрывчатой смеси с плотностью больше, чем плотность воды достигнута (по 1 варианту) введением в состав гранулированного аммиачно-селитренного ВВ части аммиачной селитры в измельченном виде (10,0-90,0 мас.% от всей аммиачной селитры) с размером частиц от 0,1 до 1,2 мм. Устройство для измельчения (дезинтегратор или др.) смонтировано в технологической схеме получения ВВ, с отводом части потока аммиачной селитры на измельчитель. Заполнение патрона заявляемой взрывчатой смесью с насыпной плотностью, большей плотности воды, производиться путем свободной засыпки как с дополнительным уплотнением (виброуплотнение), так и без уплотнения.
Разработка взрывчатой смеси с плотностью больше, чем плотность воды возможна также введением в состав гранулированного аммиачно-селитренного ВВ эмульсионного ВВ или просто матрицы эмульсии (далее эмульсия) 10,0-70,0 мас.% от массы заряда (вариант 2). Введение эмульсии в заряд возможно, как на стадии приготовления гранулированного ВВ, так и подачей эмульсии в упаковочный комплект до или после засыпки гранулированного ВВ или ВВ полученного по первому варианту.
Результаты экспериментальных данных приведены в таблице (см. таблицу).
Таблица
Наименование ВВ
Плотность гранул, кг/см<sup>3</sup>
Плотность ВВ, кг/см<sup>3</sup>
Бризантность* по обжатию свинцового цилиндра, мм
Стоимость, т.руб./т
Аммонит №6ЖВ
1480-1540
800-850
12
16
Граммонит 79/21
1480-1540
800-850
10
12
Заявляемая взрывчатая смесь (Вариант 1)**
Граммонит 79/21 (10% измельченной ам. селитры)
1480-1540
1100-1150
10,7
12
Граммонит 79/21 (20% измельченной ам.селитры)
1480-1540
1150-1270
11
12
Заявляемая взрывчатая смесь (Вариант 2)**
Граммонит 79/21(10% эмульсии)
1480-1540
1120-1170
11
11,5
Граммонит 79/21(20% эмульсии)
1480-1540
1180-1300
12
11
* по методике ВостНИИ
** передача детонации между двумя патронами после выдержки в воде 2-ое суток полная
3
Как следует из данных таблицы, плотность взрывчатой смеси более 1000 кг/м может быть достигнута путем распределения измельченной селитры или эмульсионного ВВ (или матрицы эмульсии) в межгранульном пространстве, как с дополнительным уплотнением, так и без. Плотность взрывчатой смеси в патроне с уплотнением выше, чем без уплотнения.
Разработанная взрывчатая смесь размещена в патроне (упаковке), состоящем из двух оболочек, причем внутренняя оболочка выполнена в виде автономного вкладыша из полиэтилена диаметром (Двн) больше диаметра наружной оболочки, выполненной из тканого полипропилена. Внутренняя оболочка изготовлена из рукавной полиэтиленовой пленки. Один торец оболочки заварен, а второй загерметизирован следующим способом: торец собран в «чуб» и завязан шпагатом, при этом «чуб» внутренней оболочки заправлен под наружную оболочку. Для исключения застревания патрона в скважине донная часть наружной оболочки дополнительно прошита двумя пересекающими швами по вогнутой линии. Горловина полипропиленовой оболочки перегнута на 180° и прошита одним швом. По заказам потребителей возможен выпуск патронов диаметром от 80 мм. до 300 мм.
Данная полезная модель (патрон), имея герметичную внутреннюю оболочку и прочную наружную оболочку обеспечивает заявленный технический результат: возможность заряжания обводненных скважин неводостойким взрывчатым материалом и повышение эффективности его использования.
Источники информации
1. ГОСТ 2198576. Вещества взрывчатые промышленные. Аммонит скальный №1.
2. Аммонит №6ЖВ ГОСТ 21984-76.
3. Перечень взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных к постоянному применению в Российской Федерации. М., 1997
4. Патент России №2117912, кл. F42В 1/8.
5. Патент РФ 21934 кл. 7 Е21С 37/00 от 28.02.2001
6. Патент РФ №2205168, кл. С06В 45/02.
7. Патент РФ 2231014 от 09.07.2002.