УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к безопасным способам механизированного изготовления неводоустойчивых смесевых гранулированных промышленных взрывчатых веществ (ВВ).
Большое распространение при производстве взрывных работ в горнорудной промышленности и строительстве получили неводоустойчивые смесевые гранулированные промышленные ВВ, способом приготовления которых является механическое смешивание гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (нефтепродукта).
В настоящее время все большее количество взрывчатых веществ промышленного назначения изготавливается на местах применения - в условиях предприятий, ведущих взрывные работы. Достигнута высокая степень механизации в изготовлении ВВ и заряжании взрывных скважин в условиях открытых горных разработок применением смесительно-зарядных машин (СЗМ). Однако применение СЗМ ограничено их прохождением и маневрированием в условиях узких полок заряжаемых блоков на открытых горных разработках.
При больших объемах заряжания шпуров и скважин гранулированными промышленными взрывчатыми веществами (гранулитами) для взрывной отбойки горных пород, традиционно используются пневмозарядчики или смесительно-зарядные установки (СЗУ), смонтированные на самоходных базах автомобильных шасси. Указанные пневмозарядчики и СЗУ могут применяться как для заряжания скважин уже готовыми ВВ, так и для изготовления ВВ в процессе заряжания.
Например, известна установка для приготовления взрывчатого вещества, содержащая емкость с перемешиваемым жидким нефтепродуктом, который через насос форсункой осуществляет впрыск в транспортируемую по конвейеру и интенсивно перемешиваемую шнеком гранулированную аммиачную селитру, что позволяет получить однородную смесь (В.Л. Барон, В.Х. Кантор "Техника и технология взрывных работ в США" М, "Недра", 1989, стр. 95).
Недостатки данного решения состоят в следующем:
- конструкция пневмозарядчиков достаточно сложна, вследствие чего работа на них требует достаточно высокой квалификации обслуживающего персонала. Кроме того, использование пневмозарядчика требует дополнительно наличия мощного и производительного источника сжатого воздуха - до 7 куб.м. в минуту при давлении до 0,6 МПа. Как правило, это либо стационарная пневмосистема предприятия, либо передвижная компрессорная установка, являющаяся самостоятельным устройством, сложным в эксплуатации;
- СЗУ на базе самоходных автомобильных шасси обладают ограниченной проходимостью и маневренностью, вследствие чего их применение ограничено в стесненных условиях (неудобные подъезды, узкие рабочие площадки) на открытых и подземных горных разработках;
- для СЗУ характерно «зависание» гранулированной аммиачной селитры в накопительных бункерах, вследствие чего шнеком может захватываться меньшее от расчетного количество селитры, а дизельного топлива впрыскивается прежнее количество. Нарушается соотношение топлива и окислителя, вследствие чего взрывчатые характеристики изготавливаемого ВВ ухудшаются вплоть до полной их потери;
- эксплуатацию пневмозарядчика и СЗУ сопровождают также дополнительные трудозатраты на перетаривание гранулированной селитры из мешкотары в бункеры пневмозарядчика или СЗУ. Это отнимает время, образуются значительные количества пустой тары (мешки) требующей дополнительных затрат на их сбор и утилизацию;
- с экономической точки зрения пневмозарядчики, передвижные компрессорные установки и СЗУ - достаточно дорогие технические устройства и компенсация затрат на их приобретение и эксплуатацию ложится на стоимость изготавливаемых ВВ, значительно удорожая последние;
- при использовании пневмозарядчиков, в процессе смешивания высокие скорости воздушных потоков способствуют интенсивному испарению нефтепродуктов и их уносу в окружающую среду, тем самым загрязняя воздух рабочей зоны. По этой же причине трудно добиться точности соотношения дозирования гранулированной селитры и нефтепродукта, т.к. количество селитры так же непостоянно вследствие ее потерь при насыпании в накопительный бункер.
Указанные недостатки устранены новым устройством для приготовления взрывчатого вещества из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта, которое содержит емкость для жидкого нефтепродукта с напорным рукавом, мешок для размещения в нем гранулированной аммиачной селитры, размещенную внутри мешка перфорированную иглу для распыления жидкого нефтепродукта под напором не менее 5 м/с в мешок, выполненную на всю длину мешка в виде цилиндра с заостренным концом, с отношением длины цилиндра к его диаметру не более 100/1 и соединенную через насос и счетчик жидкого нефтепродукта с выходом напорного рукава, при этом расстояние между ближайшими отверстиями в перфорированной игле составляет не более 20 средних диаметров гранул аммиачной селитры, а диаметр мешка - не более 50 диаметров перфорированной иглы. А на входе иглы установлен впускной механизм (RU 2383517, C06B 21/00, C06B 31/28, C06B 45/32, опубл. 10.03.2010).
Для использования данного устройства аммиачную селитру затаривают в мешок, мешок укладывают на бок, протыкают перфорированной иглой на всю длину мешка, и смешивают гранулированную аммиачную селитру с жидким нефтепродуктом путем распыления жидкого нефтепродукта в мешок с аммиачной селитрой через отверстия в перфорированной игле под напором не менее 5 м/с.
Известное решение обеспечивает повышении технологичности путем увеличения точности дозирования компонентов, упрощение изготовления ВВ на месте его применения без перетаривания.
Данное решение принято в качестве прототипа.
Однако, и это решение имеет некоторые недостатки. Отсутствие обратного клапана перед перфорированной трубкой приводит к опорожнению шланга и передозированию или недодозированию топлива вводимого на смешение в гранулированную аммиачную селитру. Ручной насос подает топливо порциями, с большими перепадами давления - что делает распыление топлива по гранулам недостаточно эффективным. На точность дозирования сильно влияет «человеческий фактор» - когда оператор успевает или не успевает вовремя закрыть кран на подаче топлива. Одинарная перфорированная игла позволяет эффективно проводить распыление топлива только в специально подготовленные цилиндрические мешки. Селитра же поступает в обычных плоских мешках, которые при горизонтальном укладывании на грунт приобретают овальный профиль поперечного сечения. В связи с этим при введении иглы в центр мешка периферические участки гранулированной селитры в мешке остаются необработанными нефтепродуктом.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении технологичности и обеспечении полнообъемного смачивания аммиачной селитры, затаренной в стандартные плоской формы мешки за один прием ввода перфорированной насадки в мешок.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта, содержащем емкость для жидкого нефтепродукта, по крайней мере один мешок для размещения в нем гранулированной аммиачной селитры и размещаемую внутри мешка перфорированную трубчатую насадку для распыления жидкого нефтепродукта под напором непосредственно внутри мешка на гранулированную аммиачную селитру, при этом указанная насадка выполнена не более длины мешка и сообщена с узлом подачи под давлением жидкого нефтепродукта, перфорированная трубчатая насадка выполнена в виде по меньшей мере двух однонаправлено расположенных отрезков перфорированных по поверхности во всех направлениях трубок, заглушенных и заостренных с одного конца для протыкания мешка с гранулированной аммиачной селитрой, другие концы которых механически связаны между собой и сообщены с узлом подачи под давлением жидкого нефтепродукта.
Указанный технический результат так же достигается тем, что в устройстве для приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта, содержащем емкость для жидкого нефтепродукта, с которой через фильтр и насос сообщен топливный счетчик, выход которого через гибкий шланг сообщен с запорным краном, сообщенным с переносной перфорированной насадкой, размещаемой внутри мешка с гранулированной аммиачной селитры для распыления жидкого нефтепродукта под напором непосредственно внутри мешка, снабжено гидравлическим аккумулятором давления, смонтированным на участке между насосом и топливным счетчиком, и обратным клапаном, смонтированным на участке между запорным краном и узлом подсоединения гибкого шланга к этому крану, а перфорированная трубчатая насадка выполнена в виде по меньшей мере двух однонаправлено расположенных отрезков перфорированных по поверхности во всех направлениях трубок, заглушенных и заостренных с одного конца для протыкания мешка с гранулированной аммиачной селитрой, другие концы которых механически и гидравлически связаны между собой и сообщены с запорным краном.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - устройство для приготовления взрывчатого вещества.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция устройства для приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры, поверхностно обработанной смачиванием распылением жидким нефтепродуктом (например, дизельным топливом).
Устройство для приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта (фиг. 1), содержит емкость 1 для жидкого нефтепродукта, по крайней мере один мешок для размещения в нем гранулированной аммиачной селитры (не показано), а так же узел подачи под давлением жидкого нефтепродукта. Внутри мешка размещают перфорированную трубчатую насадку 2 для распыления под напором жидкого нефтепродукта непосредственно внутри мешка на гранулированную аммиачную селитру. Для этого эту перфорированную насадку выполняют не более длины мешка и сообщают с узлом подачи под давлением жидкого нефтепродукта.
Перфорированная трубчатая насадка 2 выполнена в виде по меньшей мере двух однонаправлено расположенных отрезков 3 перфорированных по поверхности во всех направлениях трубок, заглушенных и заостренных с одного конца для протыкания мешка с гранулированной аммиачной селитрой, другие концы которых механически и гидравлически связаны между собой и сообщены с узлом подачи под давлением жидкого нефтепродукта. Расстояние между ближайшими отверстиями 4 в каждом отрезке 3 трубы составляет не более 20 средних диаметров гранул аммиачной селитры. Это расстояние подбирается, исходя из гранулометрического состава селитры и диаметра мешка, в который она затарена. Как правило, один завод-изготовитель селитры обеспечивает примерно одинаковый гранулометрический состав по всем партиям, что существенно облегчает задачу. Кроме того, использование мешков одного типоразмера также сужает диапазон подбора параметров перфорирования отрезков труб.
В предпочтительном варианте исполнения перфорированная трубчатая насадка выполняется из более двух отрезков труб (например, трех). Для обеспечения равномерного распыления топлива на окружающие трубки гранулы аммиачной селитры эти отрезки трубок располагают в одной плоскости на равном удалении друг от друга.
Данная перфорированная насадка используется в устройстве для приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта (фиг. 1). Это устройство состоит из последовательно сообщенных между собой емкости 1 для жидкого нефтепродукта, представляющего собой расходный резервуар дизельного топлива, трубки 5 забора топлива из расходного резервуара дизельного топлива, сетчатого фильтра 6 для задержания механических примесей, которые возможно могут содержаться в дизельном топливе, насоса 7 подачи топлива, экспанзомата 8 (гидравлического аккумулятора давления), манометра 9 для контроля давления жидкости в экспанзомате 8, топливного счетчика 10 объема выдаваемого топлива с устройством отсечки потока по выдаче заданного объема топлива, быстроразъемного соединения 11 типа «Камлок» для присоединения гибкого шланга 12 к трубопроводу выхода топлива из счетчика, гибкого шланга 12 для перекачивания топлива от счетчика 10 до переносного устройства распыления топлива, функцию которого выполняет перфорированная трубчатая насадка 2, быстроразъемного соединения 13 типа «Камлок» для присоединения гибкого шланга 12 к обратному клапану 14 на переносном устройстве распыления, обратного клапана 14 на переносном устройстве распыления, служащего для защиты от вытекания топлива из гибкого шланга 12, и запорного устройства 15 (например, шарового крана, запорного крана) на переносном устройстве распыления для дополнительной защиты от вытекания топлива из гибкого шланга 12.
Функционирует устройство следующим образом.
Насос 7 всасывает по трубопроводу 5 дизельное топливо из расходного резервуара (емкости 1) и подает его в гидросистему. Перед входом топлива в насос 7 установлен сетчатый фильтр 6, который задерживает содержащиеся в топливе механические примеси и предотвращает их попадание в гидравлическую систему - тем самым предохраняя от поломок насос 7 и счетчик 10.
При работе насоса 7 на подачу топлива и закрытом устройстве отсечки на счетчике 10, топливо поступает во внутренний объем экспанзомата 8. Под действием поступающего топлива, находящийся в экспанзомате 8 газ (рабочее тело) сжимается - создается избыточное давление. Величина создаваемого избыточного давления измеряется манометром 9. Насос 7 имеет настраиваемый перепускной клапан(не показан), который ограничивает создаваемое работой насоса 7 давление топлива в экспанзомате 8.
Переносное устройство распыления в виде перфорированной насадки 2 вводится в мешок с гранулированной аммиачной селитрой. На счетчике 10 выставляется задание на дозирование определенного количества топлива. Оператор открывает кран запорного устройства 15 и топливо под давлением начинает поступать в гибкий шланг 12, а из него через обратный клапан 14 и открытый кран запорного устройства 15 в перфорированные трубки переносного устройства распыления, из отверстий которых топливо распыляется в объем гранул аммиачной селитры находящихся в мешке.
Перфорированная насадка позволяет эффективно проводить распыление топлива в обычных мешках. Селитра уже поступает в обычных плоских мешках, которые при горизонтальном укладывании на грунт приобретают овальный профиль поперечного сечения. При использовании насадки с двумя и более отрезками перфорированных труб после введения их в мешок периферические участки гранулированной селитры в мешке остаются обработанными нефтепродуктом. Через отверстия в отрезках труб нефтепродукт распыляется в объем селитры, равномерно ее смачивания высоконапорной - не менее 5 м/с - струей за счет высокоскоростного растекания нефтепродукта по свободному межгранульному пространству. Так как отрезки труб разнесены между собой, то происходит максимальный охват распылением затаренного в мешок объема гранулированной селитры.
Счетчик 10 отрабатывает установленное на нем задание и отключает подачу топлива в гибкий шланг 12, а из него - в переносное устройство распыления 2. Кран запорного устройства 15 закрывают. Переносное устройство распыления извлекают из мешка с селитрой. Взрывчатое вещество изготовлено и готово к заряжанию в скважины.
При использовании гранулированной аммиачной селитры, затаренной в мешки с поперечным размером, равном или менее диаметра заряжаемых скважин, приготовленное ВВ не растаривается из мешков при заряжании скважин: мешки с ВВ опускают непосредственно в скважины. В этом случае не образуется пустой мешкотары, требующей последующей утилизации (оболочки мешков сгорают в скважине при взрыве, без остатка).
При использовании предлагаемого устройства увеличивается точность дозирования смешиваемых для ВВ компонентов - окислителя - гранулированной или пористой аммиачной селитры, и топлива - жидкого нефтепродукта. Кроме того, обеспечивается полнообъемное смачивание аммиачной селитры, затаренной в стандартные плоской формы мешки за один прием ввода перфорированной насадки в мешок.