ЗАРЯД ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к ведению взрывных работ специального назначения и буровзрывных работ на карьерах.
В настоящее время все большее значение приобретают взрывные работы с использованием патронированных предварительно изготовленных зарядов взрывчатых веществ в полимерной оболочке (полимерном рукаве). Патронированные заряды могут изготавливаться из сыпучих взрывчатых веществ.
Известны патронированные заряды взрывчатых веществ, инициирование которых осуществляется с помощью промежуточных детонаторов и детонирующего шнура (1-8). Недостатками их применения является неудовлетворительная степень дробления горных пород и повышенная стоимость промежуточных детонаторов -тротиловых шашек-детонаторов.
ск
ДШ
ДШ
ВВ
cк
ДШ
ВВ
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели (прототипом) является заряд взрывчатого вещества, в котором перед размещением в скважину из детонирующего шнура формируют петли в виде плотно скрученных витков спирали с замкнутыми концами в единую непрерывную кольцевую линию из отрезков детонирующего шнура длиной, равной расстоянию прямолинейного участка детонирующего шнура между спиралями, которое определяют по формуле: L=2DV/(V-V), где: L - расстояние между спиралями, D - диаметр заряда взрывчатого вещества, V, V - скорости детонации детонирующего шнура и взрывчатого вещества заряда и закрепляют их на заряде (9). Недостатком данного заряда и способа его инициирования является повышенная стоимость взрывных работ из-за применения в качестве промежуточного детонатора тротиловых шашек-детонаторов.
Технической задачей создания полезной модели являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет снижения стоимости, повышения надежности и полноты детонации заряда, расширения области использования сыпучих взрывчатых веществ и повышения безопасности ведения взрывных работ.
Техническая задача была решена разработкой заряда взрывчатого вещества, включающего патронированное взрывчатое вещество, детонирующий шнур и средство инициирования, в котором детонирующий шнур размещают на поверхности патронированного заряда параллельно его продольной оси в виде четного числа
ДШ
ВВ
ДШ
ВВ
линейных участков на равном расстоянии друг от друга и перпендикулярно его оси в один или несколько рядов в виде витков спирали, которые вместе с линейным участком плотно закрепляют на поверхности заряда, например скотчем или изоляционной лентой; а инициирование осуществляют штатными средствами взрывания путем подачи взрывного импульса через линейные участки детонирующего шнура в точки его контакта с витками спирали при одновременном возбуждении детонационного импульса во всех точках контакта линейных участков детонирующего шнура с витками спирали, при этом при формировании заряда с несколькими рядами витков спирали детонирующего шнура выбирают взрывчатое вещество не чувствительное к инициирующему импульсу линейных участков детонирующего шнура и обеспечивают соблюдение зависимости L/D<L/D, где: L - расстояние между рядами витков спирали, м; D, D - скорости детонации детонирующего шнура и взрывчатого вещества, м/с, а число витков спирали в ряду берут не менее четырех.
Предлагаемая полезная модель поясняется фиг.1, 2.
Фиг.1 - патронированный заряд взрывчатого вещества с одним рядом витков спирали детонирующего шнура.
Фиг.2 - патронированный заряд взрывчатого вещества с тремя рядами витков спирали детонирующего шнура.
Обозначения:
1 - взрывчатое вещество;
2 - полимерный рукав;
3 - средство взрывания;
4 - детонирующий шнур, проходящий вдоль патронированного заряда;
5 - ряды из детонирующего шнура;
6 - витки спирали рядов детонирующего шнура;
7 - средство крепления витков спирали и линейного участка детонирующего шнура к поверхности патронированного заряда;
8 - точки контакта линейного участка и витков спирали детонирующего шнура и подачи детонационного импульса;
L - расстояние между рядами витков спирали детонирующего шнура.
Заряд состоит из взрывчатого вещества 1, размещенного в полимерном рукаве 2, торцы которого собраны в «чуб» и заклипсованы или заделаны любым другим способом (далее по тексту - патронированный заряд). Вдоль поверхности патронированного заряда параллельно его оси на равном расстоянии друг от друга
размещают четное число линейных участков детонирующего шнура 4. По высоте патронированного заряда перпендикулярно его оси размещают один или несколько рядов 5 детонирующего шнура в виде витков спирали 6, которые вместе с линейными участками плотно закрепляют на поверхности заряда, например скотчем или изоляционной лентой 7. Число витков спирали в каждом ряду берут не менее четырех. Точки контакта 8 линейного участка и витков спирали являются центрами детонации патронированного заряда.
Инициирование детонирующего шнура осуществляют штатными средствами взрывания 3.
Принцип инициирования патронированного заряда: после срабатывания штатного средства взрывания возбуждается детонация в линейных участках детонирующего шнура, не передающего боковой детонационный импульс взрывчатому веществу заряда. Взрывчатое вещество патронированного заряда инициируется витками спирали детонирующего шнура диаметром, равными диаметру заряда. В точках контакта 8 линейного участка с витком спирали (центр детонации) возбуждается детонация в витке спирали детонирующего шнура. Ударные и детонационные волны по витку спирали детонирующего шнура распространяются в двух противоположных направлениях и сталкиваются, проходя половину отрезка между центрами детонации. В месте столкновения волн резко повышается давление, возрастает плотность энергии, что вызывает детонацию взрывчатого вещества патронированного заряда. В этом случае детонация патронированного заряда взрывчатого вещества при заявляемом способе размещения детонирующего шнура проходит в режиме сходящихся ударных и детонационных волн. Давление во фронте сходящихся к центру симметрии ударных волн растет; при схождении ударных и детонационных волн в областях близких к центру симметрии происходит многократное усиление давления, плотности энергии. Чем больше линейных участков детонирующего шнура проходит вдоль поверхности патронированного заряда, чем больше рядов витков спирали детонирующего шнура, тем больше центров детонации, выше давление, концентрация энергии, а следовательно тем надежнее возбуждение детонации взрывчатого вещества заряда, что обеспечивает улучшение качественных и количественных показателей взрыва, позволяет управлять полем напряжений в горном массиве, процессом дробления и перемещения отбиваемых горных пород, а также использовать такой патронированный заряд в качестве промежуточного детонатора взамен литых или прессованных шашек-детонаторов из тротила, пентолита, гексотала и др. Многоточечное инициирование позволяет не только поддерживать
незатухающий режим детонации по всей высоте заряда, но и регулировать продолжительность действия продуктов детонации, удлинять время воздействия взрыва на горный массив при практически одинаковом общем запасе энергии взрывчатого вещества, что повышает эффективность дробления горных пород, а при использовании такого заряда в качестве шашки-детонатора - инициировать другое взрывчатое вещество. При многоточечном инициировании патронированного заряда за счет множества центров детонации, расположенных по высоте и окружности патронированного заряда, возможно использование его в качестве промежуточного детонатора для инициирования низкочувствительных взрывчатых веществ скважинных зарядов.
Преимущество заявляемого заряда взрывчатого вещества за счет предлагаемого способа размещения детонирующего шнура на поверхности заряда - отсутствие высокочувствительных и дорогостоящих шашек-детонаторов различного типа, что повышает безопасность заряжания скважин и ведения взрывных работ.
Примеры использования предлагаемой полезной модели.
3
Пример №1 (фиг.1) - заряд выполнен в полимерном рукаве диаметром 0,14 м длиной 1,7 м из сыпучего взрывчатого вещества гранулита РП с плотностью 800 кг/м, скоростью детонации 2800 м/с, критическим диаметром детонации 80-90 мм. По окружности патронированного заряда размещен детонирующий шнур в один ряд в четыре витка, которые плотно закреплены на поверхности патронированного заряда. Подача детонационного импульса осуществляется в двух точках, размещенных на равных расстояниях друг от друга вдоль окружности спирали из детонирующего шнура. Применение заряда с размещенным на его поверхности предлагаемым способом детонирующего шнура позволяет осуществлять их инициирование без использования шашек-детонаторов. Заявляемый патронированный заряд используется для ведения специальных взрывных работ при взрывной утилизации изношенных автопокрышек.
3
ДШ
ВВ
Пример №2 (фиг.2) - заряд выполнен в полимерном рукаве диаметром 0,12 м из сыпучего взрывчатого вещества гранулита ПФ с плотностью 800 кг/м, скоростью детонации 3500 м/с, критическим диаметром детонации 40-50 мм. Детонирующий шнур проходит вдоль поверхности заряда в виде четырех линейных участков на равном расстоянии друг от друга и по высоте в три ряда по четыре витка спирали в каждом ряду на расстоянии 0,1 м, которые плотно закреплены вместе с линейным участком на поверхности патронированного заряда. При выборе сыпучего взрывчатого вещества выполнено условие L/D<L/D:0,1/7000<1/3500.
Сформированный таким способом патронированный заряд используется в качестве промежуточного детонатора для инициирования скважинных зарядов малочувствительных взрывчатых веществ на основе пористой аммиачной селитры взамен шашек-детонаторов, так как роль центров детонации (промежуточного детонатора) выполняют три ряда витков спирали из детонирующего шнура, инициируемых в точках контакта линейными участками детонирующего шнура. Заявляемый патронированный заряд используется для ведения взрывных работ при отбойке горных пород скважинными зарядами.
Полезная модель обеспечивает заявленный технический эффект:
- повышение эффективности ведения взрывных работ за счет предлагаемого способа инициирования патронированного заряда взрывчатого вещества детонирующим шнуром;
- расширение областей использования сыпучих взрывчатых веществ за счет использования их в качестве промежуточных детонаторов взамен литых или прессованных шашек-детонаторов;
- повышение безопасности за счет замены высокочувствительных к механическим воздействиям шашек-детонаторов на промежуточные детонаторы из малочувствительного сыпучего взрывчатого вещества;
- удешевление взрывных работ за счет замены шашек-детонаторов на промежуточные детонаторы из сыпучего взрывчатого вещества.
Предлагаемый способ инициирования патронированных зарядов из сыпучих взрывчатых веществ был проверен при ведении взрывных работ на ряде карьеров при заряжания скважин диаметром 105-250 мм в породах различной крепости, а также при взрывном измельчении изношенных автопокрышек на специализированном производстве с получением положительных результатов.
Патронированные заряды из сыпучих взрывчатых веществ с предлагаемым способом их инициирования детонирующим шнуром были проверены в качестве промежуточных детонаторов при взрываний малочувствительных взрывчатых веществ. В процессе проведения взрывов отказов и аномальной работы скважинных зарядов не зафиксировано.
Источники информации:
1 Патент РФ №2138771
2 Патент РФ №2069836
3 Патент РФ №2140055
4 Патент РФ №2060448
5 Авторское свидетельство СССР №1331214
6 Авторское свидетельство СССР №1430719
7 Патент Украины №15145
8 Патент №206465 8
9 Патент РФ №2169899