Предохранительный патрон

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при ведении взрывных работ на шахтах, опасных по метану и угольной пыли. Патрон состоит из внутренней 1 и наружной 2 оболочек, размещенных друг в друге с зазором. В оболочке 1 размещен заряд 4 ВВ пониженной работоспособности. Зазор между оболочками заполнен наполнителем в виде гидрата 8 пламягасящего газа. При срабатывании электродетонатора 5 происходит взрыв заряда 4, а также разброс и разложение газовых гидратов 8. Улучшение предохранительных свойств при этом происходит за счет выделения дисперсного хлористого натрия, воды и больших объемов пламягасящего газа, а также поглощения тепловой энергии при разложении газовых гидратов 8. 1 ил., 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 42 D 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4482182/24-03 (22) 14.09.88 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (71) Центральный штаб военизированных горноспасательных частей Донбаса (72) Г. Ю. Валуконис, 1О. И. Кононов, Б. С. Любарский, М. Г. Левертов и С. Г. Луканова (53) 622.235.22 (088.8) (56) Магойченков М. А. и др. Мастер-взрывник. — М.: Недра, !975, с. 53 — 54.

Таранов П. Я., Гудзь А. Г. Разрушение горных пород взрывом. — М.: Недра, 1976, с. 57, рис. 19.

„„Я0„„1578439 А1

2 (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН (57) Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано при ведении взрывных работ на шахтах, опасных по метану и угольной пыли. Патрон состоит из внутренней 1 и наружной 2 оболочек, размещенных друг в друге с зазором. В оболочке l размещен заряд 4 ВВ пониженной работоспособности. Зазор между оболочками заполнен наполнителем в виде гидрата 8 пламягасящего газа. При срабатывании электродетонатора 5 происходит взрыв заряда 4, а также разброс и разложение газовых гидратов 8. Улучшение предохранительных свойств при этом происходит за счет выделения дисперсного хлористого натрия, воды и больших объемов пламягасящего газа, а также поглощения тепловой энергии при разложении газовых гидратов 8. 1 ил., 3 табл.

1578439

P — = А+В/Т, 3

Изобретение относится к горному делу и предназначено для ведения взрывных работ в шахтах, опасных по метану, и на пластах, опасных по взрыву угольной пыли.

Цель изобретения — повышение предохранительных свойств и расширение области применения патрона.

На чертеже представлен патрон, продольный разрез.

Патрон состоит из внутренней 1 и наружной 2 гильз (оболочек) с крышкой 3. Внутренняя гильза 1 заполнена предохранительным ВВ 4, например угленитом Э вЂ” 6, в котором размещен электродетонатор 5 с электроприводом 6. В межгильзовом пространстве (зазоре) размещены центрирующие кольца 7 а само пространство заполнено наполнителем — гидратом пламягасящего газа 8, например гидратом двуокиси углерода.

Наружный диаметр устройства образуют две полиэтиленовые гильзы, входящие одна в другую с зазором между ними; внутренняя гильза заполнена угленитом Э вЂ” 6, а междустенное пространство — водным 60%-ным раствором аммиачной селитры; между гильзами размещено центрирующее кольцо, обеспечивающее одинаковую толщину слоя раствора по всей длине патрона.

По условиям безопасности применения патрон относится к Ч1 классу (высокопредохранительные ВВ).

Патрон работает следующим образом.

При срабатывании электродетонатора 5 происходит взрыв заряда 4. При этом выделяется большое количество дисперсного хлористого натрия, являющегося отрицательным катализатором горения. В результате повышения температуры и давления происходит разброс и разложение газовых гидратов 8, размещенных в межгильзовом пространстве, что приводит к дополнительному повышению энергии взрыва. Улучшение предохранительных свойств при этом происходит за счет выделения парообразной и капельно-жидкой воды, больших объемов инертного газа, а также поглощения тепловой энергии при разложении газовых гидратов.

Если патрон СП-1 по эффективности эквивалентен заряду угленита Э вЂ” 6 весом

300 г, то предла гае мое устрой ство эквивалентно 310 †3 г угленита Э вЂ” 6.

Газовые гидраты в межгильзовом пространстве защищают ВВ в патроне от выгорания, благодаря чему такие патроны устойчивы против выгорания в шпурах.

Патрон не воспламеняет взрывчатую смесь метана с водухом при взрыве заряда, состоящего из четырех патронов общим весом около 2 кг в стальной уголковой мортире при наличии отражательной стенки.

Следовательно, заявленный патрон относится к числу высокопредохранительным (Ч1 класс предохранительности). Такие патроны безопасны для применения не только в угольных, но и других шахтах и рудниках, атмосфера которых отличается повышенной опасностью воспламенения.

Для снижения давления в межгильзовом пространстве заявленные патроны перед упор реблением следует хранить при температуре, не превышающей 0 — 5 С.

Газовые гидраты — молекулярные соединения, представляющие собой твердые кристаллические вещества, напоминающие по

10 внешнему виду спрессованный снег.

По структуре газовые гидраты являются соединениями включения (клатратами), которые образуются путем внедрения в пустоты кристаллических структур, составленных из молекул воды и молекул газа.

Значение п изменяется от 5,75 до 17,0 в зависимости от состава газа и условий образования гидратов.

По закону Авогадро 1 моль гидрата любого компонента содержит 22,4 л газа (при

20 нормальных условиях) и и молей воды, т. е. на 1 моль воды приходится 22,4/и л газа.

Зная п, можно определить массовые и объемные характеристики компонентов гидратов газов (см. табл. 1).

Из данных табл. 1 видно, что один объем гидрата может содержать несколько сотен объемов газа, а на один объем воды приходится 176,1 — 300 объемов газа. Связь значительного объема газа с одним объемом воды и позволяет получить высокие давления газа при разложении гидратов в ограниченном объеме.

Связь между температурой и давлением образования газовых гидратов характеризуется уравнением: где Р„„, — давление диссоциации гидрата, равное минимальному давлению газа, при котором гидрат еще термодинамически устойчив;

А и Б — коэффициенты, индивидуальные для каждого газа;

Т вЂ” температура.

Для разложения гидрата необходимо давление понизить до давления ниже дав45 ления его диссоциации и/или температуру повысить до температуры, превышающей температуру его диссоциации.

В качестве примера рассмотрим гидрат

СО . Формула этого гидрата СО 6НдО.

Теплота образования гидрата в стандарт50 ном состоянии: — ЛН =59,9 кДж/моль.

Примечательно, что при небольших избыточных давлениях гидрат существует при положительных температурах (см. табл. 2) .

Давление газа при разложении гидрата

СО в замкнутом объеме при различных температурах (рассчетные данные) приведено в табл. 3.

Таким образом, разложение газовых гидратов не только обеспечивает высокую

1578439

Формула изобретения

Таблица 1

Характеристика гидратов некоторых газов

Показатель

Газ со

1,200

1,053

300

176, 1

223

137,6

27.1, 9

781,1

412

788

Таблица 2

Разновесные параметры гидрата двуокиси углерода (экспериментальные данные) Т ив„, K Раис, кПа Т, К Рельс, кПа

4290

282, 3

282,3

3220

277,7

279,1

280,8

Та блица 3

Давление газа при разложении гидрата СОg в замкнутом объеме при различных температурах (расчетные данные) приведены в табл. 3. о

Температура, С

50

400

270

140

Давл ение, МПа

Составитель А. Райский

Редактор Л. Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 1904 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!

5 степень предохранительности, но и, благодаря высокому давлению, развиваемому газами разложения, повышает работоспособность ВВ.

Предохранительный патрон, состоящий из внутренней и наружной оболочек, размеПлотность гидрата при О С и давлении гидратообразования, т /мз

Объем газа в одном объеме воды (Т=О С; Р=0,1 МПа),.

M3/M3

Объем газа в одном объеме гидрата (при тех же ус он„х), Э/и 3

Масса газа в единице объема гидрата, кг/м

Масса воды в единице объема гидрата, кг/м з щенных одна в другой с зазором, причем во внутренней оболочке размещен заряд взрывчатого вещества пониженной работоспособности, в зазоре между оболочками— наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения предохранительных свойств и расширения области применения патрона, межоболочечное пространство заполнено гидратом пламягасящего газа.