Заряд взрывчатого вещества (варианты)

 

Изобретение относится к взрывному делу и может найти применение при ведении взрывных работ в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения состоит в том, что ВВ промежуточного детонатора (ПД) необходимой массы образовано из двух или нескольких жидких порознь взрывобезопасных компонентов, смешиваемых в заданном соотношении в корпусе ПД непосредственно на месте его подрыва, а в качестве средства инициирования ВВ ПД используют погружаемые в жидкое ВВ ПД инициаторы детонации, содержащие в своем корпусе ВВ или чувствительные составы, например ЭД, КД, ДШ, либо взрывобезопасные средства инициирования. В случае использования промежуточного детонатора в роли генератора плоской детонационной волны на дне его корпуса закрепляют коническую, цилиндрическую или другой формы линзу из невзрывающегося или взрывающегося материала, а геометрические размеры линзы определяют расчетом из условия одновременного выхода на дно (поверхность) ПД детонационной и ударной волн. Заряды изготавливаются на местах их применения, что существенным образом повышает уровень безопасности организации и ведения взрывных работ. 2 с. и 9 з.п. ф-лы.

1. Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к области взрывного дела и может найти применение при ведении взрывных работ в различных отраслях промышленности, например в горнорудной, при организации и ведении специальных взрывных работ, при ведении научных и лабораторных исследований, в военном деле.

2. Уровень техники Заряды взрывчатых веществ применяются для решения самых различных научных, специальных и производственных задач и поэтому весьма разнообразны.

Общеизвестно [1] , что понятие "заряд взрывчатого вещества" включает в себя взрывчатое вещество (ВВ), оболочку и средства взрывания ВВ.

Под ВВ понимают вещество, составляющее так называемый основной заряд, который должен выполнить решаемую задачу.

В качестве ВВ чаще всего используют: тротил - в военном деле; сплавы тротила с гексогеном - для решения специальных задач; ВВ на основе аммонийной селитры - в горнорудной промышленности; ВВ на основе баллиститных и смесевых порохов, высвобождаемых при утилизации различных боеприпасов и ракет, - также в горнорудной промышленности.

ВВ помещают при необходимости в оболочки. Так, например, наиболее распространенные удлиненные кумулятивные заряды (УКЗ) представляют собой заряды гексогена, уплотненные в процессе многократного волочения через последовательно уменьшающиеся в диаметре фильеры и размещенные в металлических (медных, алюминиевых) профилированных оболочках [2]. ВВ могут применяться и без оболочек. Таким примером могут служить прессованные тротиловые шашки [3] . В горнорудной промышленности в сухих скважинах (шпурах) роль оболочки выполняют стенки скважин (шпуров). Обводненные ВВ предварительно помещают в дополнительную, например, полиэтиленовую оболочку.

Средства взрывания ВВ многочисленны [4]. В их числе достаточно назвать: дополнительный детонатор (ДД), промежуточный детонатор (ПД), средства инициирования (СИ), в числе которых электродетонаторы (ЭД), капсюли-детонаторы (КД), детонирующие шнуры (ДТП) и др.

Импульс от средства инициирования воспринимает, как правило, промежуточный детонатор, срабатывание которого приводит к взрыву основного заряда. Часто, особенно в военном деле [2], хотя это и необязательно, и основной заряд, и промежуточный детонатор выполнены из одного и того же ВВ, например прессованного тротила, при этом в шашке ПД выполнено углубление под средство инициирования (ЭД, ДШ). Возбуждение детонации некоторых удлиненных зарядов также осуществляют с использованием промежуточных детонаторов [5]. Наиболее близким из аналогов (прототипом) является заряд ВВ по пат. США [6], представляющий из себя заряд ВВ, содержащий основной заряд и средства взрывания, включающие промежуточный детонатор и средства инициирования.

Иногда импульс ПД недостаточен для возбуждения детонации в основном заряде. Тогда устанавливают дополнительный детонатор (ДД), срабатывание которого от промежуточного детонатора обеспечивает подрыв основного заряда. Дополнительный детонатор используют и в др. случаях, например в целях управления формой фронта детонационной волны для изменения характера и интенсивности местного действия взрыва (создания направленного потока продуктов детонации при метании объекта взрывом, либо обеспечения последовательного или одновременного подхода детонационной волны к поверхности объекта). Один из способов решения вышеперечисленных задач заключается в том, что в промежуточном детонаторе устанавливают [7] инертные либо активные линзы. В последнем случае ПД с размещенной в нем линзой выполняет роль генератора плоской детонационной волны, а ДД служит для окончательного выравнивания фронта детонационной волны.

В последнее время Госгортехнадзором РФ взят курс на использование ВВ, изготовляемых на местах их применения [8], что существенным образом повышает уровень безопасности организации и ведения взрывных работ. Последнее обстоятельство и говорит в пользу заявляемого технического решения.

3. Сущность изобретения Для вышеописанных зарядов ВВ предлагается промежуточный детонатор, ВВ необходимой массы которого образовано из двух или нескольких жидких порознь невзрывоопасных компонентов, смешиваемых в заданном соотношении в корпусе промежуточного детонатора непосредственно на месте его подрыва.

В качестве окисляющего компонента ВВ промежуточного детонатора (ПД) используют выпускаемые промышленностью продукты на основе четырехокиси азота N₂O₄, одним из представителей которых является окислитель ракетного топлива "амил", а в качестве горючего компонента - углеводородные горючие, в частности керосины или дизельные топлива различных марок. Примером такого ВВ могут служить допущенные Госгортехнадзором РФ к постоянному промышленному применению новые ВВ жидкого агрегатного состояния ВВЖИМИ-1 и ВВЖИМИ-2 по ТУ 7276- 001-17582644-93 [9].

Корпусом для ВВ ПД могут служить как специально изготовленные сосуды (емкости, кюветы), так и бывшая в употреблении временно стойкая к жидким компонентам ВВ тара для различных, в том числе пищевых продуктов, например полиэтиленовые пакеты, бутыли, банки. Хорошо держат ВВЖИМИ пакеты из-под молочной продукции, различных соков.

Основной заряд, а также заряд дополнительного детонатора, подрываемые с использованием ПД, могут быть твердого агрегатного состояния, например индивидуальные ВВ, ВВ на основе аммонийной селитры, ВВ или пороха, высвобождаемые в процессе утилизации боеприпасов и ракет, а также ВВ жидкого агрегатного состояния, например ВВЖИМИ.

Инициирование предлагаемого промежуточного детонатора может быть осуществлено с использованием как известных инициаторов, содержащих в своем корпусе ВВ или чувствительные составы (электродетонаторы, капсюли-детонаторы, детонирующие шнуры), так и с помощью взрывобезопасных средств инициирования, например Квазар-СВ (ТУ 7287-002-17582644-95 [10]). В этом случае инициаторы погружают в жидкое ВВ ПД.

При выполнении промежуточным детонатором функции генератора плоской детонационной волны на дне корпуса ПД закрепляют коническую, цилиндрическую либо другой формы линзу, выполненную из невзрывающегося (инертного, пассивного) материала, например полиэтилена, или из взрывающегося (активного) материала, например тротила. Геометрические размеры линз определяют из условия одновременного выхода на дно (поверхность) промежуточного детонатора детонационной и ударной волн.

В этом варианте ВВ необходимой массы ПД образовано тем же образом, что и в предыдущем, путем смешивания в корпусе ПД непосредственно на месте его подрыва двух или нескольких жидких порознь невзрывоопасных компонентов. Также как и раньше, средства инициирования, как содержащие ВВ и чувствительные составы (ЭД, КД, ДШ и пр.), так и не содержащие их (так называемые взрывобезопасные, примером которых служит Квазар-СВ [10]), погружают в жидкое ВВ ПД.

В этом варианте, как правило, присутствует дополнительный детонатор, который, как уже отмечалось, служит для окончательного выравнивания фронта детонационной волны. При этом в качестве ВВ как основного заряда, так и дополнительного детонатора могут выступать ВВ как твердого, так и жидкого агрегатного состояния, как это указывалось в первом варианте.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Заявляемое техническое решение было опробовано в лабораторных условиях, как на ВВ (500 г) твердого агрегатного состояния (тротиле), так и на ВВ (500 мл) жидкого агрегатного состояния (ВВЖИМИ-1), при этом ВВ промежуточного детонатора (ВВЖИМИ-1 - 30 мл) формировалось в пакете из-под сметаны (V=100 мл), а в качестве инициатора детонации использовался Квазар-СВ.

Испытания промежуточного детонатора в роли генератора плоской детонационной волны проводились с инертной полиэтиленовой конической (угол при вершине α ≈ 44^o; высота линзы h равнялась половине ее диаметра) линзой, закрепленной на клею, на дне кюветы по ее центру. Кювета полностью заполнялась ВВЖИМИ-1. Инициирование ВВ ПД осуществлялось с использованием Квазар-СВ, погруженного в ВВЖИМИ-1. Дополнительный детонатор в этом случае представлял собой кювету (диаметр которой равен диаметру промежуточного детонатора, а высота - четверти диаметра), заполненную ВВЖИМИ-1. В качестве основного заряда (V=500 мл) также использовалось ВВЖИМИ-1.

Лабораторные испытания подтвердили правильность предложенных технических решений.

Источники информации 1. Физика взрыва / под ред. К.П.Станюковича. М.: Наука, 1975.

2. Каганер Ю.А., Крыськов С.Л., Шушко Л.А. и др. Лабораторные работы по взрывчатым веществам и средствам пироавтоматики / под ред. В.Я.Хромых. М.: МО СССР, 1970.

3. Эпов Б.А. Основы взрывного дела. М.: Воениздат, 1974.

4. Щукин Ю.Г., Лютиков Г.Г., Поздняков З.Г. Средства инициирования промышленных взрывчатых веществ. М.: Недра, 1996.

5. Требования безопасности при работе и хранении взрывчатых материалов, применяемых для выполнения "процедур" на плаву методом взрыва. ЦЛКС 049584-012 СКТБ "Технолог". С-Пб., 1997.

6. Патент США N 4331081 от 25.05.82, F 42 B 3/00.

7. Авакян Г.А., Шушко Л.А. Взрывчатые вещества и средства инициирования. Часть 1. Учебное пособие. М.: ВИА им. Ф.Э.Дзержинского, 1966.

8. Материалы III Международной конференции по буровзрывным работам. Москва, 27-28 мая 1997 г.

9. Взрывчатые вещества жидкие, изготавливаемые на месте использования (ВВЖИМИ). Технические условия ТУ 7276-001-17582644-93. М.: НПЦ "Квазар-ВВ", 1993.

10. Взрывобезопасное средство взрывания Квазар-СВ. Технические условия ТУ 7287-002-17582644-95. М.: НПЦ"Квазар-ВВ", 1995.

Формула изобретения

1. Заряд взрывчатого вещества (ВВ), содержащий основной заряд ВВ и средства его взрывания, включающие промежуточный детонатор (ПД) и средство инициирования (СИ), отличающийся тем, что ВВ промежуточного детонатора необходимой массы образовано из двух или нескольких жидких порознь невзрывоопасных компонентов, смешиваемых в заданном соотношении в корпусе ПД непосредственно на месте его подрыва, а в качестве средства инициирования ВВ ПД используют погружаемые в жидкое ВВ промежуточного детонатора инициаторы детонации, содержащие в своем корпусе ВВ или чувствительные составы, например электродетонаторы, капсюли-детонаторы, детонирующие шнуры, либо взрывобезопасные средства инициирования, например Квазар-СВ.

2. Заряд ВВ по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным детонатором (ДД), взрывчатое вещество которого является продуктом твердого либо жидкого агрегатного состояния.

3. Заряд ВВ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве корпуса для жидких ВВ ПД и ДД используют бывшую в употреблении временно стойкую к жидким компонентам ВВ тару для различных, в том числе пищевых продуктов, например, бумажные и полиэтиленовые пакеты, бутыли, банки.

4. Заряд ВВ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что жидкое ВВ ПД и ДД содержит окислитель на основе четырехокиси азота N₂O₄, например "амил", и углеводородное горючее, например керосины или дизельные топлива различных марок.

5. Заряд ВВ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве ВВ основного заряда используют ВВ твердого агрегатного состояния, например ВВ на основе аммонийной селитры, ВВ или пороха, высвобождаемые в процессе утилизации боеприпасов и ракет.

6. Заряд ВВ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве ВВ основного заряда используют ВВ жидкого агрегатного состояния, например ВВЖИМИ.

7. Заряд взрывчатого вещества (ВВ), содержащий основной заряд ВВ и средства его взрывания, включающие промежуточный детонатор (ПД), выполняющие роль генератора плоской детонационной волны, дополнительный детонатор (ДД) и средство инициирования (СИ), отличающийся тем, что на дне корпуса промежуточного детонатора закреплена коническая, цилиндрическая или другой формы линза, выполненная из невзрывающегося (инертного) материала, например полиэтилена, или из взрывающегося (активного) материала, например тротила, геометрические размеры линзы определены расчетом из условия одновременного выхода на дно (поверхность) промежуточного детонатора детонационной и ударной волн, ВВ ПД необходимой массы изготовлено из двух или нескольких жидких порознь невзрывоопасных компонентов, смешиваемых в заданном соотношении в корпусе ПД непосредственно на месте его подрыва, при этом ВВ ДД представляет собой продукт твердого, например гексоген, либо жидкого, например ВВЖИМИ, агрегатного состояния, а в качестве средства инициирования ВВ ПД используют погружаемые в жидкое ВВ ПД инициаторы детонации, содержащие в своем корпусе ВВ, либо чувствительные составы, например электродетонаторы, капсюли-детонаторы, детонирующие шнуры, либо взрывобезопасные средства инициирования, например Квазар-СВ.

8. Заряд ВВ по п.7, отличающийся тем, что в качестве корпуса для жидких ВВ промежуточного и дополнительного детонаторов используют бывшую в употреблении временно стойкую к жидким компонентам ВВ тару для различных, в том числе пищевых продуктов, например бумажные и полиэтиленовые пакеты, бутыли, банки.

9. Заряд ВВ по п.7 или 8, отличающийся тем, что жидкое ВВ промежуточного и дополнительного детонаторов содержит окислитель на основе четырехокиси азота N₂O₄, например "амил", и углеводородное горючее, например керосины или дизельные топлива различных марок.

10. Заряд ВВ по любому из пп.7 - 9, отличающийся тем, что в качестве ВВ основного заряда используют ВВ твердого агрегатного состояния, например ВВ на основе аммонийной селитры, ВВ или пороха, высвобождаемые в процессе утилизации боеприпасов и ракет.

11. Заряд ВВ по любому из пп.7 - 9, отличающийся тем, что в качестве ВВ основного заряда используют ВВ жидкого агрегатного состояния, например ВВЖИМИ.