Квазар-способ взрывного разрушения крупногабаритных объектов и квазар-заряды для его осуществления

 

Изобретение относится к области взрывного дела и может найти применение при взрывном разрушении крупногабаритных объектов, например шлакочугунных скрапов. Способ заключается в формовании шпуров осесимметричными кумулятивными зарядами, зарядке шпуров взрывчатыми веществами и забойке свободного объема шпуров. Осесимметричный кумулятивный заряд содержит цилиндрический либо цилиндроконический корпус с кумулятивной выемкой. В качестве взрывчатого вещества используется взрывчатое вещество жидкого агрегатного состояния, формируемое на месте ведения взрывных работ. Шпуровой или скважинный заряд содержит размещенный в шпуре заряд взрывчатого вещества и средство взрывания. Используется взрывчатое вещество жидкого агрегатного состояния, которое в шпуре размещено в прямолинейных либо сложенных в несколько раз в пакет отрезках эластичной оболочки, торцы которой герметизированы. Предлагаемое техническое решение позволяет удешевить задачи при взрывном разрушении крупногабаритных объектов. 3 с. и 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области взрывного дела и может найти применение при решении задач разрушения крупных (негабаритных) масс горных пород, строительных блоков, утилизации отходов металлургического производства, так называемого скрапа, и аварийных сливов металла.

Известен способ разделки негабарита [1] для взрывного разрушения железобетонных фундаментов, заключающийся в посекционном обуривании фундаментов горизонтальными и вертикальными шпурами, заряжании шпуров взрывчатым веществом (ВВ) и подрыве зарядов.

Недостатками способа является формирование шпуровых отверстий трудоемкими методами бурения, сверления, кислородного выжигания и др.

Аналогичен способ [2] разделки массивных металлических объектов, например шлакочугунных скрапов, в котором шпуры получают бурением с применением перфораторов либо прожиганием резаками типа "кислородное копье".

Основной недостаток этого способа - его низкая производительность - определяется необходимостью привязки к источнику кислорода - действующим металлургическим производствам - и подрыве допустимых масс зарядов в капитальных сооружениях типа бронеям.

Известны способ [3] и кумулятивный заряд [4], используемые для разрушения твердых пород, однако отмечается [5] их невысокая эффективность. В известном "Способе разрушения крупногабаритных затвердевших отходов доменного и строительного производства и устройстве для его осуществления" [5] оптимизированы параметры кумулятивного заряда.

Дальнейшее совершенствование способа нашло отражение в изобретениях [6] и [7], при этом в последнем случае на образуемые кумулятивными зарядами шпуры повторно воздействуют кумулятивными зарядами, устанавливаемыми соосно со шпуром на некотором расстоянии от поверхности скрапа.

Наиболее близким из аналогов, принятым нами за прототип, является изобретение [8] . в котором предлагается формирование глухих отверстий(шпуров) осуществлять кумулятивными зарядами, а затем размещать в этих шпурах заряды ВВ и подрывать их.

Общим недостатком всех известных способов и устройств, их реализующих, в т.ч. и прототипа, является то, что приходится иметь дело с зарядами и ВВ заводского изготовления определенной массы, например зарядами KЗ-10, КЗ-20, и эта масса ВВ часто бывает избыточной.

В то же время известны способы ведения взрывных работ и заряды, их реализующие [9-12] , в том числе и шпуровые [13], позволяющие отказаться отт производства, приемки, приобретения, погрузки, транспортировки, разгрузки, складирования и хранения взрывчатых материалов и связанных с ними организационных мероприятий, что ведет к существенному снижению стоимости работ, повышению их безопасности и экологичности. Технология, реализующая эти изобретения, разработана в НПЦ "Квазар-ВВ" и носит название Квазар-технология. Она допущена Госгортехнадзором РФ к постоянному промышленному применению. Предложение авторов состоит в приложении Квазар-технологии к конкретной задаче.

Для выполнения поставленной задачи предлагаются технические решения (способ ведения взрывных работ и заряды (сосредоточенные кумулятивные и шпуровые), его реализующие), сущность которых состоит в формировании зарядов ВВ и самого ВВ на месте ведения взрывных работ и, в частности, в выставленных на местах подрыва корпусах зарядов, при этом работы ведут с использованием ВВ жидкого агрегатного состояния, а количество ВВ, размещаемого в каждом из корпусов зарядов, определяют в соответствии с проектом производства взрывных работ на месте их проведения.

Квазар-способ взрывного разрушения крупногабаритных объектов, например шлакочугунных скрапов, включающий формирование шпуров (скважин, кратеров) кумулятивными зарядами, зарядку шпуров (скважин, кратеров) ВВ или зарядами из них, забойку свободного объема шпуров (скважин, кратеров) и подрыв зарядов, отличается от известного способа тем, что сначала на объекте или на расстоянии от объекта выставляют пустые корпуса осесимметричных, например, цилиндрических или цилиндроконических кумулятивных зарядов (КЗ), затем в них заливают расчетное для каждого из зарядов или данного взрыва в целом количество ВВ жидкого агрегатного состояния, например ВВЖИМИ, а после подрыва образовавшиеся вертикальные и наклонные шпуры (скважины, кратеры) заряжают путем залива в них расчетного количества того же ВВ жидкого агрегатного состояния, а зарядку горизонтальных и восходящих шпуров (скважин, кратеров) ведут путем помещения в них заполненных на месте ведения взрывных работ тем же ВВ либо прямолинейных отрезков полимерных оболочек, либо сложенных в несколько раз в пакет отрезков эластичных полимерных оболочек, причем количество сложений определяется диаметром шпура (скважины, кратера), эластичностью оболочки и возможностью подобного заряда за счет трения раскрывающегося после размещения в шпуре (скважине, кратере) пакета оболочек о стенки восходящего шпура (скважины, кратера) удержаться в нем.

Предпочтительно для реализации предлагаемого способа в качестве ВВ использовать ВВЖИМИ (взрывчатые вещества жидкие, изготавливаемые на месте использования), технические условия на которые разработаны в НПЦ "Квазар-ВВ". ВВЖИМИ можно сформировать непосредственно в корпусах КЗ и шпурах (скважинах) путем смешения в заданном соотношении его жидких компонентов окислителя и горючего, при этом заливать их можно как одновременно, так и последовательно.

Для реализации Квазар-способа взрывного разрушения крупногабаритных объектов предлагаются в порядке их применения два типа Квазар-зарядов.

Осесимметричный кумулятивный Квазар-заряд для взрывного разрушения крупногабаритных объектов, например шлакочугунных скрапов, содержащий, например, цилиндрический либо цилиндроконический корпус с кумулятивной выемкой, размещенное в корпусе взрывчатое вещество и средство взрывания, отличающийся тем, что корпус выполнен из временно стойкого к компонентам взрывчатого вещества и к самому взрывчатому веществу жидкого агрегатного состояния металлического или полимерного материала, например поливинилхлорида, в качестве взрывчатого вещества использовано взрывчатого вещество жидкого агрегатного состояния, формируемое на месте ведения взрывных работ путем смешивания в заданном соотношении, в том числе и непосредственно в корпусе установленного на месте подрыва осесимметричного кумулятивного Квазар-заряда, его компонентов, например ВВЖИМИ, при этом количество размещаемого в корпусе осесимметричного кумулятивного Квазар-заряда взрывчатого вещества определяется в соответствии с проектом производства взрывных работ на месте их проведения, а в качестве средства взрывания наряду со штатными средствами взрывания используют и взрывобезопасное средство взрывания Квазар-СВ на основе взрывающейся проволочки, при этом средство взрывания погружено в жидкое взрывчатое вещество.

Кумулятивная выемка корпуса осесимметричного кумулятивного Квазар-заряда в полимерной оболочке дополнительно может быть снабжена металлическим, например медным, вкладышем или облицована металлом.

Шпуровой или скважинный Квазар-заряд для взрывного разрушения крупногабаритных объектов, например шлакочугунных скрапов, содержащий размещенный в шпуре, скважине и/или кратере заряд взрывчатого вещества и средство взрывания, отличающийся тем, что используется взрывчатое вещество жидкого агрегатного состояния, например, ВВЖИМИ, которое в шпуре, скважине и/или кратере размещено во временных стойких к компонентам взрывчатого вещества и/или самому взрывчатому веществу прямолинейных либо сложенных в несколько раз в пакет отрезках эластичной оболочки, торцы которой герметизированны, при этом количество сложений определяется диаметром шпура, скважины и/или кратера и эластичностью оболочки, а для восходящих шпуров, скважин и/или кратеров еще и возможностью раскрывающегося после размещения в шпуре, скважине и/или кратере пакета отрезков эластичных оболочек удержаться в нем за счет трения о стенки шпура, скважины и/или кратера.

Для осуществления предлагаемого технического решения есть все предпосылки.

В частности, на предприятии "ТИОМ" (г. Тула) при ведении разделки шлакочугунного скрапа была с хорошим результатом продемонстрирована работоспособность осесимметричного кумулятивного заряда с ВВЖИМИ (Квазар-заряда). Цилиндрический корпус заряда с необлицованной кумулятивной выемкой был выполнен из временно стойкого к компонентам ВВЖИМИ полимерного материала (поливинилхлорида) и размещен непосредственно на скрапе; ВВЖИМИ в количестве 3 л было приготовлено непосредственно в корпусе заряда; в качестве средства взрывания было использовано взрывобезопасное средство взрывания Квазар-СВ, погруженное в жидкое ВВ. Подрыв такого заряда образовал в скрапе гладкий шпур с диаметром, соизмеримым с диаметром корпуса заряда; в образовавшийся шпур было залито 1,5 л ВВЖИМИ и вновь сформированный заряд был подорван тем же способом, при этом задача по разрушению скрапа была выполнена.

На АМО "ЗиЛ" при разделке железобетонных фундаментов была проверена работоспособность шпуровых зарядов с ВВЖИМИ, размещенных в эластичных полимерных (полихлорвиниловых) оболочках, сложенных после их заполнения ВВЖИМИ и герметизации в несколько раз в пакет и помещенных после этого в шпур.

Проведенные в разных местах работы показали возможности реализации предлагаемого способа взрывного разрушения крупногабаритных объектов, в частности шлакочугунного скрапа, и создания для выполнения подобной задачи предлагаемых зарядов.

Источники информации 1. A.с. СССР 1254836, кл. F 42 D 3/00, 1990.

2. Густафсон Р. Шведская техника взрывных работ. М.: "Недра", 1977, с. 248-251, 264.

3. А. с. СССР 1893 70, кл. F 42 B 1/02, 1966.

4. A. с. СССР 125153, кл. F 42 B 1/02, 1959.

5. Патент РФ 2046286, кл. F 42 D 3/00, F 42 B 1/02, 1997.

6. Патент РФ 2066836, кл. F 42 D 3/00, 1996.

7. Патент РФ 2031724, кл. F 42 D 3/04, 1995.

8. Патент США 3104186, кл. F 42 B 3/02, 1963.

9. Патент РФ 2086906, кл. F 42 D 3/00, 1997.

10. Патент РФ 2084818, кл. F 42 D 3/00, 1997.

11. Патент РФ 2084806, кл. F 42 B 1/02, F 42 D 3/00, 1997.

12. Патент РФ 2094741, кл. F 42 B 1/02, 1997.

13. Патент РФ 2066837, кл. F 42 D 3/04, 1/02, 1997.

Формула изобретения

1. Способ взрывного разрушения крупногабаритных объектов, например, шлакочугунных скрапов, включающий формирование шпуров, скважин и/или кратеров кумулятивными зарядами, зарядку шпуров, скважин и/или кратеров взрывчатыми веществами или зарядами из них, забойку свободного объема шпуров, скважин и/или кратеров и подрыв зарядов, отличающийся тем, что сначала на объекте или на расстоянии от него выставляют пустые корпуса осесимметричных, например, цилиндрических или цилиндроконических кумулятивных зарядов, затем в них заливают расчетное для каждого заряда или данного взрыва в целом количество взрывчатого вещества жидкого агрегатного состояния, например ВВЖИМИ, а после подрыва образовавшиеся вертикальные и наклонные шпуры, скважины и/или кратеры заряжают путем залива в них расчетного количества того же взрывчатого вещества жидкого агрегатного состояния, а зарядку горизонтальных и восходящих шпуров, скважин и/или кратеров ведут путем помещения в них заполненных на месте ведения взрывных работ тем же взрывчатым веществом либо прямолинейных отрезков полимерных оболочек, либо сложенных в несколько раз в пакет отрезков эластичных полимерных оболочек, причем количество сложений определяется диаметром шпура, скважины и/или кратера, эластичностью оболочки и возможностью подобного заряда за счет трения раскрывающегося после размещения в шпуре, скважине и/или кратере пакета эластичных полимерных оболочек о стенки восходящего шпура, скважины и/или кратера удержаться в нем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взрывчатое вещество, например ВВЖИМИ, формируют непосредственно в шпурах, скважинах, кратерах и/или корпусах осесимметричных кумулятивных Квазар-зарядов путем смешивания в заданном соотношении его компонентов, например окислителя и горючего, при этом заливку компонентов осуществляют либо одновременно, либо последовательно.

3. Осесимметричный кумулятивный Квазар-заряд для взрывного разрушения крупногабаритных объектов, например, шлакочугунных скрапов, содержащий, например, цилиндрический либо цилиндроконический корпус с кумулятивной выемкой, размещенное в корпусе взрывчатое вещество и средство взрывания, отличающийся тем, что корпус выполнен из временно стойкого к компонентам взрывчатого вещества и к самому взрывчатому веществу жидкого агрегатного состояния металлического или полимерного материала, например поливинилхлорида, в качестве взрывчатого вещества использовано взрывчатое вещество жидкого агрегатного состояния, формируемое на месте ведения взрывных работ путем смешивания в заданном соотношении, в том числе и непосредственно в корпусе установленного на месте подрыва осесимметричного кумулятивного Квазар-заряда, его компонентов, например ВВЖИМИ, при этом количество размещаемого в корпусе осесимметричного кумулятивного Квазар-заряда взрывчатого вещества определяется в соответствии с проектом производства взрывных работ на месте их проведения, а в качестве средства взрывания наряду со штатными средствами взрывания используют и взрывобезопасное средство взрывания Квазар-СВ на основе взрывающейся проволочки, при этом средство взрывания погружено в жидкое взрывчатое вещество.

4. Заряд по п. 3, отличающийся тем, что кумулятивная выемка корпуса осесимметричного кумулятивного Квазар-заряда в полимерной оболочке дополнительно снабжена металлическим, например медным, вкладышем или облицована металлом.

5. Шпуровой или скважинный Квазар-заряд для взрывного разрушения крупногабаритных объектов, например, шлакочугунных скрапов, содержащий размещенный в шпуре, скважине и/или кратере заряд взрывчатого вещества и средство взрывания, отличающийся тем, что используется взрывчатое вещество жидкого агрегатного состояния, например ВВЖИМИ, которое в шпуре, скважине и/или кратере размещено во временных стойких к компонентам взрывчатого вещества и/или самому взрывчатому веществу прямолинейных либо сложенных в несколько раз в пакет отрезках эластичной оболочки, торцы которой герметизированы, при этом количество сложений определяется диаметром шпура, скважины и/или кратера и эластичностью оболочки, а для восходящих шпуров, скважин и/или кратеров еще и возможностью раскрывающегося после размещения в шпуре, скважине и/или кратере пакета отрезков эластичных оболочек удержаться в нем за счет трения о стенки шпура, скважины и/или кратера.