Способ инициирования зарядов взрывчатых веществ

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разрушения горных пород взрывом преимущественно при проведении горных выработок. Целью изобретения является повышение эффективности взрывного разрушения горных пород с уменьшением удельного расхода BB и возможность механизации взрывных работ с повышением техники безопасности. Для достижения поставленной цели заряд BB в шпуре инициируют скоростным ударом твердого тела, выполненного в форме цилиндра из керамики, цемента, фосфогипса и других эквивалентных материалов. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для взрывного разрушения горных пород, преимущественно при проведении горных выработок.

Проведение горных выработок по крепким породам в настоящее время осуществляют буровзрывным способом групповым взрыванием шпуровых зарядов с заряжанием шпуров вручную и монтажом электровзрывной цепи [1] Недостатки базового способа исключение возможности механизации взрывных работ и использование электродетонаторов, выделяющих при взрыве ядовитые соединения свинца и ртути.

Механизация взрывных работ возможна только при дистанционном способе инициирования взрывчатых веществ (BB).

Известно ударное инициирование зарядов, метаемых с высокой скоростью на забой. Заряды взрываются под действием взрывателя, закрепленного в метаемом заряде [2] или (без применения взрывателя) благодаря высокой чувствительности BB [3] Недостаток прототипа малая эффективность разрушения массива накладными зарядами в связи с низким КПД взрыва открытых зарядов и обусловленный этим высокий удельный расход ВВ.

Целью изобретения является повышение эффективности взрывного разрушения горных пород за счет применения шпуровых зарядов BB, уменьшение удельного расхода BB, возможность механизации взрывных работ за счет бескапсюльного инициирования зарядов и повышение техники безопасности.

Для достижения поставленной цели шпуровой заряд инициируют ударом твердого тела, выполненного в форме цилиндра из керамики, фосфогипса, цемента, полимербетона и других эквивалентных материалов, метаемого направленно на заряд сжатым воздухом или пружинным механизмом.

Соотношение диаметра цилиндра к его длине не менее 1:1,5, а диаметра цилиндра к диаметру шпура не более 2:3.

Способ иллюстрируется фиг.1, где 1 шпур, 2 основной заряд BB, 3 - диск из BB, чувствительного к удару, закрепленный на диске 4 из полимерных материалов, диск 4 переходит в конусный стержень 5, погруженный в патрон BB, 6 цилиндр для ударного инициирования (в полете).

На фиг.2 показан заряд уменьшенного диаметра, предназначенный для контурного взрывания, центруемый по оси шпура упругими лепестками 7. Аналогичными лепестками центруют диск 3 из чувствительного к удару BB, досылаемый в шпур вместе с патроном 2 основного ВВ.

Диск 3 снаряжен чувствительным к удару взрывчатым веществом (гексоген, тэн, тетрил). Удар по тонкому слою BB, размещенному на твердой опоре (диске из пластмассы) улучшит условия для безотказного инициирования ударом.

На фиг.3 приведена схема безопасного заряжания шпура взрывчатым веществом с высокой чувствительностью к удару и трению, например, оксиликвитом. На фиг. 3: 1 шпур, 2 патрон оксиликвита, 8 трубка из двух полуцилиндров, выполненных из токопроводящей пластмассы, 9 стопор, устанавливаемый на внутренней поверхности верхнего полуцилиндра в переменном от конца трубки положении в зависимости от длины патрона ВВ.

После досылки трубки с патронами оксиликвита до дна шпура (фиг.3) нижний полуцилиндр трубки 8 выдвигают из шпура, при этом патрон, скользя по гладкой поверхности нижнего полуцилиндра, удерживается стопором 9 и остается в шпуре, опускаясь вниз на толщину стенок удаленного полуцилиндра. После изложенного извлекают из шпура верхнюю часть трубки 8 без какого-либо трения о поверхность патрона ВВ.

Инициирование шпурового заряда оксиликвита скоростным ударом цилиндра из керамики осуществляют без применения диска 3 благодаря высокой чувствительности оксиликвита к механическим воздействиям.

При диаметре шпура 42 мм диаметр цилиндрического ударника 28 мм, длина 42 мм, что соответствует объему 26 см³. При плотности керамики 2,6 г/см³ масса цилиндра 67 г.

Скорость полета инициирующего ударника 60-80 м/с, что при массе 0,067 кг соответствует импульсу удара 120,6 214,4 кгм. При площади торцевой части цилиндра указанных размеров 6,16 см² живая сила удара 19,6 34,8 кгм/см², что значительно превышает экспериментально установленные на копрах воздействия, вызывающие безотказные взрывы ВВ.

Глубина шпуров 250-300 мм, масса патронов BB 300 ± 50 г.

Способ инициирования зарядов BB предназначен для механизированного проведения горных выработок буровзрывным комбайном по следующей технологии: в забой доставляют контейнеры с патронами BB, снабженными дисками из BB с повышенной чувствительностью к удару, и контейнеры с керамическими цилиндрами для их инициирования.

Контейнер с патронами устанавливают над барабанным механизмом, поворотами которого одиночные патроны попадают в трубку для механизированной подачи патрона в шпур. Трубку с патроном поворотом узла комбайна совмещают с позицией только что убранной буровой штанги и толкателем досылают патрон в шпур. Следующим поворотом на тот же угол совмещают с позицией оси шпура трубку для пневматической или желоб для пружинной подачи цилиндрического ударника и направленным выбросом последнего инициируют взрыв заряда BB в шпуре.

Поворотный механизм в позиции взрыва должен быть защищен бронещитом от кусков отбиваемой породы. После взрыва цикл повторяется. Подача цилиндров из керамики из контейнера в механизм для направленного метания осуществляется аналогичными механизмами, проектирование и изготовление которых не требует изобретательской деятельности.

При ведении взрывных работ оксиликвитами в забой вместо патронов BB доставляют контейнеры с патронами углеродистого поглотителя в бумажных гильзах, криостаты с жидким кислородом, ванну для пропитки поглотителя жидким кислородом с механизмами для погружения патронов на пропитку, извлечения их из ванны и передачи на манипуляторы для заряжания шпуров, установленные на комбайне.

Обязательное условие размещения оборудования для получения патронов оксиликвита вблизи их применения установка газонепроницаемой перемычки с лабиринтом, отделяющей это оборудование от буровзрывного комбайна по авт. свид. N 1432327, F 42 D 3/04, 1986 г, которым предусмотрен изолированный отвод газов взрыва из заперемыченного объема по трубопроводу. При этом будет локализован и источник пыления.

В ванне для пропитки патронов с горючим поглотителем поддерживается избыточное давление за счет испаряющегося кислорода для исключения попадания пыли в жидкий кислород.

Основные преимущества способа: возможность механизации взрывных работ с одновременным повышением эффективности взрывного разрушения массива и уменьшение удельного расхода ВВ.

Формула изобретения

Способ инициирования зарядов взрывчатых веществ их ударным взаимодействием с твердой средой, отличающийся тем, что шнуровой заряд инициируют ударом твердого тела, выполненного в форме цилиндра из керамики, фосфогипса, цемента, полимербетона и других эквивалентных материалов, направленно метаемого на заряд сжатым воздухом или пружинным механизмом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3