Заряд для взрывного разрушения горных пород

 

Изобретение относится к подрывным зарядам и может быть использовано в горной промышленности для взрывного разупрочнения горных пород. В заряде взрывчатого вещества вдоль его оси расположен металлический элемент, например, из алюминия, выполненный в виде цилиндрической или конической спирали с диаметром (0,6-0,9)D и шагом витков спирали (0,1-0,6)D (где D - диаметр заряда взрывчатого вещества, м). Заряд имеет кумулятивную выемку, отформованную в торце заряда и имеющую внешний диаметр, равный диаметру торцевого витка спирального элемента, и глубину, равную шагу витков спирали. Кумулятивная выемка может иметь металлическую облицовку, при этом край облицовки соединен по диаметру с торцевым витком спирального элемента. Изобретение позволяет увеличить КПД взрыва за счет увеличения скорости прохождения по заряду детонационной волны и направления воздействия продуктов взрыва. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к взрывному разрушению горных пород и может быть использовано на открытых и подземных горных работах.

Известен заряд для взрывного разрушения горных пород, в котором скорость детонационной волны увеличена за счет осевой полости, по которой распространяется воздушная ударная волна [1].

Целью изобретения является повышение эффективности отбойки горных пород за счет увеличения коэффициента использования шпура и усиления полезного действия взрыва.

Указанная цель достигается тем, что заряд для разрушения горных пород содержит цилиндрический корпус с размещенным в нем взрывчатым веществом с отформованной кумулятивной выемкой и инициатором взрывания. При этом заряд взрывчатого вещества снабжен металлическим элементом, выполненным в виде цилиндрической или конической спирали с диаметром (0,6 - 0,9)D и шагом витков спирали (0,1 - 0,6)D (где D - диаметр заряда взрывчатого вещества, м), установленным вдоль оси корпуса заряда, при этом кумулятивная выемка выполнена с внешним диаметром, равным диаметру торцевого витка спирального элемента и глубиной, равной шагу витков спирали. Металлический элемент в виде спирали может быть выполнен из алюминия. Кумулятивная выемка может быть выполнена с металлической облицовкой, при этом внешний край облицовки соединен с торцевым витком металлического спирального элемента.

На фиг. 1 показан заряд для разрушения горных пород; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Заряд содержит цилиндрический корпус 1 с расположенным в нем взрывчатым веществом 2 и инициатором взрывания 3. На торце заряда отформована кумулятивная выемка 4, которая может быть выполнена с металлической облицовкой 5. Во взрывчатом веществе 2 вдоль оси корпуса 1 установлен металлический элемент 6 в виде спирали. Край 7 облицовки 5 соединен по диаметру с торцевым витком 8 спирального элемента 6. Заряд помещается в шпур (скважину) 9, при этом кумулятивная выемка направлена на забой 10 скважины.

Процесс взрыва заряда происходит следующим образом.

После инициирования заряда с помощью инициатора взрыва 3 по взрывчатому веществу 2 начинает распространяться детонационная волна. Увеличение скорости ее распространения является одним из способов усиления полезного действия взрыва. Для увеличения скорости волны во взрывчатом веществе 2 расположен спиральный элемент 6, который может быть выполнен цилиндрической или конической формы (на фиг.1 показан случай выполнения элемента 6 цилиндрической формы). Детонационная волна в процессе распространения отражается от витков цилиндрической или конической металлической спирали 6.

При этом в местах отражения давление возрастает в 2-2,5 раза по сравнению с давлением в самой волне. За счет интерференции отраженных волн детонационная волна также усиливается и увеличивается ее скорость. Форма спирального элемента и его размеры - диаметр d1-(0,6 - 0,9)D и шаг витков L1 = (0,1 - 0,6)D (где D - диаметр заряда взрывчатого вещества, м) получены опытным путем на основе экспериментальных данных и обеспечивают максимальный эффект увеличения скорости детонации и повышения полезного действия взрыва.

Выполнение металлического спирального элемента 6 из алюминия также позволяет усилить детонационную волну за счет экзотермичности реакции окисления алюминия.

Параметры кумулятивной выемки - внешний диаметр d2, равный диаметру торцевого витка 8 спирального элемента и глубина L2 выемки, равная шагу витков L1 спирального элемента (L2 = L1) также подобраны экспериментальным путем. При таком сочетании параметров заряда ударные волны и продукты взрыва, отраженные от витков спирали, встречая поверхность кумулятивной выемки, интерферируют, уплотняются и увеличивают свою скорость. Образуется усиленный кумулятивный поток, позволяющий разрушить призабойную часть скважины, свести до минимума недоборы при взрыве, т.е. увеличить коэффициент использования скважины (шпура).

Еще больший эффект кумуляции достигается за счет выполнения кумулятивной выемки с металлической облицовкой 5 с соединением ее края 7 по внешнему диаметру с торцевым витком 8 спирального элемента 6. Данное соединение отражает разлетающиеся продукты детонации и ударные волны, направляя их на забой 10 скважины 9.

Источник информации 1. SU, авторское свидетельство, 900666, кл. F 42 B 3/02, 1991.

Формула изобретения

1. Заряд для взрывного разрушения горных пород, содержащий цилиндрический корпус с размещенным в нем взрывчатым веществом с отформованной кумулятивной выемкой и инициатором взрывания, отличающийся тем, что заряд взрывчатого вещества снабжен металлическим элементом, выполненным в виде цилиндрической или конической спирали с диаметром, равным (0,6-0,9)D, и шагом витков спирали (0,1-0,6)D (где D - диаметр заряда взрывчатого вещества), установленным вдоль оси корпуса заряда, при этом кумулятивная выемка выполнена с внешним диаметром, равным диаметру торцевого витка спирального элемента, и глубиной, равной шагу витков спирали.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что металлический элемент в виде спирали выполнен из алюминия.

3. Заряд по п.1, отличающийся тем, что кумулятивная выемка выполнена с металлической облицовкой, при этом край облицовки по внешнему диаметру соединен с торцевым витком металлического спирального элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2