Шашка-детонатор (варианты) и боевик для взрывания промышленных взрывчатых веществ (варианты)
Владельцы патента RU 2317282:
Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "ВЗРЫВТЕХНОЛОГИЯ" (RU)
Изобретение относится к шашкам-детонаторам и боевикам для зарядов малочувствительных промышленных взрывчатых веществ при взрывных работах. Сущность изобретения: шашка-детонатор по варианту 1 состоит из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем двухслойным зарядом взрывчатого вещества, из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, размещенного в верхней части полимерного корпуса, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества и размещенного в донной части полимерного корпуса. Шашка-детонатор по варианту 2 отличается от предыдущей тем, что поверхность раздела между слоями взрывчатых веществ расположена ниже верхней кольцевой канавки при размещении литьевого взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса и выше верхней кольцевой канавки - при размещении сыпучего взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса. Боевики вариантов 1, 2 в качестве промежуточного детонатора содержат шашку-детонатор вариантов 1 или 2 соответственно, средства инициирования размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса в зоне сыпучего взрывчатого вещества. Тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, заходящими на донную часть полимерного корпуса. Диаметр полусферы выступов тонкостенного полимерного цилиндра равен половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса, и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерного корпуса и прижимают первичные средства инициирования по всей их длине к полимерному корпусу. Боевик варианта 3 содержит шашку-детонатор варианта 2 и полимерный корпус, заполненный литьевым взрывчатым составом, полимерные корпуса установлены доньями встык друг к другу и вставлены в тонкостенный полимерный цилиндр. Боевик варианта 4 состоит из одной или двух шашек-детонаторов варианта 2 и двух или трех полимерных корпусов, заполненных литьевым взрывчатым веществом, размещенных в полимерном корпусе, закрытом крышкой. Средства инициирования размещены аналогично боевику варианта 1. Изобретение повышает эффективность ведения взрывных работ. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 табл., 13 ил.
Изобретение относится к средствам взрывания, предназначенным для инициирования шпуровых, скважинных и других зарядов из малочувствительных промышленных взрывчатых веществ.
Известны гидроизолированные прессованные и литые тротиловые, тротил-гексогеновые шашки-детонаторы с центральным каналом (1, 2). Известна шашка-детонатор в полимерном корпусе, изготовленная из литьевой смеси тротила и высокодисперсного ТЭНа, имеющая сквозной канал и гнездо для монтажа средств инициирования (3, 4). Известна шашка-детонатор, корпус которой состоит из двух частей, заполненных разными литьевыми взрывчатыми веществами - пентолитом и тротилом (5). К недостаткам прессованных шашек-детонаторов относится их пористость, что в условиях обводненных скважин приводит к их постепенному намоканию и снижению восприимчивости к начальному импульсу. Литые шашки-детонаторы, обладая достаточной водостойкостью, не обеспечивают надежного возбуждения детонации от штатных инициаторов (капсюль-детонаторов, электродетонаторов, детонирующих шнуров) из-за пониженной восприимчивости литой тротиловой структуры к их инициирующему импульсу.
Известна шашка-детонатор из сыпучего взрывчатого вещества - флегматизированного гексогена, размещенного в герметичном полимерном корпусе. Корпус выполнен в виде цилиндрической емкости с крышкой, с боковыми продольными пазами для размещения средств инициирования и кольцевыми канавками под крепежные элементы (6), принятый авторами за прототип. Недостатком прототипа является сравнительно высокая стоимость гексогена.
Технической задачей изобретения являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет снижения стоимости при сохранении высокой восприимчивости к существующим средствам инициирования, надежного инициирования малочувствительных промышленных взрывчатых веществ шпуровых и скважинных зарядов.
Техническая задача была решена разработкой шашки-детонатора и ее варианта, состоящей из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами и кольцевыми канавками, заполненного взрывчатым веществом и закрытого крышкой, в которой
- вариант 1 - для заряжания скважин - заряд состоит из двух слоев взрывчатых веществ - в верхней части полимерного корпуса сыпучее взрывчатое вещество, чувствительное к импульсу средства инициирования, и литьевое взрывчатое вещество, способное детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, в донной части полимерного корпуса, при этом высота полимерного корпуса не превышает трех его диаметров;
- вариант 2 - для заряжания шпуров - заряд состоит из двух слоев взрывчатых веществ - сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, при этом поверхность раздела между слоями взрывчатых веществ располагается ниже верхней кольцевой канавки, если литьевое взрывчатое вещество размещается в донной части полимерного корпуса, и выше верхней кольцевой канавки, если в донной части полимерного корпуса размещается сыпучее взрывчатое вещество, а высота полимерного корпуса превышает его диаметр более чем в три раза.
В качестве сыпучих взрывчатых веществ используются порошкообразные взрывчатые вещества на основе гексогена и/или тротила, чувствительные к импульсу первичного средства инициирования и способные передать детонационный импульс литьевому взрывчатому веществу.
В качестве литьевых взрывчатых составов используются литьевые взрывчатые смеси, содержащие тротил или тротил и гексоген, или тротил и ТЭН, или аммотол, способные инициироваться от сыпучего взрывчатого вещества и передать детонационный импульс малочувствительному взрывчатому веществу скважинного или шпурового заряда.
Изобретение иллюстрируется фиг.1, 2.
Фиг.1 - внешний вид шашки-детонатора варианта 1.
Фиг.2 - внешний вид шашки-детонатора варианта 2 при различном размещении сыпучих и литьевых взрывчатых веществ:
а) - сыпучее взрывчатое вещество в верхней части, а литьевое взрывчатое вещество в нижней части полимерного корпуса;
б) - литьевое взрывчатое вещество в верхней части, а сыпучее взрывчатое вещество в нижней части полимерного корпуса.
Шашка-детонатор варианта 1 (фиг.1) состоит из полимерного корпуса 1 с крышкой 2, заполненного литьевым 3 и сыпучим 4 взрывчатыми веществами. Между крышкой 2 и сыпучим взрывчатым веществом 4 размещается прокладка 5. Прокладка 5 выполнена из водонепроницаемого материала или водонепроницаемой мастики. Полимерный корпус 1 выполнен с двумя противоположно расположенными продольными боковыми пазами 6 и кольцевыми верхней 7 и нижней 8 канавками. Высота полимерного корпуса не превышает трех его диаметров.
Шашка-детонатор варианта 2 (фиг.2) состоит из полимерного корпуса 1 с крышкой 2, заполненного литьевым 3 и сыпучим 4 взрывчатыми веществами. Между крышкой 2 и взрывчатым веществом 3 (4) размещается прокладка 5. При размещении сыпучего взрывчатого вещества 4 в верхней части полимерного корпуса 1 прокладка 5 выполнена из водонепроницаемого материала или водонепроницаемой мастики (фиг.2а). Поверхность раздела 27 между слоями взрывчатых веществ располагается ниже верхней кольцевой канавки, если литьевое взрывчатое вещество размещается в донной части полимерного корпуса, и выше верхней кольцевой канавки, если в донной части полимерного корпуса размещается сыпучее взрывчатое вещество. Высота полимерного корпуса превышает его диаметр более чем в три раза.
Характеристики шашек-детонаторов варианта 1 приведены в табл.1, а варианта 2 - в табл.2.
| Таблица 1 - характеристики шашки-детонатора варианта 1. | |
| Показатели | 1 |
| Внешний вид | Полимерный корпус с ВВ, закрытый крышкой |
| Массогабаритные характеристики | Диаметр 70 мм, высота 153 мм, масса (нетто) 500-800 г |
| Наполнитель: | |
| - донная часть | Литьевое ВВ |
| - верхняя часть | Сыпучее ВВ |
| Таблица 2 - характеристики шашки-детонатора варианта 2. | ||
| Показатели | 1 | 2 |
| Внешний вид | Полимерный корпус с ВВ, закрытый крышкой | |
| Массогабаритные характеристики | Диаметр 32 мм, высота 165 мм, масса (нетто) до 150 г Диаметр 38 мм, высота 210 мм, масса (нетто) до 370 г | |
| Наполнитель: | ||
| - донная часть | Литьевое ВВ | Сыпучее ВВ |
| - верхняя часть | Сыпучее ВВ | Литьевое ВВ |
Примеры осуществления предлагаемых шашек-детонаторов вариантов 1, 2 приведены в табл.3.
| Таблица 3 - наполнители шашек-детонаторов вариантов 1 и 2. | ||||
| Показатели | Вариант 1 | Вариант 2 | ||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Масса ВВ шашки-детонатора, г | 800 | 610 | 150 | 370 |
| ВВ донной части, г | аммотол 40/60 | тротил-гексоген | аммотол 40/60 | аммонит 6ЖВ |
| 390 | 450 | 65 | 190 | |
| ВВ верхней части, г | аммонит 6ЖВ | аммонит 6ЖВ | аммотол 40/60 | |
| 410 | 160 | 85 | 180 | |
| Средняя плотность комбинированного взрывчатого состава, кг/м3 | 1370 | 1280 | 1260 | 1390 |
Заявляемая шашка-детонатор и ее вариант обеспечивают основной технический результат изобретения:
- безопасность применения шашки-детонатора из высокодетонационных взрывчатых веществ за счет герметизации корпуса и изоляции ВВ от действия внешней среды;
- расширение сырьевой базы и упрощение технологии изготовления шашек-детонаторов за счет использования литьевых и сыпучих взрывчатых веществ с послойным размещением их в полимерном корпусе;
- снижение стоимости за счет замены части литьевого взрывчатого вещества на сыпучее взрывчатое вещество.
Заявляемая шашка-детонатор (промежуточный детонатор) и ее вариант используются для изготовления боевиков для инициирования шпуровых и скважинных зарядов из малочувствительных взрывчатых веществ.
Боевик состоит из шашки-детонатора (промежуточного детонатора), соединенной со средством инициирования. Боевики отличаются типом промежуточного детонатора (шашки-детонаторы, патроны ВВ и др.) и типом средства инициирования промежуточного детонатора, обеспечивающих устойчивую детонацию зарядов промышленных ВВ.
В качестве средств инициирования взрывчатого вещества промежуточного детонатора используются неэлектрические системы инициирования типа «Эдилин», СИНВ, «Нонель» и их аналоги, детонирующие шнуры, электродетонаторы.
Малочувствительные взрывчатые вещества шпуровых и скважинных зарядов часто требуют применения усиленного инициирования, что достигается использованием промежуточного детонатора из высокочувствительного взрывчатого вещества большей массы. Промышленностью выпускаются промежуточные детонаторы из взрывчатых веществ (тротила, тротил-гексогеновой смеси и др.) определенных массогабаритных характеристик. Боевики с увеличенной массой промежуточного детонатора могут быть изготовлены путем комплектации существующих шашек-детонаторов в блоки. Известны блоки из последовательно соединенных патронов путем прокалывания отверстий в крышке и введения в нее стыковочного узла предыдущего патрона или совмещения выступов донных частей патронов, выполненных в «замок» (7). Недостатком блока является то, что отдельные патроны отстоят друг от друга, нарушается передача детонации между патронами, что приводит к неполноте детонации шпурового и скважинного зарядов. При прокалывании крышки патрона нарушается герметичность его и при ведении взрывных работ в обводненных условиях происходит намокание взрывчатого вещества и как следствие этого - отказы в работе заряда. Известны блоки из патронов в полимерной оболочке с глухим дном и крышкой на одном конце, с соответствующими друг другу гофрами на цилиндрической части оболочки и обечайке на другом конце для стыкования с другими патронами (8). Известен блок, выполненный в виде цилиндрической полиэтиленовой оболочки с глухим дном, вход которой закрыт крышкой; на входе цилиндрической полиэтиленовой оболочки выполнена цилиндрическая обечайка (9). На корпусе цилиндрической оболочки в донной и торцевой частях выполнены соответственно друг другу наружная и внутренняя трапецеидальные резьбы для соединения отдельных патронов друг с другом. На корпусе в зоне внутренней резьбы выполнены два отверстия для крепления электродетонатора. Недостатком данной конструкции является сравнительно удаленное расположение электродетонатора от инициируемого взрывчатого вещества, невозможность монтажа блока большего диаметра.
Известен боевик, состоящий из тонкостенного полимерного цилиндра с четырьмя равноудаленными друг от друга полусферическими выступами на внутренней поверхности цилиндра, расположенными на высоте, соответствующей нижней кольцевой канавке полимерного корпуса промежуточного детонатора, с четырьмя диаметрально расположенными R-образными сквозными торцевыми вырезами, соединенными попарно перемычкой с шипами на наружной и внутренней поверхностях ее; внутрь которого вставлен полимерный корпус промежуточного детонатора, выполненный с донной кумулятивной выемкой, боковыми продольными пазами, кольцевыми канавками и заполненный сыпучим или пластичным взрывчатым веществом, закрываемый крышкой через прокладку-уплотнитель, и средств инициирования, размещенных в продольных боковых пазах полимерного корпуса таким образом, что полусферические выступы цилиндра входят в нижнюю кольцевую канавку полимерного корпуса промежуточного детонатора, а внутренние шипы перемычки R-образных торцевых вырезов цилиндра прижимают их в продольных пазах к корпусу промежуточного детонатора (10), принятый авторами за прототип.
Недостатком указанного боевика-прототипа является недостаточно надежное (точечное) крепление средств инициирования с полимерным корпусом промежуточного детонатора, так как высота шипов составляет 0,2 высоты цилиндра, возможность незначительного перемещения тонкостенного полимерного цилиндра относительно полимерного корпуса в осевом направлении, так как центры полусферических выступов и кольцевой канавки совпадают, неоптимальный выбор взрывчатых веществ, используемых для заполнения полимерного корпуса. Тонкостенный полимерный цилиндр боевика-прототипа не позволяет изготавливать боевики с увеличенной массой промежуточного детонатора.
Технической задачей изобретения являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет повышения надежности и безопасности инициирования малочувствительных промышленных взрывчатых веществ шпуровых и скважинных зарядов, расширение сырьевой базы для производства боевиков и областей их использования.
Техническая задача была решена разработкой боевика и его вариантов, состоящего из промежуточного детонатора, выполненного в виде заполненного взрывчатым веществом полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой со средствами инициирования, установленными внутри тонкостенного полимерного цилиндра, выполненного с двумя противоположно расположенными боковыми пазами, с четырьмя равноудаленными друг от друга полусферическими выступами на его внутренней поверхности, расположенными на высоте соответствующей нижней кольцевой канавки полимерного корпуса промежуточного детонатора, в котором
- вариант 1 - для скважинных зарядов в качестве промежуточного детонатора используют шашку-детонатор по варианту 1, средства инициирования размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса, при этом капсюль-детонатор или детонатор, содержащий инициирующее взрывчатое вещество, или узел вязки детонирующего шнура размещен в зоне сыпучего взрывчатого вещества; тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, заходящими на донную часть полимерного корпуса, диаметр полусферы выступов тонкостенного полимерного цилиндра равен половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса, и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерного корпуса и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерному корпусу,
- вариант 2 - для шпуровых зарядов в качестве промежуточного детонатора используют шашку-детонатор по варианту 2, на крышке полимерного корпуса размещен переходник с патрубком, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга, и лепестками, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура или скважины; средства инициирования размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса, при этом капсюль-детонатор, содержащий инициирующее взрывчатое вещество, или узел вязки детонирующего шнура размещен в зоне сыпучего взрывчатого вещества; тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, заходящими на донную часть полимерного корпуса, диаметр полусферы выступов тонкостенного полимерного цилиндра равен половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса, и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерного корпуса и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерному корпусу,
- вариант 3 - для шпуровых зарядов с увеличенной массой промежуточного детонатора в качестве промежуточного детонатора используют шашку-детонатор по варианту 2 и полимерный корпус, заполненный литьевым взрывчатым веществом, на крышке одного из полимерных корпусов размещен переходник с патрубком, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга, и лепестками, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура или скважины; средства инициирования размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса, заполненного сыпучим и литьевым взрывчатым веществом, при этом капсюль-детонатор, содержащий инициирующее взрывчатое вещество, или узел вязки детонирующего шнура размещен в зоне сыпучего взрывчатого вещества, шашка-детонатор по варианту 2 и полимерный корпус, заполненный взрывчатым веществом, с первичными средствами инициирования установлены доньями встык друг другу; тонкостенный полимерный цилиндр выполнен высотой, равной двум высотам полимерного корпуса от дна до верхней кольцевой канавки полимерного корпуса, с двумя рядами по четыре в ряду полусферических выступов с диаметром полусферы, равным половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса, и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерных корпусов и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерным корпусам,
- вариант 4 - для шпуровых и скважинных зарядов с увеличенной массой промежуточного детонатора - в качестве промежуточного детонатора используют одну или две шашки-детонатора варианта 2 и два или три полимерных корпуса, заполненных литьевым взрывчатым веществом, средства инициирования размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса, заполненного сыпучим и литьевым взрывчатым веществом, при этом капсюль-детонатор или детонатор, содержащий инициирующее взрывчатое вещество, или узел вязки детонирующего шнура размещен в зоне сыпучего взрывчатого вещества, четыре полимерных корпуса, заполненных взрывчатыми веществами, со средствами инициирования устанавливаются вплотную друг к другу в тонкостенном полимерном цилиндре, а тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, заходящими на донные части полимерных корпусов, торцы тонкостенного полимерного цилиндра заканчиваются соответствующей друг другу наружной и внутренней резьбой, на внутренней поверхности тонкостенного полимерного цилиндра размещены два ряда по четыре в ряду прижимных выступа, которые прижимают полимерные корпуса со средствами инициирования друг к другу по всей их длине; крышка тонкостенного полимерного цилиндра выполнена с четырьмя равнорасположенными по окружности отверстиями, с патрубком, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга. При заряжании шпуров и скважин с использованием боевика варианта 4 на патрубок под зарядный шланг устанавливают две пластины перпендикулярно друг другу, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура или скважины. Опускание боевика в скважину осуществляют на детонирующем шнуре, волноводе неэлектрической системы взрывания или полимерном шнуре, закрепленном с помощью двух противоположно расположенных отверстий крышки. Несколько боевиков варианта 4 могут быть собраны в единый блок за счет соединения их по наружной и внутренней резьбе тонкостенных полимерных цилиндров. При опускании боевика варианта 1 в скважину без дублирования взрывной сети на горловине полимерного корпуса под крышкой размещается откидная петля, через которую проходит детонирующий или полимерный шнур, или волновод, что обеспечивает соосность опускаемого боевика и скважины. Соосность опускаемого боевика и скважины может быть обеспечена другим способом.
Изобретение иллюстрируется фиг.3-13.
Фиг.3 - внешний вид боевика варианта 1.
Фиг.4 - внешний вид тонкостенного полимерного цилиндра боевика варианта 1.
Фиг.5 - внешний вид боевика варианта 1 с первичным средством инициирования в виде детонирующего шнура.
Фиг.6 - внешний вид боевика варианта 2.
Фиг.7 - внешний вид тонкостенного полимерного цилиндра боевика варианта 2.
Фиг.8 - внешний вид боевика варианта 3.
Фиг.9 - внешний вид тонкостенного полимерного цилиндра боевика варианта 3.
Фиг.10 - внешний вид боевика варианта 4.
Фиг.11 - внешний вид тонкостенного полимерного цилиндра боевика варианта 4.
Фиг.12 - внешний вид крышки тонкостенного полимерного цилиндра боевика варианта 4.
Фиг.13 - схема сборки боевика увеличенной массы из боевиков варианта 4.
D - наружный диаметр лепестков - диаметр описанной окружности,
d - наружный диаметр патрубка - внутренний диаметр шланга для пневмозаряжания.
Боевик варианта 1 (фиг.3) для скважинных зарядов состоит из шашки-детонатора 9 варианта 1 (п.1 формулы изобретения), тонкостенного полимерного цилиндра 10 и первичного средства инициирования 11.
Тонкостенный полимерный цилиндр 10 (фиг.4) выполнен с закругленными кромками 12 в донной части, заходящими на донную часть полимерного корпуса, с двумя противоположно расположенными продольными боковыми пазами 6, совпадающими с продольными боковыми пазами 6 полимерного корпуса 1, с четырьмя равноудаленными по окружности полусферическими выступами 13, расположенными на внутренней стороне тонкостенного полимерного цилиндра на высоте нижней кольцевой канавки 8 полимерного корпуса, с диаметром полусферы, равным половине кольцевой канавки, и попарно смещенных на половину ее высоты.
Полимерный корпус 1 промежуточного детонатора 9 со средствами инициирования 11, размещенными в продольных боковых пазах 6 полимерного корпуса или в продольных боковых пазах 6 полимерного корпуса и кольцевых канавках 7 или 8, установлен в тонкостенный полимерный цилиндр 10 (фиг.3).
В качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы с волноводами или электропроводом, или детонирующие шнуры. В предлагаемом боевике и его вариантах средство инициирования устанавливается таким образом, что инициирующее взрывчатое вещество первичного средства инициирования 11 было размещено в зоне сыпучего взрывчатого вещества 4.
При использовании детонирующего шнура в качестве средства инициирования в зоне сыпучего взрывчатого вещества размещают узел вязки 14 детонирующего шнура (фиг.5).
При необходимости дублирования взрывной сети в боевике устанавливается два первичных средства инициирования, при этом инициирующий элемент второго средства инициирования размещается также в зоне сыпучего взрывчатого вещества.
Боевик варианта 2 (фиг.6) состоит из шашки-детонатора 15 варианта 2, первичного средства инициирования 11, тонкостенного полимерного цилиндра 10 и переходника 16. Шашка-детонатор 15 со средством инициирования 11 вставляется в тонкостенный полимерный цилиндр.
Переходник 16 представляет собой крышку с патрубком 17, наружный диаметр (d) которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга, с лепестками 18, диаметр (D) описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура или скважины. Переходник 16 размещается на крышке полимерного корпуса шашки-детонатора варианта 2. При заряжании скважин на патрубок 17 надевается зарядный шланг 19.
Тонкостенный полимерный цилиндр 10 (фиг.7) боевика варианта 2 аналогичен тонкостенному полимерному цилиндру боевика варианта 1 и отличается только его диаметром.
Боевик варианта 3 (фиг.8) состоит из шашки-детонатора 15 варианта 2, полимерного корпуса 1, заполненного литьевым взрывчатым веществом, средства инициирования 11 и тонкостенного полимерного цилиндра 20. На крышке одного из полимерных корпусов устанавливается переходник 16.
Тонкостенный полимерный цилиндр 20 (фиг.9) выполнен с боковыми продольными пазами 6 и двумя рядами по четыре в ряду полусферических выступов 13, расположенных на высоте нижних кольцевых канавок полимерных корпусов и попарно смещенных по высоте нижних кольцевых канавок. Полимерные корпуса составляются доньями встык и с первичными средствами инициирования устанавливаются в тонкостенный полимерный цилиндр 20 таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра 20 и полимерных корпусов совпадают и прижимают средства инициирования 11 по всей их длине к полимерному корпусу, а полусферические выступы 13 располагаются между верхней и нижней кромками нижних кольцевых канавок полимерных корпусов (фиг.8).
Боевик варианта 4 (фиг.10) состоит из одной или двух шашек-детонаторов 15 варианта 2, двух или трех полимерных корпусов 1, заполненных литьевым ВВ, средств инициирования 11 и тонкостенного полимерного цилиндра 21, закрытого крышкой 24. Средства инициирования устанавливается аналогично боевику варианта 1.
Тонкостенный полимерный цилиндр 21 (фиг.11) выполнен с закругленными кромками 12 в донной части, заходящими на донную часть полимерных корпусов, с двумя рядами по четыре в ряду прижимных полусферических выступов 13 на внутренней поверхности тонкостенного полимерного цилиндра, равноудаленных по окружности. Торцы тонкостенного полимерного цилиндра заканчиваются соответствующими друг другу наружной 22 и внутренней 23 резьбой.
Четыре полимерных корпуса, заполненных взрывчатыми веществами, со средствами инициирования устанавливаются в тонкостенный полимерный цилиндр 21, плотно прижимаются друг к другу и фиксируются по всей высоте полусферическими выступами 13. Тонкостенный полимерный цилиндр 21 закрывается крышкой 24.
Крышка 24 (фиг.12) тонкостенного полимерного цилиндра 21 выполнена с патрубком 17, четырьмя равноудаленными по окружности отверстиями 25. Внутренняя резьба крышки соответствует наружной резьбе тонкостенного полимерного цилиндра 21.
При заряжании шпуров или скважин с использованием боевиков варианта 4 на патрубок 17 под зарядный шланг устанавливают перпендикулярно друг другу две пластины 26 с диаметром описанной окружности больше диаметра восстающего шпура или скважины.
На фиг.13 представлена схема формирования боевика с увеличенной массой взрывчатого вещества промежуточного детонатора из нескольких боевиков варианта 4 путем соединения их по наружной и внутренней резьбе тонкостенного полимерного цилиндра.
Порядок изготовления боевиков по вариантам 1-4: изготавливаются шашки-детонаторы вариантов 1 или 2, полимерные корпуса заполняются литьевым и сыпучим ВВ, а для вариантов 3 и 4 часть полимерных корпусов заполняется литьевым ВВ, полимерный корпус закрывается крышкой. В продольных боковых пазах или продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса размещаются средства инициирования таким образом, чтобы капсюль-детонатор или узел вязки детонирующего шнура размещался в зоне сыпучего взрывчатого вещества. Полимерный корпус с первичными средствами инициирования устанавливается в тонкостенный полимерный цилиндр таким образом, что продольные боковые пазы тонкостенного полимерного цилиндра и полимерного корпуса совпадают и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерному корпусу, а полусферические выступы располагаются между верхней и нижней кромками нижней кольцевой канавки полимерного корпуса. Это предотвращает перемещение тонкостенного полимерного цилиндра относительно полимерного корпуса в осевом направлении. Совмещающиеся продольные боковые пазы тонкостенного полимерного цилиндра и полимерного корпуса, полусферические выступы тонкостенного полимерного цилиндра фиксируют постоянство положения полимерного корпуса относительно тонкостенного полимерного цилиндра в осевом и радиальном направлениях.
Порядок формирования шпурового заряда: на патрубок надевается шланг для пневмозаряжания, которым боевик подается на установленную длину шпура, например восстающих - направленных вертикально или наклонно вверх, после чего с помощью пневмотранспорта по шлангу подается взрывчатое вещество с постепенным вытягиванием шланга, при этом боевик на установленной длине шпура фиксируется и удерживается в шпуре за счет лепестков или пластин.
Порядок формирования скважинного заряда: боевик опускается в скважину на детонирующем шнуре, волноводе или полимерном шнуре. При опускании боевика в скважину без дублирования взрывной сети на горловине полимерного корпуса под крышкой размещается откидная петля, через которую проходит детонирующий или полимерный шнур, или волновод, что обеспечивает соосность опускаемого боевика и скважины. Соосность опускаемого в скважину боевика и скважины может быть обеспечена другим способом.
Боевик должен располагается в шпуре и скважине таким образом, чтобы кумулятивная выемка дна совпадала с направлением распространения детонации в заряде взрывчатого вещества.
Характеристики боевиков вариантов 1-4 приведены в табл.4.
| Таблица 4 - характеристики боевиков вариантов 1-4. | ||||
| Показатели | Вариант 1 | Вариант2 | Вариант 3 | Вариант 4 |
| Внешний вид | Полимерные корпуса, заполненные ВВ, помещенные с первичными средствами инициирования в тонкостенный полимерный цилиндр. | |||
| Шашка-детонатор | Шашка-детонатор варианта 1 | Шашка-детонатор варианта 2 | Шашка-детонатор вар.2 + полимерные корпуса, заполненные литьевым ВВ | |
| Средства инициирования | Детонирующий шнур, электродетонаторы, неэлектрические капсюль-детонаторы системы взрывания «СИНВ» | |||
| Количество устанавливаемых средств инициирования | Одно; при дублировании взрывной сети - два. | |||
| Условия заряжания | Сухие и обводненные скважины | |||
| Типы взрывчатых веществ шпуровых и скважинных зарядов | Гранулированные, водосодержащие (суспензионные и эмульсионные) |
Использование в качестве наполнителя промежуточного детонатора широкого спектра промышленных взрывчатых веществ: сыпучих, чувствительных к импульсу средств инициирования, и литьевых, способных детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, расширяет сырьевую базу производства промежуточных детонаторов и заявляемых боевиков на их основе. Герметичный полимерный корпус промежуточного детонатора, средства инициирования, размещенные в тонкостенном полимерном цилиндре, обеспечивают высокую взрывобезопасность, механическую прочность и надежность инициирования шпурового и скважинного зарядов при отбойке пород любой крепости в широком температурном диапазоне применения (от минус 60 до плюс 85°С) при заряжании шпуров и скважин любыми взрывчатыми веществами, в том числе и горячельющимися, а также позволяет использовать заявляемые боевики для заряжания скважин с агрессивными средами (сульфидосодержащих пород и руд, а также скважин с кислыми и щелочными внутрискважинными водами).
Наличие донных кумулятивных выемок промежуточного детонатора способствует возникновению дополнительного инициирующего импульса в направлении распространения детонации по заряду ВВ, при этом развивается детонационное давление в осевом направлении в 1,5-2 раза выше, чем у стандартных шашек-детонаторов одинаковой массы. Инициирование скважинных зарядов предлагаемым боевиком сопровождается устойчивой высокоскоростной осевой детонацией в отличие от детонации, инициируемой цилиндрическими прессованными или литыми шашками, действующей в радиальном направлении с фронтом, распространяющимся под углом к оси скважины.
Тонкостенный полимерный цилиндр боевика защищает первичные средства инициирования от механических повреждений в процессе заряжания шпуров и скважин, а центральное отверстие в донной части тонкостенного полимерного цилиндра усиливает кумулятивный эффект, создаваемый кумулятивной выемкой полимерного корпуса. Предлагаемый боевик и его варианты могут использоваться при заряжании обводненных скважин с агрессивной средой (кислыми и щелочными внутрискважинными водами). Конструкция боевика позволяет использовать дублирование взрывной сети за счет установки двух неэлектрических или электрических детонаторов.
Заявляемый боевик и его варианты обеспечивает основной технический результат:
- надежность соединения средств инициирования с промежуточным детонатором за счет установки их в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса и прижатия их пазами тонкостенного полимерного цилиндра к пазам полимерного корпуса по всей длине;
- фиксированное и постоянное положение полимерного корпуса относительно тонкостенного полимерного цилиндра в осевом и радиальном направлениях;
- безопасность применения боевиков из высокодетонационных взрывчатых веществ за счет герметизации полимерного корпуса промежуточного детонатора и изоляции ВВ промежуточного детонатора и средств инициирования от действия внешней среды;
- расширение сырьевой базы для производства боевиков за счет использования литьевых и сыпучих взрывчатых веществ с повышенной чувствительностью к инициирующему импульсу и широким диапазоном детонационных параметров, а также использования широкого спектра средств инициирования;
- снижение стоимости за счет применения шашек-детонаторов, в которых часть литьевого взрывчатого вещества заменена на сыпучие взрывчатые вещества;
- повышение надежности инициирования за счет дублирование средств инициирования путем установки в боевике двух электрических или неэлектрических детонаторов;
- а для боевиков вариантов 3-4 дополнительный технический эффект - расширение области использования за счет увеличения массы промежуточного детонатора.
Предлагаемая конструкция боевика (его варианты) может изготавливаться как на заводах-изготовителях средств взрывания, так и на месте ведения взрывных работ; корпус промежуточного детонатора может заполняться взрывчатым веществом как на заводе-изготовителе средств взрывания, так и на пунктах подготовки взрывчатых веществ организаций, ведущих взрывные работы.
Предлагаемый боевик (его варианты) был изготовлен с заполнением полимерного корпуса взрывчатыми смесями, указанными в таблице, и испытан в сухих и обводненных условиях на карьерах и подземных рудниках при инициировании скважинных и шпуровых зарядов из гранулированных и эмульсионных промышленных взрывчатых веществ с положительными результатами: полной детонации скважинных зарядов, отказов и неполной детонации зарядов не обнаружено.
Источники информации
1. ОСТ 84-1366-76.
2. ОСТ 84-411-80.
3. Патент России №2177927.
4. Полезная модель №41514.
5. Полезная модель №22532.
6. Патент России №2213929.
7. Авторское свидетельство СССР №1119398.
8. Патент России №2080545.
9. Патент России №2251653.
10. Полезная модель №31440.
1. Шашка-детонатор, состоящая из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен двухслойным из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, размещенного в верхней части полимерного корпуса, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества и размещенного в донной части полимерного корпуса, при этом высота полимерного корпуса не превышает трех его диаметров.
2. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит водонепроницаемую прокладку или слой водостойкой мастики.
3. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что крышка выполнена с резьбой и герметизирована водостойким клеем или другим средством.
4. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что в качестве литьевого взрывчатого вещества использованы литьевые смеси, содержащие тротил, тротил и гексоген, тротил и ТЭН или аммотол.
5. Шашка-детонатор, состоящая из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что она содержит двухслойный заряд, выполненный из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, при этом поверхность раздела между слоями взрывчатых веществ расположена ниже верхней кольцевой канавки при размещении литьевого взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса и выше верхней кольцевой канавки при размещении сыпучего взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса, а высота полимерного корпуса превышает его диаметр более чем в три раза.
6. Шашка-детонатор по п.5, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно водонепроницаемую прокладку или слой водостойкой мастики при заполнении верхней части полимерного корпуса сыпучим взрывчатым веществом.
7. Шашка-детонатор по п.5, отличающаяся тем, что крышка выполнена с резьбой и герметизирована водостойким клеем или другим средством при заполнении верхней части полимерного корпуса сыпучим взрывчатым веществом.
8. Шашка-детонатор по п.5, отличающаяся тем, что в качестве литьевых взрывчатых составов использованы литьевые смеси, содержащие тротил, тротил и гексоген, тротил и ТЭН, аммотол.
9. Боевик, состоящий из промежуточного детонатора, со средствами инициирования, установленными внутри тонкостенного полимерного цилиндра, выполненного с двумя противоположно расположенными боковыми пазами, с четырьмя равноудаленными друг от друга полусферическими выступами на его внутренней поверхности, отличающийся тем, что в качестве промежуточного детонатора он содержит шашку-детонатор, состоящую из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества, выполненным двухслойным из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, размещенного в верхней части полимерного корпуса, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества и размещенного в донной части полимерного корпуса, а высота полимерного корпуса не превышает трех его диаметров, средства инициирования выполнены в виде капсюль-детонатора, содержащего инициирующее взрывчатое вещество, или узла вязки детонирующего шнура и размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса в зоне сыпучего взрывчатого вещества, тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, заходящими на донную часть полимерного корпуса, диаметр полусферы выступов тонкостенного полимерного цилиндра равен половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерного корпуса и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерному корпусу.
10. Боевик по п.9, отличающийся тем, что он содержит дублирующее средство инициирования.
11. Боевик по п.9, отличающийся тем, что он содержит откидную петлю.
12. Боевик, состоящий из промежуточного детонатора, со средствами инициирования, установленными внутри тонкостенного полимерного цилиндра, выполненного с двумя противоположно расположенными боковыми пазами, с четырьмя равноудаленными друг от друга полусферическими выступами на его внутренней поверхности, отличающийся тем, что в качестве промежуточного детонатора он содержит шашку-детонатор, состоящую из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем двухслойным зарядом взрывчатого вещества, выполненным из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, при этом поверхность раздела между слоями взрывчатых веществ расположена ниже верхней кольцевой канавки при размещении литьевого взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса и выше верхней кольцевой канавки при размещении сыпучего взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса, а высота полимерного корпуса превышает его диаметр более чем в три раза, а также он содержит переходник с патрубком, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга, и лепестками, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура или скважины, средства инициирования выполнены в виде капсюль-детонатора, содержащего инициирующее взрывчатое вещество, или узла вязки детонирующего шнура и размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса в зоне сыпучего взрывчатого вещества, тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, заходящими на донную часть полимерного корпуса, диаметр полусферы выступов тонкостенного полимерного цилиндра равен половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные боковые пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерного корпуса и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерному корпусу.
13. Боевик по п.12, отличающийся тем, что он содержит дублирующее первичное средство инициирования.
14. Боевик, состоящий из промежуточного детонатора, со средствами инициирования, установленными внутри тонкостенного полимерного цилиндра, выполненного с двумя противоположно расположенными боковыми пазами, с четырьмя равноудаленными друг от друга полусферическими выступами на его внутренней поверхности, отличающийся тем, что в качестве промежуточного детонатора он содержит шашку-детонатор, состоящую из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем двухслойным зарядом взрывчатого вещества, выполненным из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, при этом поверхность раздела между слоями взрывчатых веществ расположена ниже верхней кольцевой канавки при размещении литьевого взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса и выше верхней кольцевой канавки при размещении сыпучего взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса, а высота полимерного корпуса превышает его диаметр более чем в три раза, и дополнительный полимерный корпус, заполненный литьевым взрывчатым веществом, при этом на крышке корпуса шашки-детонатора или дополнительного полимерного корпуса размещен переходник с патрубком, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга, и лепестками, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура или скважины, средства инициирования выполнены в виде капсюль-детонатора, содержащего инициирующее взрывчатое вещество, или узла вязки детонирующего шнура и размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса в зоне сыпучего взрывчатого вещества, два полимерных корпуса, заполненных взрывчатыми веществами, с первичными средствами инициирования установлены доньями встык друг другу, тонкостенный полимерный цилиндр выполнен высотой, равной двум высотам полимерного корпуса от дна до верхней кольцевой канавки полимерного корпуса, с двумя рядами по четыре в ряду полусферических выступов с диаметром полусферы, равным половине высоты нижней кольцевой канавки полимерного корпуса, и они попарно смещены на половину высоты нижней кольцевой канавки таким образом, что продольные пазы тонкостенного полимерного цилиндра входят в продольные боковые пазы полимерных корпусов и прижимают средства инициирования по всей их длине к полимерным корпусам.
15. Боевик по п.14, отличающийся тем, что он содержит дублирующее средство инициирования.
16. Боевик по п.14, отличающийся тем, что на патрубок под зарядный шланг устанавливают две взаимно перпендикулярные пластины, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура.
17. Боевик, состоящий из промежуточного детонатора, со средствами инициирования, установленными внутри тонкостенного полимерного цилиндра, выполненного с четырьмя равноудаленными друг от друга полусферическими выступами на его внутренней поверхности, отличающийся тем, что в качестве промежуточного детонатора он содержит одну или две шашки-детонатора, состоящие из полимерного корпуса с продольными боковыми пазами, кольцевыми канавками и крышкой с размещенным в нем двухслойным зарядом взрывчатого вещества, выполненным из сыпучего взрывчатого вещества, чувствительного к импульсу средства инициирования, и литьевого взрывчатого вещества, способного детонировать от сыпучего взрывчатого вещества, при этом поверхность раздела между слоями взрывчатых веществ расположена ниже верхней кольцевой канавки при размещении литьевого взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса и выше верхней кольцевой канавки при размещении сыпучего взрывчатого вещества в донной части полимерного корпуса, а высота полимерного корпуса превышает его диаметр более чем в три раза, и два или три полимерных корпуса, заполненных литьевым взрывчатым веществом, средства инициирования выполнены в виде капсюль-детонатора, содержащего инициирующее взрывчатое вещество, или узла вязки детонирующего шнура и размещены в продольных боковых пазах или в продольных боковых пазах и кольцевых канавках полимерного корпуса, заполненного сыпучим и литьевым взрывчатым веществом в зоне сыпучего взрывчатого вещества, четыре полимерных корпуса, заполненных взрывчатыми веществами, с первичными средствами инициирования устанавливают вплотную друг к другу, тонкостенный полимерный цилиндр выполнен с закругленными кромками в донной части, торцы тонкостенного полимерного цилиндра заканчиваются соответствующей друг другу наружной и внутренней резьбой, на внутренней поверхности тонкостенного полимерного цилиндра размещены два ряда по четыре в ряду прижимных выступа, которые прижимают полимерные корпуса со средствами инициирования друг к другу по всей их длине; крышка тонкостенного полимерного цилиндра выполнена с четырьмя равноудаленными по окружности друг от друга отверстиями и с патрубком, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру зарядного шланга.
18. Боевик по п.17, отличающийся тем, что он содержит дублирующее средство инициирования.
19. Боевик по п.17, отличающийся тем, что на патрубок под зарядный шланг устанавливают две взаимно перпендикулярные пластины, диаметр описанной окружности которых больше диаметра восстающего шпура.
