ЗАРЯД УДАРНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E21C37/00 F42D1/02 F42D3/02 

Изобретение относится к зарядам ударного инициирования, предназначенным для взрывного разрушения горных пород, преимущественно при проведении горных выработок.

Известные заряды состоят из взрывчатого вещества (ВВ) и средства его инициирования, преимущественно электродетонатора. Проведение горных выработок по крепким породам в настоящее время осуществляется буровзрывным способом групповым взрыванием шпуровых зарядов с заряжанием и забойкой шпуров вручную, монтажом взрывной цепи, технологическими перерывами на взрывание и проветривание [1] Недостатки применения зарядов ВВ с известными средствами инициирования исключение механизации взрывных работ, выделение ядовитых окислов ртути и свинца при взрывах детонаторов.

Известные попытки исключить детонаторы за счет инициирования ВВ лучом лазера потребовали применения дорогих и дефицитных ВВ гексогена и тэна, исключающих их многотоннажное промышленное применение, т.к. экономичные смесевые ВВ на основе аммиачной селитры нечувствительны к лучу лазера.

Известны специальные конструкции детонаторов, срабатывающих при воздействии сверхвысокочастотного поля (СВЧ), позволяющие механизировать взрывное разрушение среды. Однако они тоже на основе гремучей ртути или азида свинца (выделяют ядовитые окислы) и при отказах, неизбежных при массовом применении зарядов, опасны.

Известны заряды ударного инициирования из жидких ВВ, получаемые на месте производства взрывных работ заливкой в пластмассовые ампулы невзрывчатых жидких компонентов ВВ. Благодаря высокой чувствительности заряды взрываются при ударе о разрушаемую среду (забой) без применения детонаторов. Заряды предназначены для взрывного бурения нефтяных и газовых скважин [2] Недостатки прототипа: высокая токсичность компонентов жидкого ВВ, особенно окислителей (четырехокись азота, тетранитрометан), и токсичность горючих (бензол, толуол, керосин), исключает дозирование компонентов и снаряжение ампул в подземных выработках, а применение готовых зарядов с хранением на складах и транспортированием по подземным выработкам недопустимо по технике безопасности из-за высокой чувствительности ВВ к механическим воздействиям. При отказах детонации, возможных при механизированном взрывном бурении, такие заряды представляют особую опасность.

Вариант применения патронов обычных ВВ с детонаторами ударного или накольного действия неприменим из-за особой опасности несдетонировавших зарядов.

Целью изобретения является повышение техники безопасности за счет надежной самоликвидации инициатора несдетонировавшего заряда, улучшение условий труда за счет исключения окислов свинца и ртути, выделяющихся при использовании известных средств инициирования, и удешевление заряда.

Для достижения поставленной цели заряд ударного инициирования, в основной массе состоящий из безопасного в обращении вторичного ВВ, содержит оксиликвит, размещенный на торцевой части основного заряда.

На чертеже представлена схема заряда, где 1 заряд оксиликвита в качестве инициатора, закрепленный на диске 2 со стержнем, помещенным в массу основного заряда 3.

Масса оксиликвита от 10 до 15 г с теплотой взрыва от 97 до 146 кДж. Энергия инициирования такого заряда на порядок больше энергии стандартных электродетонаторов ЭД-8-Э (6,4 кДж) и ЭД-8-ПМ (8,2 кДж). Время самоликвидации заряда оксиликвита массой 10-15 г диаметром 15 мм 1 мин.

Патроны ударного инициирования предназначены для механизированного проведения горных выработок буровзрывным комбайном. Технология их применения: в забой доставляют патроны вторичных ВВ, допущенных к применению (аммониты, патронированные эмульсионные ВВ и др.), патрончики из горючего поглотителя, закрепленные на дисках со стержнями (выполнены из полимерных материалов), криостат с жидким кислородом и ванну для пропитки горючего поглотителя жидким кислородом. Погружение полимерного диска 2 в жидкий кислород нежелательно из-за потери эластичности изделия из полимерного материала, поэтому пропитку углеродного поглотителя следует осуществлять в вертикальном положении патрончиков с горючим с ограничителями их погружения в криогенную среду, при этом ограничителями могут служить сами диски 2, располагаемые над уровнем жидкого кислорода, при этом стержни дисков также обращены вверх. За них механическим устройством патрончики извлекают из ванны с передачей на узел сборки заряда. Сборка заключается во вставке диска 2 с зарядом оксиликвита 1 в патрон ВВ в бумажной или полимерной оболочке путем погружения стержня в массу ВВ под давлением кольцевого упора на края диска 2, выступающие за периметр патрона оксиликвита.

Далее пневматическим или механическим устройством взрывного комбайна заряд ударного инициирования выбрасывается на забой. Эффективность взрыва шпурового заряда значительно выше, чем открытого.

Целесообразно заряды подавать в шпуры, пробуренные с достаточным кольцевым зазором. Точность подачи заряда достигается манипулятором, совмещающим положение направляющей (например, трубки при пневматической подаче) для выброса заряда с позицией только что убранной буровой штанги.

Основные преимущества заряда ударного инициирования: повышение техники безопасности и улучшение условий труда, возможность бескапсюльного инициирования зарядов, позволяющая реализовать механизированное проведение горных выработок буровзрывными комбайнами без участия человека в процессах заряжания шпуров и перерывов на взрывание и проветривание выработок. Экономичность заряда стоимость оксиликвита в 2-3 раза ниже стоимости известных общепринятых ВВ.

Опасность работы с жидким кислородом связана с возможностью попадания в кислород горючего, например угольной пыли. Изложенного можно избежать, поддерживая в ванне для пропитки повышенное давление за счет испаряющегося жидкого кислорода.

Но предпочтительнее заряды с инициирующим узлом из оксиликвита применять при проведении выработок по породе и не использовать в угольных, нефтяных и озокеритовых шахтах, серных и колчеданных рудниках.

Изобретение относится к зарядам ударного инициирования, предназначенным для взрывного разрушения горных пород, преимущественно при проведении горных выработок. Предложен заряд ударного инициирования, состоящий из общепринятого патронированного ВВ, на торце которого размещен чувствительный к удару заряд оксиликвита. При массе 10-15 г и диаметре 15 мм инициирующий заряд оксиликвита в случае отказа детонации самоликвидируется через 1 мин за счет испарения жидкого кислорода. 1 ил.

ЗАРЯД УДАРНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ, в основной массе состоящий из безопасного в обращении вторичного взрывчатого вещества в оболочке, взрывателя и стержня, установленного во взрывчатом веществе, отличающийся тем, что стержень снабжен диском, который размещен со стороны торца основного заряда, а взрыватель выполнен в виде заряда оксиликвита и установлен на внешней поверхности диска.