СПОСОБ СОДЕРЖАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК F42D5/00 

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам, обеспечивающим безопасность при работе с взрывчатыми материалами (ВМ), в частности к безопасному содержанию различных масс ВМ.

Известен способ содержания [1] при котором для уменьшения вероятности возможной аварии (несанкционированного подрыва) массы взрывчатых материалов содержатся рассредоточенно, не допуская за счет расстояния передачи детонации от одной взорвавшейся массы ВМ к другой.

Этот способ содержания, как правило, реализуется при хранении ВМ на стационарных складах. В этом случае при аварийном подрыве массы ВМ одного склада детонация не передается массе ВМ другого склада. Таким образом, ущерб от аварии при данном способе содержания ВМ заключен в ущербе от подрыва всей массы ВМ одного склада. Рассредоточение ВМ внутри одного склада по данному способу содержания приводит к значительному увеличению пространства для размещения ВМ, что не всегда возможно.

Этот способ содержания ВМ реализуется и при перевозках ВМ, при этом рассредоточение масс ВМ происходит по единицам перевозящего транспорта. Т.е. при аварии взрывается масса ВМ, находящаяся на транспортной единице. При прохождении маршрута вблизи населенных пунктов ущерб от аварийного подрыва массы ВМ на одной транспортной единице может привести к безвозвратным потерям, гибели людей. Перевозка в таких случаях малых масс ВМ, взрыв которых при авариях не приводит к значительному ущербу, экономически нецелесообразен.

В ряде случаев, например в каком-либо изделии, существует необходимость содержания двух или более близко расположенных деталей из ВМ без значительного рассредоточения их. В этом случае вероятность воздействия одной массы ВМ на другую при ее детонации резко возрастает. При этом последствия аварийного взрыва всего изделия существенно выше, чем взрыв отдельной детали.

Наиболее близким решением, принятым в качестве прототипа, является способ [2] по которому между деталями из ВМ размещают прокладки из какого-либо инертного материала, например из металлов или полимеров. Этот способ основан на отсечке посредством прокладки горячих продуктов взрыва заряда ВМ и затухании в ней распространяющейся ударной волны. Однако известный способ все же имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как для его осуществления требуется обеспечить расстояние между деталями ВМ с характерными размерами, близкими характерным размерам самих деталей ВМ. Это влечет за собой либо увеличение габаритов изделия при сохранении размеров деталей, либо существенное уменьшение размеров деталей из ВМ при сохранении габаритов изделия, но снижении его эффективности.

Этот способ может быть, например, применен и при перевозке ВМ, однако его осуществление также приведет к значительным экономическим потерям.

Таким образом, целью настоящего изобретения является устранение технических недостатков прототипа при одновременном увеличении или по крайней мере сохранении степени безопасного содержания ВМ, т.е. расширение эксплуатационных возможностей способа.

Указанная цель достигается за счет того, что в способе содержания взрывчатых материалов, заключающемся в размещении зарядов на безопасном по передаче детонации расстоянии относительно друг друга, согласно изобретению, перед размещением масс ВМ их поверхности, обращенные друг к другу, формируют, образуя скосы под углом 25 60^o к нормали, а располагают их, образуя между зарядами полость треугольного или трапецеидального сечения.

Более эффективно цель будет достигнута, если сформированные поверхности будут облицованы инертным материалом, а полость между ними будет заполнена инертным материалом.

Причинно-следственная связь между достигнутым техническим результатом и средствами его достижения (существенными признаками) обусловлена тем, что в данном способе удалось расположить массы ВМ при их содержании на складах, в транспортных средствах и непосредственно в изделиях, исключив взаимовлияние при несанкционированном подрыве одной из масс ВМ (одного из зарядов).

Величина угла формирования поверхности зависит от ряда факторов, таких как размер массы ВМ, направление распространения детонации, чувствительность ВМ, возможность боковой разгрузки продуктов взрыва (ПВ) и др.

На фиг. 1 4) представлены некоторые частные варианты размещения ВМ:
двух деталей из ВМ 1 с указанием возможного фронта детонационной волны и распространения продуктов взрыва 2 со скоростью с сформированной поверхности;
двух деталей из ВМ 1 с облицовкой 3 стальными пластинами сформированных поверхностей и с полостью, заполненной легким инертным материалом 4, в частности пенопластом;
сыпучего или жидкого ВМ 1, размещенного в таре 5;
удлиненных зарядов из ВМ 1, размещенных в таре 5;
На фиг. 1 угол подрезки близлежащих поверхностей деталей равен 45^o. Поскольку в первом приближении можно считать, что поток ПВ при выходе детонации на свободную поверхность взорвавшегося заряда распространяется нормально к данной поверхности, то при таком угле полости (α = 90^°) поток ПВ (скорость ) будет "скользить" вдоль сформированной поверхности близлежащей массы ВМ, не оказывая на нее давления.

На самом деле наибольшая плотность импульса продуктов взрыва с подрезанной поверхности будет распространяться в зависимости от направления детонации с отклонением от нормали к поверхности, но не более, чем на ≈20^o. Поэтому максимально необходимый угол полости между сформированными поверхностями ВМ при Δ ≈ 0 можно оценить α ≈ 120^°120^o. Вместе с тем, нет необходимости полностью исключать воздействие ПВ на поверхность близлежащей массы ВМ, поскольку взрыв любого ВМ возможен лишь при определенном, достаточно сильном воздействии. Уменьшение необходимого угла полости возможно также при увеличении начального расстояния Δ между массами ВМ. Для реальных ВМ минимально необходимый угол полости может быть оценен как α ≈ 50^°50^o.

Дополнительное уменьшение вероятности взрыва пассивного заряда ВМ может быть достигнуто облицовкой сформированных поверхностей ВМ инертным материалом, например, металлом. Это снижает импульс давления на пассивную массу ВМ, а также препятствует прямому попаданию на поверхность пассивной массы горячих продуктов взрыва активной массы. Не ухудшает ситуацию и заполнение образованной полости, например из конструктивных соображений, легкими материалами типа пенопласта.

Пример конкретного исполнения.

Предлагаемый способ содержания ВМ был реализован следующим образом. Торцы двух зарядов ВМ размером 150х150х15 мм³ были обработаны под углом 45^o относительно вертикальной плоскости и облицованы стальными пластинами. Для хранения они были положены таким образом, что между ними образовалась треугольная полость с углом при вершине 90^o без зазора в вершине. При "аварийном" срабатывании одного заряда детонация от него не передавалась другому. При обычном хранении расстояние между ними должно было бы быть ≈ 50 мм.

Использование предлагаемого способа содержания взрывчатых материалов значительно расширяет его эксплуатационные возможности без снижения степени безопасности, т.к. позволяет:
располагать подрывные заряды ВМ в изделиях существенно ближе друг к другу;
рассредотачивать массы ВМ внутри стационарных складов и в транспортных средствах более рационально с высокой степенью безопасности, т.к. при несанкционированном взрыве одной из масс ВМ ущерб исчисляется только этой массой ВМ;
по этой же причине при строительстве складских помещений располагать их значительно ближе друг к другу, а при транспортировке единицы транспортных средств также вблизи друг от друга, например, в нескольких вагонах железнодорожного состава.

(57) Использование: безопасное содержание масс ВМ. Сущность изобретения: перед размещением масс ВМ на хранение их поверхности, обращенные друг к другу, формируют, образуя скосы под углом 25 - 60^o к нормали, а располагают их, образуя полость треугольного или трапецеидального сечения. Сформированные поверхности можно облицовывать инертным материалом, а полость - заполнять инертным материалом. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ содержания взрывчатых материалов (ВМ), заключающийся в размещении масс ВМ относительно друг друга на безопасном по передаче детонации расстоянии, отличающийся тем, что перед размещением масс ВМ их поверхности, обращенные друг к другу, формируют, образуя скосы под углом 25-60^o к нормали, а располагают их, образуя полость треугольного или трапецеидального сечения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сформированные поверхности ВМ облицовывают инертным материалом. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полость между массами ВМ заполняют инертным материалом.