СРЕДСТВО ВЗРЫВАНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК C06B47/00 F42B3/87 F42D3/00 

Изобретение относится к средствам взрывания (СВ) - электродетонаторам, предназначенным для инициирования зарядов взрывчатых веществ (ВВ) при проведении промышленных взрывов.

Применяемые в настоящее время СВ - электродетонаторы [1] содержат первичные ВВ - гремучую ртуть и азид свинца, опасные в производстве и обращении, а в продуктах их взрыва содержатся ядовитые оксиды ртути и свинца.

Предложено ведение взрывчатых работ заливкой в емкости, содержащие источники электрического импульса, жидкое ВВ на основе тетраоксида диазота и жидкого нефтепродукта, при этом одновременно создавали требуемую серию зарядов ВВ и источники их инициирования [2]. В известном способе не применяются первичные ВВ и продукты взрыва не содержат ядовитых оксидов ртути и свинца, однако подготовка зарядов к взрыву с одновременным получением средств их взрывания заливкой в полевых условиях токсичных компонентов ВВ в открытые оболочки в виде полиэтиленовых пакетов нереалистично. При обращении с ВВ, содержащим тетраоксид диазота, должен быть исключен контакт персонала с токсичными оксидами азота.

Технической задачей данного изобретения является безопасное обращение со средствами взрывания, содержащими ВВ из тетраоксида диазота и жидкого нефтепродукта, с исключением контакта персонала с окислами азота. При этом до размещения СВ в зарядах ВВ компоненты ВВ, образующие при совмещении заряд в СВ, содержатся раздельно и СВ взрывобезопасно. Техническое решение реализуется в СВ различных конструкций, а совмещение компонентов ВВ осуществляется различными способами.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - 3 представлены стадии совмещения окислителя - тетраоксида диазота, азотной кислоты или их смеси, - содержащегося в герметичной гильзе, с жидким горючим (дизельным топливом, керосином), приливаемым извне; фиг. 4 - готовое СВ; на фиг. 5 - 9 - детали СВ; на фиг. 10 - представленные на сборке; на фиг. 11 и 12 - СВ с окислителем и горючим в гильзе, разобщенные мембраной, разрушаемой различными приемами.

На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - прозрачная гильза из ударопрочного полистирола или другого пластика; 2 - окислитель (тетраоксид диазота в чистом виде или с добавлением азотной кислоты, азотная кислота, тетранитрометан); 3 - мембрана; 4 - мостик накаливания с воспламенительным составом; 5 - пробка; 6 - провода (фиг. 1); 7 - горючее (жидкий нефтепродукт - керосин, дизельное топливо); 8 - инструмент для разрушения мембраны 3; 9 - жидкое ВВ в готовом СВ перед его применением; 10 - ампула из эластичной полимерной пленки, содержащая жидкий окислитель 2; 11 - ампула из полимерной пленки, содержащая горючее 7, плавающая в окислителе внутри ампулы 10; 12 - цилиндр из жесткого материала с крышкой; 13, 14 - диск из эластичного пенопласта или пористой резины; 16 - поршень (фиг. 12).

Различные конструкции СВ обуславливают и различную технологию их подготовки к применению, описываемые ниже.

1) СВ поступает в виде заготовки, представленной на фиг. 1 - окислитель 2 в прозрачной гильзе из полистирола с мембраной 3 из полимерной пленки, выполненной в виде диска, закрепленного клеем на стенке гильзы. Пробка 5 вставлена в гильзу не с полной посадкой. Мостик накаливания с воспламенительным составом 4, размещенный над мембраной 3, при хранении заготовки не подвергается воздействию горючего или окислителя. Заготовки хранят и транспортируют в коробках в вертикальном положении, учитывая неплохую фиксацию пробки 4 и слабую механическую прочность мембраны 3 из полимерной пленки.

Перед применением СВ вынимают пробку 4 и в гильзу шприцем без иглы заливают горючее 7. Например, при массе заряда жидкого ВВ 10 г стехиометрического состава тетраоксид диазота - керосин объем заряда будет 7,5 см³, из которого 2,2 см³ - керосин и 5,7 см³ - тетраоксид диазота.

Инструментом 8 - крестовидным ножом из двух перпендикулярных пластин с режущими кромками внизу и стержнем с рукояткой, прорывают мембрану 3 (фиг. 3), извлекают инструмент 8 и пробку 4 досылают в гильзу до упора, закрепляя пробку клеевым составом или обжимом. На схеме (фиг. 3) показано: края мембраны прикреплены к поверхности гильзы, а свободные после прорыва концов мембраны всплыли в более тяжелой, чем материал мембраны, жидкости, ориентируясь свободными концами вверх. Для СВ важно исключить возможность экранирования капельки воспламенительного состава на мостике накаливания пленочным материалом мембраны.

Опрокидыванием СВ на 180^o (вниз пробкой) ускоряют растворение компонентов размещением окислителя плотностью 1,45 г/см³ над керосином плотностью 0,8 г/см³. Керосин и дизельное топливо подкрашивают органическим красителем, предпочтительно черного цвета, например судан черный В - для визуального контроля полноты растворения по однородной окраске ВВ.

2) Окислитель 2 в ампуле 10 из эластичной полимерной пленки совмещают с горючим 7 в ампуле 11 из такой же пленки разрушением последней (фиг. 5). Ампулу 11 разрушают, сдавливая пальцами конец ампулы 10 с плавающей вверху ампулой 11 с горючим. При массе жидкого ВВ в СВ 10 - 15 г объем керосина в ампуле 2,2 - 3,3 см³.

Опрокидывая ампулу, растворяют горючее, окрашенное черным красителем, с окислителем. На середину ампулы 10 помещают мостик с взрывающейся проволочкой 14, гильзу 10 с жидким ВВ складывают вдвое, удерживая за свободные от жидкого ВВ концы гильзы с зажатыми между ними проводами и взрывающейся проволочкой, сборку вставляют в цилиндр 12, вслед помещают диск 15 из эластичного пористого пенопласта, уплотняя жидкое ВВ в ампуле для тесного контакта пленочной оболочки с жидким ВВ с взрывающейся проволочкой, выводя провода 6 наружу, и сборку закрывают крышкой 13, закрепляемой шлицевым креплением.

Электродетонатор готов к применению. Заготовки описываемого СВ поступают в собранном виде (фиг. 10), но с разобщенными компонентами ВВ, размещаемыми в разных ампулах. На пункте подготовки СВ заготовки разбирают и выполняют операции, описанные выше.

3) Заготовки СВ, представленные на фиг. 11 и 12, переводят в рабочее состояние в полевых условиях - на месте ведения взрывных работ, перед установкой СВ в промежуточные детонаторы или непосредственно в заряд ВВ.

Окислитель 2 и горючее 7, разделенные мембраной 3 из полимерной пленки, содержатся в гильзе с плотно закрепленной пробкой 5 с мостиком накаливания с зажигательным составом. Мостик содержится в среде горючего, не вызывающего коррозию. Капелька воспламенительного состава 4 защищена от проникновения органического горючего пленкой капсулирующего покрытия.

Заготовку (фиг. 11) поворачивают пробкой вниз и вручную резко встряхивают. Столбик жидкого окислителя 2 прорывает мембрану 3 и компоненты бинарного ВВ совмещаются. Оставляя СВ в том же положении пробкой вниз, наблюдают растворение горючего в окислителе по однородности окраски. СВ плавно поворачивают пробкой вверх и устанавливают на место инициирования заряда ВВ.

После получения однородного состава жидкого ВВ резкие движения недопустимы, поэтому непременным условием разрыва мембраны описываемым приемом является однократное встряхивание.

Аналогичное превращение взрывобезопасной заготовки СВ в действующее состояние может быть получено без резких воздействий - плавным вдавливанием поршня 16 в гильзу с компонентами бинарного ВВ, разделенными мембраной (фиг. 12): при прохождении поршнем 16 расстояния, превышающего расстояние от поверхности окислителя 2 до мембраны 3, последняя будет разорвана и после переворачивания гильзы пробкой вниз будет образован однородный раствор жидкого ВВ. В конструкции поршня и гильзы СВ по фиг. 12 может быть использован опыт изготовления одноразовых шприцев. Преждевременный сдвиг поршня может быть предотвращен блокировкой разъемным стопорным кольцом, удаляемым перед применением СВ.

Аналогичный эффект может быть получен без поршня выполнением большей части гильзы, примыкающей к пробке, из прочного жесткого полимера, а донная часть гильзы - из мягкого материала - в виде тюбика. Смятием низа тюбика и сдвигом жидкого окислителя мембрана будет разрушена.

При такой конструкции мягкую внизу ампулу потребуется помещать в жесткий защитный кожух - цилиндрический колпак, аналогичный СВ на фиг. 10.

На чертеже последний вариант отдельно не представлен, но его можно без затруднений представить как СВ на фиг. 11, где нижняя часть гильзы выполнена с мягкими стенками.

Теплота взрыва СВ, содержащего 10 г стехиометрического состава тетраоксид диазота - керосин или дизельное топливо - на порядок превосходит теплоту взрыва электродетонатора ЭД-8Э. СВ увеличенной массы, выполненные по схеме, изображенной на фиг. 10, могут применяться для инициирования зарядов ВВ при промышленных взрывах без применения промежуточных детонаторов.

Источники информации
1. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд. второе, перераб. и доп. - М.: Недра, 1977. - С. 227-229.

2. Пат. 2084818 РФ, МКИ F 42 D 3/00, 1995.

Изобретение относится к средствам взрывания, предназначенным для инициирования зарядов взрывчатых веществ при проведении промышленных взрывов. Средство взрывания выполнено в виде взрывобезопасной заготовки, состоящей из гильзы с компонентами бинарного взрывчатого вещества, размещенными раздельно и совмещаемыми с образованием жидкого взрывчатого вещества перед применением. Взрыв жидкого взрывчатого вещества возбуждается электрическим импульсом мостиком с взрывающейся проволочкой или мостиком накаливания с воспламенительным составом. По одному из вариантов изобретения окислитель и горючее разделены мембраной и размещены в прочной гильзе, конец которой снабжен поршнем или выполнен с мягкими стенками, способными к деформации. Для применения средства взрывания разрушают мембрану давлением окислителя, движущегося под действием поршня или в результате сжатия стенок деформируемого конца гильзы, совмещают компоненты и образуют из них раствор. Изобретение также содержит еще два варианта средств взрывания и два варианта способа применения этих средств. Техническим результатом изобретения является безопасное обращение со средствами взрывания с исключением контакта персонала с окислами азота. 4 с. и 8 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Средство взрывания, содержащее взрывчатое вещество, состоящее из окислителя и горючего, разделенных мембраной, и снабженное мостиком, отличающееся тем, что оно размещено в прочной гильзе, конец которой снабжен поршнем или выполнен с мягкими стенками, способными к деформации. 2. Средство взрывания по п.1, отличающееся тем, что в качестве окислителя содержит тетраоксид диазота, азотную кислоту или их смесь, а в качестве горючего - жидкий нефтепродукт. 3. Средство взрывания по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что мостик выполнен в виде взрывающейся проволочки или содержит воспламенительный состав. 4. Способ применения средства взрывания по любому из пп.1 - 3, включающий разрушение мембраны, разделяющей горючее и окислитель, совмещение компонентов и образование из них раствора, отличающийся тем, что мембрану разрушают давлением окислителя, движущегося под действием поршня или в результате сжатия стенок деформируемого конца гильзы, а образование раствора взрывчатого вещества ускоряют, располагая гильзу концом с окислителем вверх. 5. Средство взрывания, содержащее взрывчатое вещество, состоящее из окислителя и горючего и снабженное мостиком, отличающееся тем, что окислитель размещен в ампуле из эластичного пленочного материала, а горючее размещено в ампуле меньшего размера и помещено в ампулу с окислителем. 6. Средство взрывания по п.5, отличающееся тем, что в качестве окислителя содержит тетраоксид диазота, азотную кислоту или их смесь, а в качестве горючего - жидкий нефтепродукт. 7. Средство взрывания по любому из пп.5 и 6, отличающееся тем, что мостик выполнен в виде взрывающейся проволочки или содержит воспламенительный состав. 8. Способ применения средства взрывания по любому из пп.5 - 7, включающий совмещение горючего и окислителя и образование из них раствора, отличающийся тем, что совмещение осуществляют путем раздавливания ампулы с горючим без нарушения ампулы с окислителем с последующим поворотом для размещения горючего под окислителем, на середину ампулы помещают мостик, ампулу складывают вдвое, размещая мостик между сложенными частями заряда, сборку вставляют в цилиндр с жесткими стенками, уплотняют диском из эластичного пористого материала и цилиндр закрывают крышкой с шлицевым креплением. 9. Средство взрывания, содержащее жидкое взрывчатое вещество, состоящее из окислителя и герметизированное мембраной, размещенное в гильзе и снабженное мостиком, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью залива горючего над мембраной при применении и снабжено пробкой, в которую вмонтирован мостик, размещенный над мембраной. 10. Средство взрывания по п.9, отличающееся тем, что в качестве окислителя содержит тетраоксид диазота, азотную кислоту или их смесь, а в качестве горючего - жидкий нефтепродукт. 11. Средство взрывания по любому из пп.9 и 10, отличающееся тем, что мостик выполнен в виде взрывающейся проволочки или содержит воспламенительный состав. 12. Способ применения средства взрывания по любому из пп.9 и 11, включающий разрушение мембраны и совмещение окислителя и горючего, отличающийся тем, что перед разрушением мембраны из гильзы с окислителем вынимают пробку, в гильзу заливают горючее, размещая его над мембраной, мембрану разрушают механическим воздействием внешнего, удаляемого инструмента, гильзу закрывают пробкой, закрепляя ее в гильзе клеевым соединением или обжатием, гильзу поворачивают пробкой вниз, размещая горючее под слоем окислителя, ускоряя их растворение и получение жидкого взрывчатого вещества.