ЗАРЯД ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА С ДОННО-УСТЬЕВОЙ ЗАБОЙКОЙ Российский патент 2000 года по МПК F42D1/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проведении взрывных работ на пластах, опасных по газу, включая метан и водород.

Известен заряд взрывчатого вещества с использованием пламегасящего состава для забойки шпуров на основе хлористых солей щелочных металлов, а именно сильвинита - смеси хлористого калия и хлористого натрия.

Недостатком этого состава является то, что большая часть солей, слагающих сильвинит /хлористый натрий и хлористый калий/, разлагаются при сравнительно высоких температурах /соответственно 1467 и 1406 ^oC/, что существенно снижает их антивоспламеняющее действие.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является комбинированный заряд взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой сильвинито-карналлитового состава /В.И. Чикунов. Безопасность взрывной отбойки солевых руд на рудниках, опасных по метану и водороду // Безопасность труда в промышленности - 1991, - N 5, - с. 25-27/.

Однако сильвинито-карналлитовая забойка не обеспечивает необходимую степень пламегашения и может быть использована с достаточной эффективностью только при ведении взрывных работ на соляных пластах, где стенки шпуров являются предохранительной оболочкой заряда.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в создании безопасных условий ведения взрывных работ по любым породным пластам, опасным по газу, включая водород.

Указанный технический результат достигается тем, что в заряде взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой, состоящем из расположенных в шпуре карналлитовых донной и устьевой забоек, взрывчатого вещества, патрона-боевика при соотношении весов донно-устьевой забойки и взрывчатого вещества, вместе с патроном-боевиком, как 1:1, причем вес устьевой забойки вдвое больше, чем донной, а размер карналлитовых частиц в забойке не превышает 3 мм. При этом в качестве материала забойки используют природный карналлит при следующем соотношении компонентов, %:
Хлористый калий - 15-17
Хлористый магний - 20-25
Хлористый натрий - 25-32
Кристаллизационная вода - 24-25
Примеси - До 100
При этом заряд составляют из взрывчатого вещества различного класса предохранительности, а в качестве патрона-боевика используют ВВ более низкого класса по отношению к взрывчатому веществу основного заряда.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена конструкция шпурового заряда ВВ в 3-метровых шпурах.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В данной части шпура 1 размещают забойку 2, затем заряжают шпур основными зарядами ВВ 4, например патронами из аммонита 6ЖВ, уплотняют патроны с помощью зарядника, заряжают шпур патроном-боевиком 3 из аммонита АП-5ЖВ с последующим размещением в устьевой части шпура устьевой забойки 5.

Предварительно проведенный типовой расчет показал, что общее количество ВВ в шпуре должно составлять 1,5 кг /4 патрона аммонита 6ЖЕ и 1 патрон-боевик аммонита АП-5ЖВ по 0,3 кг каждый/. В соответствии с этим количество донно-устьевой забойки /из расчета 1 вес. ч. забойки на 1 вес. ч. ВВ/ составляет 1,5 кг на один шпур. Из этого количества 0,5 кг используют в качестве донной забойки, а 1,0 кг - как устьевая забойка.

В качестве донно-устьевой забойки используют карналлит с размером частиц не более 3 мм. Это обусловлено тем, что карналлит, содержащий в своем составе хлористый калий, хлористый магний, хлористый натрий, воду, а также примеси в виде нерастворимого остатка - гигроскопичен и склонный к слеживаемости. Поэтому с увеличением количества мелких фракций его слеживаемость повышается, а при увеличении количества крупных фракций он будет уже разлагаться под действием температуры продуктов детонации ВВ.

Благодаря низкой температуре плавления /265^oC/ и кипения с разложением /400^oC/ в сравнении с такими классическими пламегасителями, как хлористый натрий /801 и 1467^oC/ и хлористый калий /769 и 1406^oC/, карналлит взрывом превращается в ультратонкую взвесь.

Согласно исследованиям отечественных и зарубежных ученых, эффективность действия пламегасителей с понижением температуры плавления, способствующей их диспергированию, увеличивается, а при кипении или разложении они диспергируются до молекулярного состояния. При нагреве выше 400^oC, а температура продуктов взрыва мощных ВВ значительно выше /250-3000^oС/, карналлит разлагается по уравнению:
KCl к MoCl₂ • 6H₂O - KCl + MoO + 2HCl + 5H₂O
В результате протекания этой реакции образуется тонкодисперсный хлористый калий, газообразный хлороводород и пары воды, которые являются сильными ингибиторами.

Следовательно, карналлит в целом обеспечивает эффективное гетерогенно-гомогенное ингибирование, то есть он является лучшим антивоспламенителем.

Типичным положительным катализатором для реакции окисления водорода является двуокись азота, образующаяся в результате взрыва ВВ, а последняя за счет гемосорбции будет связываться окисью магния. Увод из сферы реакции двуокиси азота препятствует воспламенению водородо-воздушной смеси. Кроме того, гидроксильные радикалы, являющиеся одним из ведущих активных центров окисления метана, с большой вероятностью рекомбинируются оксидом магния, ингибируя воспламенение метановоздушной смеси.

Благодаря большой теплоте разложения /1817 кДж/кг/ донная забойка из карналлита охлаждает продукты взрыва в объеме шпура до выброса их в призабойное пространство ниже температуры воспламенения газоопасной смеси.

Под действием раскаленных продуктов взрыва карналлит плавится, и образовавшаяся жидкость гасит или предотвращает дефлаграцию шпуровых зарядов.

Таким образом, донно-устьевая забойка из патронированного карналлита предлагаемой конструкции предотвращает выгорание шпуровых зарядов и снижает воспламеняющее действие продуктов взрыва до утраты способности воспламенять метано-водородо-воздушную смесь в призабойном пространстве.

И еще в большей степени она снижает опасность воспламенения метановоздушной смеси, как обладающей меньшей чувствительностью к тепловому импульсу. Такой заряд ВВ с донно-устьевой забойкой делает невозможным воспламенение метановоздушной смеси при ведении взрывных работ предохранительными ВВ IV класса.

Устройство относится к горной промышленности и может быть использовано при проведении взрывных работ на пластах, опасных по газу, включая метан и водород. Для этого в заряде взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой соотношение весов донно-устьевой забойки и взрывчатого вещества вместе с патроном-боевиком составляет соответственно 1:1, причем вес устьевой забойки вдвое больше, чем донной, а размер карналлитовых частиц в забойке не превышает 3 мм. При этом в качестве материала забойки используют карналлит при следующем соотношении компонентов,%: хлористый калий 15-17; хлористый магний 20-25; хлористый натрий 25-32; кристаллизационная вода 24-25; примеси до 100. Заряд составляют из взрывчатых веществ различных классов предохранительности, а в качестве патрона-боевика используют взрывчатое вещество более низкого класса по отношению к взрывчатому веществу основного заряда. Технический результат заключается в создании безопасных условий ведения взрывных работ по любым породным пластам, опасным по газу, включая водород. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Заряд взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой, состоящий из расположенных в шпуре карналлитовых донной и устьевой забоек, взрывчатого вещества, патрона-боевика, отличающийся тем, что соотношение весов донно-устьевой забойки и взрывчатого вещества вместе с патроном-боевиком составляет соответственно 1 : 1, причем вес устьевой забойки вдвое больше, чем донной, а размер карналлитовых частиц в забойке не превышает 3 мм. 2. Заряд взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала забойки используют карналлит, при следующем соотношении компонентов, %:
Хлористый калий - 15 - 17
Хлористый магний - 20 - 25
Хлористый натрий - 25 - 32
Кристаллизационная вода - 24 - 25
Примеси - До 100
3. Заряд взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой по п.1, отличающийся тем, что заряд состоит из взрывчатых веществ различных классов предохранительности. 4. Заряд взрывчатого вещества с донно-устьевой забойкой по п.3, отличающийся тем, что в качестве патрона-боевика используют взрывчатое вещество более низкого класса по отношению к взрывчатому веществу основного заряда.