СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА Российский патент 2001 года по МПК F42D5/45 

Изобретение относится к взрывным работам и предназначено для локализации и ослабления гидравлических ударных волн подводного взрыва.

Известна защита инженерных сооружений и ихтиофауны пузырьковой завесой (ПЗ), создаваемой барботажем воздуха из перфорированных труб [1].

При воздушном потоке 0,008 м³/с давление от взрыва 0,45 кг взрывчатого вещества на расстоянии 10 м от заряда уменьшается пузырьковой завесой в 70 раз [2].

Недостатком прототипа [1] является необходимость применения компрессора с источником энергии и размещения на дне водоема батарей перфорированных труб в строго горизонтальном положении, так как при отклонении от горизонтали более 3-5^o весь воздух выходит с приподнятого конца трубы [1, c. 82]. Диаметр отверстий не должен превышать 1 мм, что ограничивает расход подаваемого воздуха и его объемное содержание в ПЗ, кроме того, мелкие отверстия при слабом грунте легко заиливаются.

Технической задачей данного изобретения является создание ПЗ технически простыми средствами без применения компрессора с источником энергии и батарей труб, перфорированных мелкими отверстиями.

Технический результат достигается тем, что на дне водоема размещают химические генераторы газа, приводят их в действие и после образования пузырьковой завесы взрывают заряд взрывчатого вещества.

В качестве химических генераторов газа используют заряды артиллерийских и ракетных порохов, пороховые и пиротехнические составы для аккумуляторов давления или выброса средств пожаротушения и эквивалентные материалы, способные к самоподдерживающейся реакции горения с выделением тепла и газов, воспламеняют их и газообразными продуктами горения создают пузырьковую завесу.

В качестве химического генератора газа применяют также карбид кальция, выделяющий ацетилен при химической реакции с водой.

Схема способа представлена в двух проекциях на фиг.1 и 2, где приняты следующие обозначения: 1 - заряды взрывчатого вещества в шпурах или скважинах, 2 - химические генераторы газа, 3 - распределитель газа в форме полуцилиндра с щелевыми прорезями, 4 - пузырьковая завеса.

При создании замкнутой ПЗ вокруг локализуемого взрыва необходима сборка химических генераторов газа на общем основании - для погружения на грунт в один прием путем одновременного отрыва от плавсредств или с помощью корабельных механизмов и кранов с исключением водолазных работ. Сборку газогенерирующих зарядов опускают вместе с перфорированными полуцилиндрами.

Пороховые и пиротехнические генераторы газа для практически одновременного начала их горения, равномерного образования и действия ПЗ по всему периметру вокруг локализуемого взрыва воспламеняют путем многоточечного зажигания от серии электровоспламенителей, соединенных в одну цепь. Заряды с электровоспламенителем перед погружением окружают гидроизолирующей пленкой, которая после воспламенения зарядов прогорает и не препятствует дальнейшему выделению газов.

При использовании быстрогорящих зарядов из ленточных, трубчатых и зерненых пироксилиновых порохов, характеризующихся большой поверхностью горения, в центре порохового контура, создающего вокруг локализуемого взрыва ПЗ, формируют непрерывную цепь из пороховых элементов с электровоспламенителями для одновременного воспламенения зарядов на всем протяжении цепи, которую вместе с электровоспламенителями гидроизолируют пленочным материалом. Вплотную к полученной сборке из сухих пироксилиновых порохов с электровоспаменителями прикрепляют пороховые заряды без гидроизоляции. Последние загорятся от сухого пороха, но будут сгорать параллельными слоями в замедленном режиме без охвата воспламенением всей поверхности пороховых элементов, так как эта поверхность заблокирована водой. Без изложенных мер перфорированные полуцилиндры будут отброшены газами быстрогорящих порохов с высокоразвитой для воспламенения поверхностью и пузырьковая завеса не будет создана.

При использовании медленногорящих порохов или крупногабаритных шашек баллиститных порохов с ограниченной поверхностью горения изложенные выше приемы комбинации сухих и погруженных в воду пороховых зарядов не требуются.

Шашки баллиститных порохов с осевыми каналами необходимо разрезать вдоль оси на две половины, чтобы исключить разброс шашек с места их размещения на грунте под действием реактивного импульса, возникающего при горении со стороны цилиндрического канала.

После воспламенения газогенерирующих зарядов и подъема ПЗ до поверхности воды, четко определяемого визуально по возникновению на ее поверхности "горба", производят взрыв.

Щелевые прорези полуцилиндров 3 шириной 2-4 мм в отличие от прототипа не засоряются.

При создании пузырьковых завес ацетиленом, выделяющимся при реакции карбида кальция с водой, карбид кальция применяют в форме прессованных брикетов или крупных гранул с полным отсутствием мелких частиц.

Карбид кальция размещают на ленте, образующей после опускания на грунт замкнутый контур вокруг локализуемого взрыва аналогично погружению пороховых зарядов, ускоряя погружение балластом для уменьшения потерь карбида кальция из-за его преждевременного взаимодействия с водой. Перфорированные полуцилиндры 3 не применяют, так как ацетилен выделяется равномерно со всей открытой поверхности карбида кальция.

Пример 1. Создание ПЗ газообразными продуктами горения. Ширина ПЗ у ее основания на дне водоема 0,2 м, объем одного погонного метра ПЗ такой толщины при глубине водоема 6 и 10 м соответственно 1,2 и 2,0 м³.

Объем газов при сгорании пироксилиновых порохов 940 л/кг, нитроглицериновых - 830 л/кг - при 0^oC и 760 мм рт.ст. При объемном содержании в ПЗ 40% газов в объемах 1,2 и 2,0 м³ должно быть 0,48 и 0,8 м³ газов. Для создания 1 пог. м такой завесы потребуется 0,5 и 0,85 кг пироксилиновых порохов или 0,58 и 1,0 кг нитроглицериновых порохов - для глубин водоема 6 и 10 м. Действительное газосодержание в ПЗ будет выше (или: расход порохов может быть меньше), так как температура горения пироксилиновых порохов достигает 2800 К, а нитроглицериновых - 3500 К, при подъеме в воде они не охладятся до 0^oC, как в расчете.

Пример 2. Создание ПЗ ацетиленом. 1 кг карбида кальция выделяет 0,346 м³ ацетилена (при 0^oC и 760 мм рт.ст.). При объемном содержании в ПЗ 40% ацетилена расход карбида кальция на 1 пог. метр ПЗ при ширине 0,2 м и глубине 6 и 10 м составит 1,4 и 2,3 кг соответственно. Из-за растворимости ацетилена в воде 0,15 г на 100 г воды расход карбида кальция следует увеличить на 20% и с учетом потерь он составит 1,7 и 2,8 кг на 1 пог. м ПЗ при глубине водоема 6 и 10 м.

Создание ПЗ ацетиленом достигается без применения какого-либо оборудования, поэтому опорные полосы с карбидом кальция можно разместить вокруг заряда на предельно близком расстоянии в два-три радиуса заряда. При диаметре скважины 100 мм это расстояние будет 100-150 мм, что значительно сократит расход карбида кальция на весь процесс локализации подводного взрыва при его относительно высоком удельном расходе на один погонный метр пузырьковой завесы.

Источники информации
1. Галкин В. В. и др. Взрывные работы под водой. М.: Недра, 1987. - с. 74-93.

2. Лангефорс У., Кильстрем Б. Современная техника взрывной отбойки горных пород. М.: Недра, 1968. - с. 271.

Изобретение относится к средствам поглощения или демпфирования взрывных волн при подводных взрывах зарядов взрывчатых веществ. Способ локализации подводного взрыва пузырьковой завесой, поднимающейся со дна водоема до поверхности воды, заключается в том, что на дне водоема размещают химические генераторы газа, приводят их в действие и после образования пузырьковой завесы взрывают заряд взрывчатого вещества. В качестве генератора газа используют заряды артиллерийских и ракетных порохов, пороховые и пиротехнические составы для аккумуляторов давления или выброса средств пожаротушения и эквивалентные материалы, способные к самоподдерживающей реакции горения с выделением тепла и газов. Также могут использовать карбид кальция. Изобретение позволяет повысить надежность защиты подводных инженерных сооружений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ локализации подводного взрыва пузырьковой завесой, поднимающейся от дна водоема до поверхности воды, отличающийся тем, что на дне водоема размещают химические генераторы газа, приводят их в действие и после образования пузырьковой завесы взрывают заряд взрывчатого вещества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на дне водоема в качестве генератора газа используют заряды артиллерийских и ракетных порохов, пороховые и пиротехнические составы для аккумуляторов давления или выброса средств пожаротушения и эквивалентные материалы, способные к самоподдерживающей реакции горения с выделением тепла и газов, воспламеняют их и газообразными продуктами горения создают пузырьковую завесу. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на дне водоема в качестве генератора газа используют карбид кальция и пузырьковую завесу создают ацетиленом, выделяющимся при реакции карбида кальция с водой.