ШАШКА-ДЕТОНАТОР Российский патент 2003 года по МПК F42B1/04 

Изобретение относится к промежуточным детонаторам, предназначенным для инициирования промышленных взрывчатых веществ на открытых горных работах в скважинах любой обводненности, в том числе и с проточной водой, а также применяемых в качестве сейсмозарядов для возбуждения упругих колебаний при сейсморазведке полезных ископаемых и других зарядов из малочувствительных взрывчатых веществ (ВВ).

При проведении открытых взрывных работ и при сейсмических работах в качестве промежуточных детонаторов известно использование прессованных гидроизолированных тротиловых прямоугольных шашек с центральным каналом (ОСТ 84-1366-76).

Известны прессованные гидроизолированные тротиловые, тротилогексогеновые шашки-детонаторы с центральным каналом следующих типов: Т-400Г - прессованные гидроизолированные тротиловые для взрывания в скважинах любой обводненности, в том числе и с проточной водой, со сроком нахождения в воде до 6 суток; ТГ-500 - литые тротилогексогеновые для взрывания в скважинах любой обводненности с неограниченным сроком нахождения зарядов в воде (ОСТ 84-411-80).

Известна шашка-детонатор (патент 2089827), включающая цилиндрический бумажный гидроизолированный корпус, в котором размещен заряд ВВ, со сквозным осевым каналом под детонирующий шнур (ДШ) и глухим каналом под капсюль-детонатор (КД) или электродетонатор (ЭД).

Для малочувствительных, эмульсионных и горячельющихся взрывчатых веществ вышеуказанные шашки-детонаторы имеют недостаточную инициирующую способность и низкую прочность, обусловленную литьевым составом взрывчатого материала и бумажным корпусом изделия, что при использовании в зимнее время и для горячельющихся ВВ (с температурой 85-95^oС) приводит к потере их целостности и работоспособности.

Известна также шашка-детонатор (пат. РФ 2177927), изготовленная из смеси, содержащей 50-70 мас.% тротила и 50-30 мас.% высокодисперсного ТЭНа, залитой в корпус из полимерного материала, а корпус представляет собой обечайку толщиной 0,5-3 мм со скругленными кромками на торцах и кольцевыми выступами на цилиндрической поверхности. Принято за прототип.

Указанная шашка-детонатор по боковой поверхности защищена цилиндрическим полимерным корпусом, однако не имеет должной защиты с торцов, в связи с чем не обеспечивается ее целостность и работоспособность при длительном нахождении в среде горячельющихся взрывчатых веществ или в обводненных скважинах.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности инициирующей способности шашки-детонатора за счет повышения ее водо- и термической устойчивости, восприимчивости к средствам инициирования и снижения стоимости.

Задача была решена разработкой шашки-детонатора из сыпучего взрывчатого вещества, например флегматизированного гексогена, в герметичном полимерном корпусе в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2-0,8 мм и крышки с резьбой; по поверхности цилиндрической емкости выполнен паз, расположенный диаметрально в донной части и по образующим цилиндрической части и заканчивающийся в верхней части цилиндрической емкости уступами, для размещения в нем средств инициирования, например детонирующего шнура, или неэлектрического детонатора с ударно-волновой трубкой, или электродетонатора; по боковой поверхности цилиндрической емкости выполнены кольцевые канавки под крепежные элементы, например резиновые кольца, для фиксации средств инициирования.

Изобретение иллюстрируется фиг.1, 2, 3.

На фиг.1 представлена шашка-детонатор, где
1 - цилиндрическая емкость с толщиной стенки 0,2-0,8 мм;
2 - крышка с резьбой;
3 - паз;
4 - уступы;
5 - кольцевые канавки.

На фиг.2 представлена шашка-детонатор из сыпучего ВВ (9) с неэлектрическим детонатором (6) и ударно-волновой трубкой (7) в качестве средства инициирования, фиксируемых резиновыми кольцами (8) (в разрезе).

На фиг. 3 представлена шашка-детонатор с детонирующим шнуром (10), фиксированным резиновыми кольцами (8) в качестве средств инициирования.

Использование насыпного высокодисперсного взрывчатого вещества, например флегматизированного гексогена, позволяет получать высокие показатели по скорости детонации (7 км/с и более), а следовательно, высокое давление в детонационной волне, обеспечивающее детонацию малочувствительных взрывчатых веществ.

Стоимость заявляемой шашки-детонатора в 1,5-2 раза ниже в сравнении с прототипом.

Флегматизацию высокодисперсного гексогена осуществляли водным или водно-гликолевым раствором аммиачной селитры.

Получаемые таким образом взрывчатые вещества являются сыпучими, обладают высокой насыпной плотностью (1,35-1,4 г/см³), имеют высокую чувствительность к средствам инициирования, а чувствительность к механическим воздействиям - на уровне чувствительности штатных промышленных ВВ заводского изготовления, например гранулотола. Важным положительным показателем гексогена является его практическая нерастворимость в воде и высокая термоустойчивость.

Помещение вышеуказанных высокодисперсных взрывчатых веществ в герметичный полимерный корпус обеспечивает высокую взрывобезопасность и надежность работы шашек-детонаторов в процессе их использования в скважинах любой степени обводненности и для горячельющихся взрывчатых веществ.

Выполнение полимерного корпуса в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2-0,8 мм с пазом, расположенным диаметрально в донной части и по образующим цилиндрической части и заканчивающимся в верхней части цилиндрической емкости уступами, позволяет создать оптимальные условия для возбуждения детонации в шашке-детонаторе от штатных средств инициирования, в том числе детонирующих шпуров, неэлектрических детонаторов, электродетонаторов.

Выполнение на цилиндрической части корпуса кольцевых канавок для размещения в них крепежных элементов, например резиновых колец, позволяет удерживать элементы средств инициирования в пазу корпуса, обеспечивая надежный контакт указанных средств с поверхностью корпуса. Кроме того, кольцевые канавки выполняют роль элементов жесткости тонкостенной конструкции корпуса.

Шашка-детонатор может изготавливаться различной массы, которая определяется объемами корпуса и насыпной плотностью взрывчатого вещества.

Шашка-детонатор изготавливается путем загрузки (засыпки) в цилиндрическую емкость определенного объема (а следовательно, и массы) сыпучего взрывчатого вещества с закреплением крышки на горловину цилиндрической емкости с помощью резьбового соединения.

Пример 1. Используется цилиндрическая емкость с объемом ≅ 450 см³.
1.1 Емкость заполняется флегматизированным гексогеном с насыпной плотностью 1,35 г/см³, масса шашки-детонатора составляет m = 1,35×450 ≅ 600 г.

1.2 Емкость заполняется порошкообразным штатным ВВ - аммоналом с насыпной плотностью ~ 1 г/см³, масса шашки-детонатора составляет m = 450 г.

Пример 2. Используется цилиндрическая полимерная емкость объемом ~ 600 см³.

2.1 При заполнении емкости флегматизированным гексогеном с насыпной плотностью 1,35 г/см³ масса шашки-детонатора составляет m = 1,35×600 ≅ 800 г.
2.2 При заполнении емкости порошкообразным ВВ - аммоналом с насыпной плотностью 1 г/см³ масса шашки-детонатора составляет m = 600 г.

Шашки-детонаторы, изготовленные по вышеуказанной технологии (массой 600 г), были испытаны в качестве промежуточного детонатора при инициировании скважинных зарядов малочувствительного промышленного ВВ игданит и водоустойчивого тротилосодержащего ПВВ - гранулотол.

В качестве средств инициирования использовали: детонирующий шнур (10 скважин диаметром 110 мм и глубиной 15 м, в том числе 5 обводненных и 5 сухих) и капсюли-детонаторы (8 скважин, в том числе 4 обводненных и 4 сухих).

Результаты испытаний показали, что во всех скважинах, использующих вышеуказанные шашки-детонаторы, наблюдалась полная детонация скважинных зарядов. Отказов и неполной детонации скважинных зарядов не обнаружено.

Испытания шашек-детонаторов для инициирования горячельющихся ВВ (с температурой ~ 85^oС) также показали надежную их работу. Случаев отказа и неполной детонации не наблюдалось.

Проверка физической стабильности и прочности полимерного корпуса при выдержке шашки-детонатора в среде горячельющихся ВВ в течение суток и последующего использования шашек-детонаторов по прямому назначению не выявили изменения указанных параметров.

Технико-экономический анализ использования шашек-детонаторов по данному изобретению, в сравнении с шашкой детонатором по патенту РФ 2177927 (прототип), показал их существенные преимущества по работоспособности, взрывобезопасности и стоимости. Технический эффект достигнут за счет разработки шашки-детонатора из сыпучего взрывчатого вещества, например флегматизированного гексогена, обладающего высокой водо-и термоустойчивостью и сравнительно низкой стоимостью, особенно в случае использования утилизированного гексогена.

Герметичный полимерный корпус в виде тонкостенной цилиндрической емкости с пазом для размещения средств инициирования и кольцевых канавок для крепежа средств инициирования обеспечивают надежное инициирование малочувствительных взрывчатых веществ, в том числе в обводненных скважинах и в среде горячельющихся взрывчатых веществ, а также высокую взрывобезопасность использования шашек-детонаторов в процессе их эксплуатации, транспортирования и хранения.

Изобретение относится к промежуточным детонаторам, предназначенным для инициирования промышленных взрывчатых веществ. Шашка-детонатор включает герметичный полимерный корпус, в котором размещен заряд взрывчатого вещества из сыпучего взрывчатого вещества, например, флегматизированного гексогена. Корпус выполнен в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2-0,8 мм и крышки с резьбой для соединения с цилиндрической емкостью. По поверхности цилиндрической емкости выполнен паз, расположенный диаметрально в донной части и по образующим цилиндрической части и заканчивающийся в верхней части цилиндрической емкости уступами, для размещения в нем средства инициирования, например детонирующего шнура, или неэлектрического детонатора с ударно-волновой трубкой, или электродетонатора. По боковой поверхности цилиндрической емкости выполнены кольцевые канавки под крепежные элементы, например резиновые кольца. Изобретение направлено на повышение эффективности инициирующей способности шашки-детонатора за счет повышения ее водоустойчивости и термоустойчивости. 3 ил.

Шашка-детонатор, включающая корпус, в котором размещен заряд взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что заряд выполнен из сыпучего взрывчатого вещества, например, флегматизированного гексогена в герметичном полимерном корпусе в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2÷0,8 мм и крышки с резьбой для соединения с цилиндрической емкостью, по поверхности цилиндрической емкости выполнен паз, расположенный диаметрально в донной части и по образующим цилиндрической части и заканчивающийся в верхней части цилиндрической емкости уступами, для размещения в нем средства инициирования, например, детонирующего шнура или неэлектрического детонатора с ударно-волновой трубкой или электродетонатора, а по боковой поверхности цилиндрической емкости выполнены кольцевые канавки под крепежные элементы, например, резиновые кольца.