ШАШКА-ДЕТОНАТОР Российский патент 2004 года по МПК F42B1/04 

Заявляемое изобретение относится к области средств промышленного взрывания. Заявляется литая шашка-детонатор из смесевого ВВ, предназначающаяся, преимущественно, для инициирования скважинных зарядов промышленных ВВ.

На сегодняшний день известен целый ряд литых смесевых шашек-детонаторов, применяемых или рекомендованных к применению в горнодобывающих отраслях. Это, например, шашки ТГ-500 (ОСТ 84-411-80), ТГФ-850Э (полезная модель №3642 от 21.03.96), ПДП-300, -400, -600 (полезная модель №13091 от 26.10.99), ТГ-500КД, ТУ 7288-01-01382245-97, ТГ-П600, ТГ-П850 ТУ 7276-002-07510000-99. Они изготавливаются из ВВ, представляющих собой плавкие смеси тротила с гексогеном или тэном. Аналогичные пентолитовые (из смеси тротила с тэном) шашки-детонаторы производятся и за рубежом, например, фирмами "Нитро-Нобель" (Швеция) и "Троян корпорейшен" (США).

Наиболее близка к заявляемой шашке-детонатору взятая из источника RU 8111 U1, F 42 B 3/00, 16.10.1998, с.4 шашка-детонатор для промышленного взрывания, имеющая сквозной канал и гнездо под капсюль и содержащая в донной зоне гнезда дополнительный заряд из мощного ВВ.

Промышленная практика и результаты маркетинговых исследований свидетельствуют о том, что предприятия-потребители обычно отдают явное предпочтение более дешевым шашкам, несмотря на то, что их доля в общем объеме используемых промышленных ВВ невелика.

Стоимость смесевых шашек определяется, в первую очередь, ценой ВВ-наполнителя (гексогена и тэна), весьма дорогостоящего.

Цель заявляемого изобретения - существенно снизить себестоимость новых шашек-детонаторов и, тем самым, повысить их конкурентоспособность.

Согласно предлагаемому техническому решению указанная цель достигается, прежде всего, изготовлением шашки из литьевой смеси тротила с аммиачной селитрой, веществом в десятки раз более дешевым, чем гексоген или тэн.

Литьевые смеси тротила с аммиачной селитрой (аммотолы) широко применялись для снаряжения боеприпасов в качестве суррогатных боевых ВВ во Вторую мировую войну. Однако, использованию их в промышленных шашках-детонаторах препятствовали такие недостатки аммотолов, как низкая восприимчивость к детонационному импульсу и высокая гигроскопичность.

Исследования, выполненные авторами, показали, что указанные недостатки применительно к шашкам-детонаторам могут быть преодолены схемными и технологическими решениями.

Поскольку инициирующего действия капсюля-детонатора совершенно недостаточно для возбуждения детонации в литом аммотоле, в конструкцию шашки введен дополнительный заряд из мощного чувствительного ВВ, расположенный в донной зоне гнезда, соответствующей расположению бризантного ВВ в капсюле-детонаторе. В качестве мощного ВВ дополнительного заряда могут использоваться такие восприимчивые к действию капсюля ВВ, как литые смеси тротила с гексогеном или тэном, или прессованный флегматизированный гексоген.

Для обеспечения однородности и достаточно высоких взрывчатых характеристик литьевой смеси использовалась высушенная измельченная селитра, содержащая фракцию "менее 200 мкм" в количестве от 20 до 50%, а фракцию "более 630 мкм" - не более 15%. Известно, что смеси тротила с аммиачной селитрой сохраняют приемлемые литьевые свойства при содержании селитры от 40 до 50% (аммотолы 40/60 и 50/50). При уменьшении ее массовой доли ниже 40% они быстро расслаиваются, а при повышении выше 50% теряют литьевую способность. Была отработана смесь с содержанием селитры от 42 до 48% по массе. Именно такое соотношение компонентов позволило получить массу оптимальной текучести, обеспечивающую при свободной ручной заливке гладкую поверхность шашек и надежное заполнение узких пространств в изложнице (между каналом и гнездом, между гнездом и стенкой).

Смесь давала в отливках плотность 1,53-1,56 г/см³, имела скорость детонации около 6000 м/с и теплоту взрывчатого превращения близкую к 900 ккал/кг.

Из такой смеси были изготовлены натурные 500-граммовые шашки-детонаторы, чертеж которых приведен на фиг.1, где 1 - канал, 2 - гнездо, 3 - смесь тротила с аммиачной селитрой, 4 - дополнительный заряд из мощного ВВ. В качестве ВВ дополнительного заряда использовался литьевой состав ТГ-40 (40% тротила). Сам дополнительный заряд массой 15 г перед заливкой устанавливался на формующий гнездо стержень изложницы и после извлечения стержня оставался включенным в толщу шашки. Масса дополнительного заряда (15 г) была обусловлена конструктивно, исходя из конкретных размеров 500-граммовые шашки-детонатора и гнезда. Такой заряд обеспечивал полную детонацию отливок как с 40, так и с 50% селитры. Максимальная масса дополнительного заряда ограничивается и конструктивными, и экономическими соображениями. Форма, масса и расположение дополнительного заряда могут варьироваться.

Для обеспечения восприимчивости к действию детонирующего шнура предусмотрены варианты исполнения, при которых поверхность дополнительного заряда выходит на поверхность сквозного канала шашки, что дает непосредственный контакт дополнительного заряда с детонирующим шнуром. Варианты показаны на фиг.2 и фиг.3 (по сечению А-А фиг.1).

Для предупреждения отрицательных последствий гигроскопичности селитры при хранении и эксплуатации шашек в обводненных скважинах было предусмотрено влагозащитное покрытие, показанное на фиг.1, поз.5. В качестве такового была выбрана парафино-петролатумная мастика, позволяющая быстро получить влагозащитный слой при окунании шашки в расплав мастики. Достаточно надежное покрытие обеспечивает и лакировка поверхности, например, битумным лаком БТ-5100, но такое покрытие требует довольно длительной сушки. В принципе, роль влагоизолирующего покрытия полностью или частично может выполнять пластиковая, например, полиэтиленовая оболочка шашки.

Изготовленные шашки подвергались замачиванию в воде под давлением 3 атм в течение 10 суток, имитирующему жесткие условия промышленной эксплуатации. После замачивания шашки испытывались подрывом от электродетонатора ЭД-8 и шнура ДШЭ-12 (с массой сердцевины 12 г/м). Во всех случаях детонация шашек была полной.

Шашки, изготовленные по варианту фиг.2, полностью детонировали от четырех ниток шнура, пропущенных в канал.

Использование заявляемого изобретения позволит за счет применения доступного и дешевого сырья резко снизить себестоимость шашек-детонаторов, увеличить рентабельность их производства и удешевить проведение буро-взрывных работ на горнодобывающих предприятиях.

Заявляемое изобретение относится к области средств промышленного взрывания. Шашка-детонатор для промышленного взрывания содержит сквозной канал и гнездо под капсюль, изготавливается заливкой из смесевого ВВ и снабжена в донной зоне гнезда дополнительным зарядом из мощного ВВ. Новым является то, что смесевое ВВ представляет собой тротил с 42-48% аммиачной селитры, имеющей дисперсность, соответствующую содержанию фракции "менее 200 мкм" от 20 до 50%, а фракции "более 630 мкм" от 5 до 15%, а поверхности ее покрыты слоем влагоизолирующей парафино-петролатумной мастикой. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости новых шашек-детонаторов и, тем самым, повышение их конкурентоспособности. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Шашка-детонатор для промышленного взрывания, содержащая сквозной канал и гнездо под капсюль, изготавливаемая заливкой из смесевого ВВ и снабженная в донной зоне гнезда дополнительным зарядом из мощного ВВ, отличающаяся тем, что смесевое ВВ представляет собой тротил с 42-48% аммиачной селитры, имеющей дисперсность, соответствующую содержанию фракции менее 200 мкм от 20 до 50%, а фракции более 630 мкм от 5 до 15%, а поверхности ее покрыты слоем влагоизолирующей парафинопетролатумной мастикой.2. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что ВВ дополнительного заряда представляет собой литьевую смесь тротила с гексогеном или тэном или флегматизированный гексоген.3. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что мастика содержит, мас.%:

Парафина 65...75

Петролатума Остальное