ЛИТАЯ ТРОТИЛОВАЯ ШАШКА-ДЕТОНАТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК F42D1/04 F42B3/00 C06C7/00 

Изобретение относится к области производства средств промышленного взрывания и может быть использовано при изготовлении шашек, применяемых в качестве промежуточных детонаторов, а также для проведения геофизических работ.

Известны промышленные шашки-детонаторы, например, Т-400Г и ТГ-500 по ОСТ 84-411-80, а также заряды литые из тротила для сейсмических работ по ОСТ 84-1367-76, представляющие собой литые тротиловые заряды цилиндрической формы со сквозным каналом по оси заряда, пригодные для применения во всех климатических районах России и Ближнего Зарубежья. В заряд вставлена прессованная тротиловая шашка, в которой выполнено углубление под детонатор. Шашки-детонаторы Т-400Г - прессованные гидроизолированные тротиловые с центральным каналом под детонирующий шнур для взрывания в скважинах любой обводненности, в том числе и с проточной водой, со сроком нахождения зарядов в воде до 6 суток при гидростатическом давлении 2 МПа (2 кгс/см²). Низкая водостойкость - серьезный недостаток данной шашки, обусловленный прессованной тротиловой структурой. Шашка в условия обводненных скважин постепенно намокает, восприимчивость к начальному импульсу, в частности, от детонирующего шнура снижается. Шашки ТГ-500 - литые тротило-гексогеновые с центральным каналом для взрывания в скважинах любой обводненности с неограниченным сроком нахождения заряда в воде. Но литых шашек-детонаторов из тротила не применяют из-за пониженной восприимчивости литой тротиловой структуры к штатным средствам инициирования.

Известна тротиловая шашка-детонатор, выполненная из 45-62 мас.% содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми выполнены из литого тротила, составляющего остальное (патент 2119145 от 20.09.98). Принята за прототип.

Способ изготовления тротиловой шашки-детонатора включает заполнение сыпучим продуктом разъемной изложницы, уплотнение его, выдержку и извлечение готовой шашки из изложницы. В качестве сыпучего продукта используют гранулы с газовыми включениями с температурой 15-30°С, а для уплотнения изложницу с гранулами вакуумируют до остаточного давления 1÷300 мм рт.ст., вводят расплав с температурой 83-95°С под давлением 0,1÷2,5 кгс/см², продолжая вакуумирование со стороны, противоположной месту ввода расплава, и выдерживают до извлечения шашки в течение 60-300 с.

Данная шашка-детонатор обладает достаточной водоустойчивостью, но обеспечение восприимчивости к средствам инициирования типа капсюлей-детонаторов (КД) или электродетонаторов (ЭД) требует жесткого соблюдения технологии изготовления шашки-детонатора. Отклонение от технологических параметров изготовления шашки-детонатора может привести к отказам при инициировании средствами типа КД и ЭД.

Существенным недостатком данной шашки является сложность и энергоемкость способа изготовления шашки-детонатора. Работа под вакуумом требует обеспечения герметичности разборной изложницы и ведет к усложнению конструкции.

Предлагаемая литая тротиловая шашка-детонатор (варианты) не имеет указанных недостатков. Технической задачей настоящего изобретения является создание такой тротиловой шашки, которая, расширяя арсенал имеющих средств промышленного взрывания, имела бы необходимую водоустойчивость, надежность срабатывания от средств инициирования типа КД, ЭД или неэлектрической системы инициирования СИНВ, а также имела бы более высокую мощность по сравнению с литой тротиловой шашкой, а способ изготовления ее был бы прост и технологичен.

Указанная задача может быть решена в виде вариантов предлагаемого изобретения, которые относятся к объектам одного вида, имеют одинаковое назначение и обеспечивают получение одного и того же технического результата. По конструкции заявляемые шашки-детонаторы повторяет прототип, т.е. содержат гнездо и канал, благодаря чему они могут работать от различных средств инициирования.

Вариант 1. Литая тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, выполняется из содержащих газовые включения тротиловых гранул, содержание которых составляет от 10 до 44 мас.%, промежутки между которыми заполнены литым тротилом.

Шашка снабжена полимерным корпусом, изготовленным из полиэтилена, вторичного полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена или их смесей.

Шашка изготавливается путем установки полимерного корпуса на оснастку и параллельной подачей при атмосферном давлении расплава тротила при температуре 85-90°С и тротиловых гранул в полимерный корпус, выполненный в виде цилиндра.

В качестве тротиловых гранул используется гранулотол марки А по ГОСТ 25857 или ТУ 7276-045-07511608.

Вариант 2. Литая тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, выполняется из содержащих газовые включения тротиловых гранул, содержание которых составляет от 10 до 44 мас.%, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, шашка дополнительно снабжена вертикальным вкладышем с отверстием под детонатор из высокоэффективного взрывчатого материала.

Высокоэффективный взрывчатый материал выполнен из литой смеси тротила и ТЭНа состава 50/50 мас.% или литой смеси тротила и гексогена состава 60/40 мас.%.

Шашка-детонатор снабжена полимерным корпусом, изготовленным из полиэтилена, вторичного полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена или их смесей.

Шашка-детонатор изготавливается путем установки полимерного корпуса на оснастку и параллельной подачей при атмосферном давлении расплава тротила при температуре 85-90°С и тротиловых гранул в полимерный корпус, выполненный в виде цилиндра.

В качестве тротиловых гранул используется гранулотол марки А по ГОСТ 25857 или ТУ 7276-045-07511608.

Вариант 3. Литая тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, выполняется из содержащих газовые включения тротиловых гранул, содержание которых составляет от 10 до 44 мас.%, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, дополнительно в зоне активной части детонатора имеется слой из высокоэффективного взрывчатого материала.

Слой высокоэффективного взрывчатого материала в зоне активной части детонатора выполнен из литой смеси тротила и ТЭНа состава 50/50 мас.% или литой смеси тротила и гексогена состава 60/40 мас.%.

Шашка-детонатор снабжена полимерным корпусом, изготовленным из полиэтилена, вторичного полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена или их смесей.

Шашка-детонатор изготавливается путем установки полимерного корпуса на оснастку и параллельной подачей при атмосферном давлении расплава тротила при температуре 85-90°С и тротиловых гранул в полимерный корпус, выполненный в виде цилиндра, заливки в зоне активной части детонатора слоя высокоэффективного взрывчатого материала высотой от 10 мм до 60 мм с последующим параллельным добавлением расплава тротила и тротиловых гранул до верха полимерного корпуса

В качестве тротиловых гранул используется гранулотол марки А по ГОСТ 25857 или ТУ 7276-045-07511608.

Варианты исполнения шашки представлены на фиг.1, 2, 3.

По первому варианту литая тротиловая шашка-детонатор выполнена из содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, содержание гранул составляет от 10 до 44 мас.%. Поз.1 на фиг.1 - взрывчатый материал, состоящий из тротила и гранулатола, поз.2 - полимерный корпус. По второму варианту шашка дополнительно снабжена вертикальным вкладышем, массой от 25 до 100 г, из литой смеси тротила и ТЭНа или литой смеси тротила и гексогена. Поз.1 на фиг.2 - взрывчатый материал, состоящий из тротила и гранулатола, поз.2 - полимерный корпус, поз.3 - вертикальный вкладыш. Вместо вертикального вкладыша по третьему варианту шашка-детонатор имеет горизонтальный слой высотой от 1 до 6 см, расположенный в донной части отверстия под КД, ЭД и/или СИНВ (зоне активной части детонатора) из того же литого материала, что и вкладыш по второму варианту. Поз.1 на фиг.3 - взрывчатый материал, состоящий из тротила и гранулатола, поз.2 - полимерный корпус, поз.3 - активный слой, состоящий из литого тротила и ТЭНа или литого тротила и гексогена.

Проведенные исследования показали, что шашки с добавлением гранулотола не менее 10% являются восприимчивыми к детонационному импульсу.

В таблице 1 приведены результаты экспериментов на модельной шашке массой 300 г.

Таблица 1№ п/пСостав: литой тротил/гранулотолПлотностьВосприимчивость к ЭД-1-8-Т180/201,48Детонация полная280/201,48380/201,48470/301,46570/301,46670/301,46760/401,44860/401,44960/401,44

Как видно из таблицы 1, шашки, выполненные из гранулотола и литого тротила, детонируют от ЭД-1-8-Т.

Испытания на водоустойчивость показали, что заявленные шашки, без применения вкладышей из литого тротила и ТЭНа и/или литого тротила и гексогена, вымоченные в течение 10 дней под давлением 5 атм, детонируют от штатных средств инициирования только начиная с состава: литой тротил/гранулотол - 70/30. Результаты испытаний на модельной шашке 300 г приведены в таблице 2.

Таблица 2№ п/пСостав: тротил/гранулотолВосприимчивость к ЭД-1-8-Т, СИНВ180/20Отказ280/20Отказ380/20Отказ470/30Детонируют570/30Детонируют670/30Детонируют760/40Детонируют860/40Детонируют960/40Детонируют

Для повышения надежности срабатывания при содержании гранулотола ниже 30% были разработаны шашки с применением вертикального вкладыша или горизонтального слоя, расположенного в зоне активной части детонатора в районе отверстия под детонатор, из литого тротила и ТЭНа или из литого тротила и гексогена.

Как показали дальнейшие исследования, применение при заливке шашек гранулотола приводит к повышению эффективности шашек. Испытания на эффективность проводились по обжатию свинцового цилиндра по известной методике. Результаты испытаний на модельной шашке 500 г сведены в таблицу 3.

Таблица 3№ п/пСостав: литой тротил/гранулотолРазмер обжатия свинцового цилиндра, мм170/30 (без вкладыша)0,125260/40 (без вкладыша)0,2253100/0 (с вкладышем 50 г)0,2480/20 (с вкладышем 50 г)0,775570/30 (с вкладышем 50 г)1,025660/40 (с вкладышем 50 г)1,3

Как видно из таблицы 3, эффективность шашки, с увеличением процентного содержания гранулотола, выше, чем у шашки из литого тротила.

Изготовление шашек проводилось параллельной подачей плава тротила и гранулотола при атмосферном давлении в полиэтиленовый корпус с оснасткой с последующим ухаживанием.

В случае с применением вертикального вкладыша вкладыш предварительно отливался, а затем устанавливался на стержень оснастки, формирующий гнездо под средства инициирования внутри полиэтиленового корпуса, после чего осуществлялась заливка плава тротила с параллельной дозировкой гранулотола.

Изготовление шашки с горизонтальным слоем из литьевого тротила и ТЭНа или литьевого тротила и гексогена осуществлялось следующим образом: в корпус полиэтиленовой гильзы с оснасткой сначала подавался плав тротила с параллельной дозировкой гранулотола, затем заливался слой из тротила и ТЭНа или тротила и гексогена, после чего дозировалось остальное количество плава тротила и гранулотола.

Таким образом, предлагаемый способ заливки шашек не требует сложной конструкции изложницы, а также дополнительных затрат на вакуумирование изложницы и создание давления при подаче расплава тротила, что значительно упрощает технологию процесса производства и повышает его безопасность.

Содержание гранулотола в составе шашки ниже 10% не дает необходимого стабильного эффекта срабатывания от штатных средств инициирования и прироста эффективности. Содержание гранулотола выше 44% не обеспечивает полноты заполнения изложницы расплавом тротила, приводит к образованию раковин, снижению плотности ВМ шашки и, как следствие, снижению ее эффективности.

Заявляемая шашка может изготавливаться по желанию заказчика массой от 0,5 до 3 кг в полимерном корпусе.

Изобретение относится к области производства средств промышленного взрывания и может быть использовано при изготовлении шашек, применяемых в качестве промежуточных детонаторов, а также для проведения геофизических работ. Литая тротиловая шашка-детонатор выполнена из содержащих газовые включения тротиловых гранул, содержание которых составляет от 10 до 44 мас.%, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, снабжена полимерным корпусом. Для повышения надежности срабатывания при содержании гранулотола ниже 30% были разработаны варианты шашки. Литая тротиловая шашка-детонатор может быть снабжена вертикальным вкладышем с отверстием под детонатор из литой смеси тротила и ТЭНа состава 50/50 мас.% или литой смеси тротила и гексогена состава 60/40 мас.% или иметь слой в зоне активной части детонатора, содержащий литую смесь тротила и ТЭНа состава 50/50 мас.% или литую смесь тротила и гексогена состава 60/40 мас.%. Литые тротиловые шашки-детонаторы восприимчивы к штатным средствам инициирования, обладают высокой водостойкостью, технология производства их простая и безопасная, могут изготавливаться массой от 0,5 до 3 кг. Изобретение позволяет осуществить простое и технологичное изготовление тротиловой шашки, имеющей необходимые водоустойчивость, надежность срабатывания и высокую мощность. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил.

1. Литая тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, выполненная из содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, отличающаяся тем, что содержание гранул составляет от 10 до 44 мас.%.2. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что снабжена полимерным корпусом.3. Шашка-детонатор по п.2, отличающаяся тем, что полимерный корпус выполнен из полиэтилена, вторичного полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена и/или их смесей.4. Шашка-детонатор по п.3, изготовленная путем установки полимерного корпуса на оснастку и параллельной подачи при атмосферном давлении расплава тротила с температурой 85-90°С и тротиловых гранул в полимерный корпус, выполненный в виде цилиндра.5. Шашка-детонатор по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в качестве гранул используется гранулотол марки А по ГОСТ 25857 или ТУ 7276-045-07511608.6. Литая тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, выполненная из содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, отличающаяся тем, что содержание гранул составляет от 10 до 44 мас.%, шашка снабжена вертикальным вкладышем с отверстием под детонатор из высокоэффективного взрывчатого материала.7. Шашка-детонатор по п.6, отличающаяся тем, что высокоэффективный взрывчатый материал выполнен из литой смеси тротила и ТЭНа состава 50/50 мас.% или литой смеси тротила и гексогена состава 60/40 мас.%.8. Шашка-детонатор по п.6, отличающаяся тем, что снабжена корпусом, выполненным из полимерного материала.9. Шашка-детонатор по п.8, отличающаяся тем, что полимерный корпус выполнен из полиэтилена, вторичного полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена и/или их смесей.10. Шашка-детонатор по п.8, изготовленная путем установки вкладыша на стержень для формирования гнезда под детонатор, установки полимерного корпуса на оснастку и параллельной подачи при атмосферном давлении расплава тротила с температурой 85-90°С и тротиловых гранул в полимерный корпус, выполненный в виде цилиндра.11. Шашка-детонатор по любому из пп.7-10, отличающаяся тем, что в качестве гранул используется гранулотол марки А по ГОСТ 25857 или ТУ 7276-045-07511608.12. Литая тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, выполненная из содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми заполнены литым тротилом, отличающаяся тем, что содержание гранул составляет от 10 до 44 мас.%, а в зоне активной части детонатора имеется слой, содержащий высокоэффективный взрывчатый материал.13. Шашка-детонатор по п.12, отличающаяся тем, что высокоэффективный взрывчатый материал выполнен из литой смеси тротила и ТЭНа состава 50/50 мас.% или литой смеси тротила и гексогена состава 60/40 мас.%.14. Шашка-детонатор по п.12, отличающаяся тем, что снабжена корпусом, выполненным из полимерного материала.15. Шашка-детонатор по п.14, отличающаяся тем, что полимерный корпус выполнен из полиэтилена, вторичного полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена и/или их смесей.16. Шашка-детонатор по п.14, отличающаяся тем, что изготавливается путем установки полимерного корпуса на оснастку и параллельной подачи при атмосферном давлении расплава тротила при температуре 85-90°С и тротиловых гранул, заливки в зоне активной части детонатора слоя высокоэффективного взрывчатого материала высотой от 10 до 60 мм с последующим параллельным добавлением расплава тротила и тротиловых гранул до верха полимерного корпуса.17. Шашка-детонатор по любому из пп.12-16, отличающаяся тем, что в качестве гранул используется гранулотол марки А по ГОСТ 25857 или ТУ 7276-045-07511608.