ШАШКА-ДЕТОНАТОР Российский патент 2010 года по МПК F42B1/04 C06B25/32 C06B31/40 

Изобретение относится к области взрывчатых веществ, конкретно к области шашек-детонаторов, используемых для промышленного взрывания при буровзрывных работах на горнодобывающих предприятиях. Заявляется промышленная шашка-детонатор из литьевого взрывчатого вещества (ВВ), содержащего пентаэритрита тетранитрат (тэн), имеющая сквозной канал и одно или два гнезда под капсюль-детонатор.

Литые шашки-детонаторы (ШД), используемые на отечественных горнодобывающих предприятиях, изготавливаются, как правило, из смесей тротила с гексогеном, флегматизированным гексогеном, тэном (пентаэритрита тетранитратом). Это, например, ШД по полезным моделям свид. 3642, свид. 8112, свид. 13091, свид. 12238, свид. 22535, патент №36506, патент №41514, а также по изобретению патент №2177927. Все они конструктивно однотипны (имеют цилиндрическую форму, сквозной канал и гнездо под капсюль-детонатор неэлектрической системы инициирования - НСИ) и различаются рецептурой ВВ или оболочкой, в качестве которой используются бумага, пластиковый корпус или термоусадочная пленка. Некоторые ШД имеют два гнезда для повышения надежности взрывания за счет использования дублирующей НСИ, например ШД по патентам №52165, №52633.

Конкуренция предприятий-изготовителей выдвигает на повестку дня задачу удешевления ШД. Поскольку технологические процессы производства ШД близки между собой, то основным инструментом удешевления ШД может служить удешевление материала шашки (ВВ). Простейшим путем могло бы быть применение аммотолов - смесей тротила с аммиачной селитрой (нитратом аммония), веществом многократно более дешевым, чем любой другой компонент материала ШД. Однако в силу высокой гигроскопичности и полиморфизма селитры, хрупкости и трещиноватости тротила не удается обеспечить водоустойчивость ШД из аммотола, требуемую по условиям их применения (многодневная выдержка под слоем воды на глубине 20-30 м).

Актуальными остаются и вопросы безопасности при изготовлении и применении ШД.

Технический результат согласно заявляемому решению достигается заменой материала шашки - пентолита, на новое смесевое ВВ - композицию из природного церезина, пентаэритрита тетранитрата и аммиачной селитры, выбранных в определенном соотношении.

Шашка-детонатор для промышленного взрывания состоит из оболочки и литого заряда смесевого ВВ, имеющего канал и одно или два гнезда, соединенные выемкой. Смесевое ВВ содержит пентаэритрита тетранитрат, природный церезин и нитрат аммония при следующем соотношении компонентов (мас.%):

церезин 20…26 пентаэритрита тетранитрат 40…50 нитрат аммония остальное.

Нитрат аммония может быть использован в виде гранул размером 1…5 мм. Смесевое ВВ содержит церезин с температурой каплепадения преимущественно 75…85°С. Оболочка может быть выполнена из термоусадочной поливинилхлоридной пленки. Оболочка может быть выполнена в виде пластикового корпуса с отверстием в дне, объединяющим канал и гнездо или гнезда. Торец заряда может быть закрыт прокладкой с отверстием под канал.

Для исследования было выбрано 3 варианта состава в интервале соотношений, обеспечивающих удовлетворительную текучесть состава для технологии свободной заливки, и были определены их основные взрывчатые характеристики (см. табл.1).

Таблица 1 Вариант состава Содержание компонентов, % Характеристики церезин тэн аммиачная селитра Скорость детонации, м/с Плотность, г/см³ Теплота взрыва, ккал/кг Критический диаметр детонации, мм 1 20 40 40 6600 1,40 980 30-35 2 23 45 32 6800 1,41 920 20-25 3 26 50 24 6700 1,39 910 20-25

Указанные в табл.1 варианты состава были использованы для изготовления ШД, конструкция которых показана на фиг.1 и фиг.2, где поз.1 - оболочка, поз.2 - ВВ, поз.3 - канал, поз.4 - гнездо (гнезда).

На фиг.1 оболочкой служит термоусадочная пленка, на фиг.3 - пластиковый корпус.

Изготовленные шашки (по 5 шт. каждого из вариантов состава) были подвергнуты замачиванию, имитирующему условия применения (давление 3 атм, продолжительность - 7 суток), после чего испытаны от различных средств инициирования (см. табл.2).

Таблица 2 Шашка-детонатор Общее количество Количество испытаний от средства инициирования Результаты испытаний «Нонель» ДШЭ-6 Заявляемая 15 9 6 Полная детонация

Данные табл.2 подтверждают работоспособность заявляемой шашки. Они свидетельствуют также о том, что пластичная и монолитная церезиновая основа надежно капсюлирует частицы аммиачной селитры, предохраняя их от контакта с водой даже в жестких условиях проведенных испытаний. Одновременно церезин заметно флегматизирует частицы тэна (см. табл.3), снижая его чувствительность к механическим воздействиям и повышая уровень безопасности материала заявляемой ШД в сравнении с материалом прототипа.

На фиг.3 - разрез ШД в пластиковом корпусе со сквозным каналом и двумя гнездами под капсюль-детонатор НСИ. На фиг.4 - сечение шашки фиг.3 по Б-Б, где: поз.1 - оболочка, поз.2 - ВВ, поз.3 - канал, поз.4 - гнездо (гнезда).

Таблица 3 Материал ШД Чувствительность к удару Чувствительность к трению нижний предел, мм в приборе 1,% нижний предел, кгс/см² Заявляемой 150 36 5000 Прототипа 70 44 4000

При использовании в качестве оболочки ШД пластикового корпуса для защиты открытого торца заряда от тепловых и механических воздействий может, в случае необходимости, применяться прокладка с отверстием под канал (см. фиг.5, поз.5). На фиг.6 показан вид В шашки фиг.5.

Расчеты, выполненные исходя из уровня цен на компоненты 2007-го года, показывают, что в сравнении с составом ШД-прототипа (пентолита 50/50 или 60/40) удешевление состава заявляемой шашки в разных вариантах исполнения может достигать 45-50%.

Изобретение относится к средствам промышленного взрывания. Шашка-детонатор состоит из оболочки и литого заряда смесевого ВВ, имеющего канал и одно или два гнезда, соединенные выемкой. В качестве смесевого ВВ использовано ВВ, содержащее пентаэритрита тетранитрат (40…50 мас.%), природный церезин (20…26 мас.%) и нитрат аммония (остальное). Нитрат аммония может быть использован в виде гранул размером 1…5 мм. Оболочка может быть выполнена из термоусадочной поливинилхлоридной пленки. А также оболочка может быть выполнена в виде пластикового корпуса с отверстием в дне, объединяющим канал и гнездо или гнезда. Торец заряда может быть закрыт прокладкой с отверстием под канал. Изобретение направлено на повышение восприимчивости шашки-детонатора к средствам инициирования. 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

1. Шашка-детонатор для промышленного взрывания, состоящая из оболочки и литого заряда смесевого ВВ, содержащего пентаэритрита тетранитрат и имеющего канал и одно или два гнезда, соединенные выемкой, отличающаяся тем, что смесевое ВВ включает в себя природный церезин и нитрат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
церезин 20-26 пентаэритрита тетранитрат 40-50 нитрат аммония остальное

2. Шашка-детонатор по п.1 или 2, отличающаяся тем, что нитрат аммония использован в виде гранул размером 1-5 мм.

3. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что смесевое ВВ содержит церезин с температурой каплепадения 75-85°С.

4. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что оболочка выполнена из термоусадочной поливинилхлоридной пленки.

5. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что оболочка выполнена в виде пластикового корпуса с отверстием в дне, объединяющим канал и гнездо или гнезда.

6. Шашка-детонатор по п.5, отличающаяся тем, что торец заряда закрыт прокладкой с отверстием под канал.