СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ДЫМНЫХ ПОРОХОВ МЕТОДОМ ПОДРЫВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ИНИЦИИРОВАНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2014 года по МПК F42D5/04 F42B33/06 C06B21/00 

Изобретение относится к области уничтожения дымных ружейных порохов (ДРП) и может быть реализовано в качестве способа по уничтожению дымного ружейного пороха дымных ружейных порохов подрывом с использованием в качестве средства инициирования взрывчатых веществ.

Дымный порох представляет собой зерненную механическую смесь состава, мас.%: селитра - 75, сера - 10, уголь древесный - 15, где селитра - окислитель, уголь древесный - горючее, сера - основное пластичное вещество для придания механической прочности зерна также является горючим.

По истечении срока годности и в процессе изготовления дымных порохов отходы подлежат уничтожению замачиванием или сжиганием.

Эти способы утилизации дымного пороха является экономически невыгодным требует определенные затраты и время на подготовку.

На данный момент имеются различные разработки в области утилизации [2, 3]. Известна технологическая линия утилизации устаревшего пороха [4]. Линия предназначена для получения нитроцеллюлозного продукта, для материалов гражданского назначения или пороха, очищенного от нестабильных примесей, скапливающихся в процессе хранения из устаревшего как пироксилинового, так и баллиститного порохов. Линия не позволяет перерабатывать дымный порох и изделия его содержащие.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является уничтожение дымного пороха сжиганием. Утилизация дымного пороха в прототипе осуществляется на специальных площадках путем сжигания рассыпанного по ней дымного пороха определенной массы. При этом возрастает экологическая опасность. Кроме того, из-за свойства дымного пороха детонировать при горении повышается пожаровзрывоопасность при проведении данного вида работ.

Целью изобретения является уничтожение уничтожению дымных ружейных порохов в коробах методом подрыва от заряда взрывчатого вещества (ВВ) на площадках уничтожения, содержащих участки 1-го типа (подрывные поля), а также основные требования к оборудованию площадок уничтожения.

Технический результат достигается путем уничтожения дымного ружейного пороха находящегося в коробе с помощью навески взрывчатого вещества. При этом уничтожение дымного пороха производится на расстоянии и мгновенно, что в свою очередь повышает производительность и снижает пожаровзрывоопасность.

Поставленная цель реализуется в предлагаемом методе уничтожением на специальной площадке дымного ружейного пороха находящегося в коробе (инд. 4ЯК10) положенного на бок горловиной вправо или влево от направления электровзрывной цепи, подключенной к навескам взрывчатого вещества (двумя тротиловыми шашками массой по 200 г каждая), которые закреплены на коробе. Общая схема представлена на (фиг.1.);

Предлагаемый способ уничтожения дымных порохов методом подрыва с использованием в качестве средства инициирования взрывчатых веществ (фиг.2) включает в себя:

- электровзрывную сеть (1);

- взрывной заряд (тротиловая шашка с электродетонатором) (2);

- короб металлический с ДРП (3);

- крышку металлического короба (4);

- площадку подрыва (5);

- защитную стенку (6);

- укрытие для подрывника (7);

- защитный вал площадки (8).

При уничтожении дымных порохов подрывом на площадке уничтожения необходимо соблюдать следующий порядок выполнения работ:

- выставить посты охранения в запретном районе площадки уничтожения согласно требованиям СТП 44А-Р-021-03;

- разместить для временного хранения средства взрывания и средства инициирования;

- уложить в траншею тару (металлические короба инд. 4ЯК10) с дымным порохом, предназначенным для уничтожения;

- проложить и проверить электровзрывную сеть;

- подготовить средства инициирования;

- подготовить и уложить на тару с дымным порохом тротиловые шашки;

- вставить в гнездо шашки взрывного заряда электродетонатор;

- произвести подрыв боеприпасов с помощью подрывной машинки;

- проверить результаты подрыва;

- очистить территорию площадки уничтожения от элементов дымных порохов и других пожароопасных предметов;

- снять посты охранения;

- осуществить пролив площадки водой для выполнения условий пожаробезопасности.

Если на площадке уничтожения в течение рабочей смены будут проводиться два и более подрыва, то после очистки территории площадки уничтожения после каждого подрыва дымных порохов следует вновь выполнять мероприятия по осмотру и очистке территории.

Сменный запас средств инициирования и взрывания следует хранить в отдельном блиндаже, который должен располагаться не ближе 50 м от блиндажей для укрытия взрывников и рабочих и не ближе 200 м от траншей или ям для подрыва изделий из дымного пороха.

Блиндаж должен иметь не менее трех раздельных помещений для:

- хранения средств инициирования;

- хранения средств взрывания;

- подготовки средств инициирования и взрывания;

Ямы (траншеи) для уничтожения дымных порохов должны иметь ровное дно, размеры которого должны обеспечивать необходимое пространство для безопасной укладки тары с порохами, прокладки электровзрывной сети и установки взрывного заряда. Глубину ямы (траншеи) определяют из условия исключения разлета осколков за пределы территории площадки уничтожения. На дне и откосах ямы (траншеи) не должно быть посторонних предметов (камней, брусков и т.п.) и взрывоопасных предметов, оставшихся от подрыва предыдущей закладки.

Тару с дымным порохом к краю ямы (траншеи) или к месту закладки следует переносить на носилках, оборудованных бортами высотой не менее 10 см и заплечными ремнями, предохраняющими падение носилок с боеприпасами при их переносе. Общий вес носилок с дымными порохами не должен превышать 50 кг. При превышении веса (более 50 кг) разрешается применять грузоподъемные механизмы (подъемный кран). Количество закладок и максимальное количество пороха в одной закладке определяется для каждой площадки отдельно технической комиссией части на основе проведения опытных работ и должно обеспечивать соблюдение всех условий безопасности. Примерная схема закладок тары с дымным порохом на площадке уничтожения приведена на фиг.2.

Электровзрывную сеть необходимо изготавливать из саперных проводов, имеющих исправную изоляцию. Электровзрывная сеть должна быть двухпроводной. Запрещается использовать в качестве одного из проводников трубы, рельсы, канаты, воду, землю и т.п. Прокладку электровзрывной сети необходимо проводить согласно требованиям п.11.4 СТП 44А-Р-021-03 и под непосредственным контролем руководителя взрывных работ. Изготовленную электровзрывную сеть следует проверять на ее целость с помощью малого омметра типа М-57.

Все электродетонаторы перед включением в электровзрывную сеть необходимо проверять на проводимость прибором М-57 (малый омметр). Проверку электродетонаторов должен проводить руководитель работ в отдельном помещении блиндажа. Участковые провода необходимо прокладывать от закладок к магистральным проводам. Присоединенный к участковым проводам электродетонатор необходимо укладывать на расстоянии не менее 1 м от взрывного заряда.

Взрывные заряды следует располагать на стенках тары (металлический короб инд. 4ЯК10) с дымным порохом. Взрывной заряд, после его укладки, необходимо закреплять, используя для этого шпагат, дерн или изоленту. Примерная норма расхода средств инициирования и взрывания на подрыв одного ящика с дымным порохом, массой 50 кг, - 400 г тротила и один электродетонатор.

Схема закрепления взрывного заряда на тару с дымным порохом приведена на (фиг.1).

Взрывные приборы (подрывные машинки, источники питания и т.п.) должны храниться в блиндаже для подрывников в железном ящике, закрываемом на замок. Ключ от ящика и ручка подрывной машинки должны постоянно находиться у руководителя работ, запрещается передавать их другим лицам.

После установки электродетонаторов во взрывные заряды рабочие-взрывники, участвующие в их установке, по команде руководителя подрывных работ должны уйти в укрытие. Руководитель работ обязан:

- лично убедиться в отсутствии людей на площадке уничтожения (вне укрытия);

- подать установленные сигналы оповещения;

- лично подсоединить концы электровзрывной сети к подрывной машинке и произвести подрыв.

Если при подрыве заряд дал отказ, то подходить к нему для осмотра следует не ранее чем через 15 минут с того момента, когда по расчету должен произойти взрыв. Осмотр должен проводить лично начальник площадки уничтожения с соблюдением требований безопасности, при этом допускается для осмотра привлекать рабочего-взрывника. Выявив причину отказа, руководитель работ должен подготовить и осуществить повторный подрыв.

Запрещается извлекать из гнезда взрывного заряда установленный электродетонатор. Для повторного подрыва необходимо использовать другой электродетонатор, при этом его необходимо вставлять в гнездо другой тротиловой шашки.

Очистку площадки уничтожения и прилегающей к ней территории следует проводить согласно «Инструкции по очистке территории площадки уничтожения от взрывоопасных предметов», которая должна быть разработана на основании стандарта СТП 44А-Р-021-03.

Теоретические расчеты и обоснования способа уничтожения дымных ружейных порохов в коробах подрывом от заряда взрывчатого вещества

1. Расчет потребного количества взрывчатого вещества для подрыва короба с дымным ружейным порохом

1.1. Исходные данные для расчета:

масса пороха - 70 кг;

плотность пороха ρ_o=1,7 г/см³;

скорость взрыва 420 м/с;

$$$$ $${Р}_{н}=\frac{{\rho }_{о}{V}^2}{4}=\frac{1700\cdot {\left(420\right)}^2}{4}=75МПа$$ ,

где Р_н - давление продуктов взрыва при взрыве дымного ружейного пороха в коробе, МПа.

1.2. Для инициирования взрыва дымного ружейного пороха в коробе давление в ударной волне от взрывчатого заряда должно быть не менее давления во взрывной волне от дымного ружейного пороха.

1.3. Взрывная шашка при подрыве будет осуществлять бризантное действие на короб и дымный ружейный порох в нем. Расстояние, на котором осуществляется бризантное действие, равно 1,5 радиуса заряда. Для 200 г тротиловой шашки (ρ_o=1,6 г/см³) радиус заряда

$$r_o=\sqrt[3]{\frac{3m}{4\pi {\rho }_o}}=\sqrt[3]{\frac{3\cdot 200\cdot 10^{-3}}{4\cdot 3,14\cdot 1600}}=0,0321м.$$

1.4. Воздействующие на короб и дымный ружейный порох продукты детонации от тротиловой шашки подчиняются изоэнтропному закону PVⁿ=const.

1.5. Используя его, можем записать:

$$P_1\cdot V_1^n=P_2\cdot V_2^n,\Rightarrow P_2=\frac{P_1\cdot V_1^3}{V_2^3}$$

где P₁, V₁ - давление и удельный объем продуктов детонации в объеме, занимаемом объемом шашки;

Р₂, V₂ - давление и удельный объем продуктов детонации, когда они расширятся на радиус, равный 1,5 r_o.

Рассчитаем эти параметры:

$$P_1=\frac{{\rho }_o{V}^2}{4}=\frac{1600\cdot {\left(7000\right)}^2}{4}=1,96\cdot 10^{10}Па$$ ,

$$V_1=\frac{1}{{\rho }_o}=\frac{1}{1600}=6,25\cdot 10^{-4}{м}^3/кг$$ ,

$$V_2=\frac{4}{3}\pi {(1,5r_o)}^3=\frac{1}{0,2}=\frac{4}{3}\pi {(1,5\cdot 0,0321)}^3\cdot \frac{1}{0,2}=5,58\cdot 10^{-3}{м}^3/кг$$ ,

$$P_2=\frac{P_1\cdot V_1^3}{2V_2^3}=\frac{1,96\cdot 10^{10}{\left(6,25\cdot 10^{-4}\right)}^3}{2\cdot {\left(5,58\cdot 10^{-3}\right)}^3}=138МПа$$ .

При существующей схеме подрыва короба с дымным ружейным порохом (в ямах) скорости разлета образовавшихся осколков от короба и дальность их полета будут значительно меньше, чем осколков осколочно-фугасных снарядов, подрываемых на площадке 1-го типа. Следовательно, уровень безопасности при проведении работ по уничтожению коробов с дымным ружейным порохом будет выше, чем при уничтожении осколочно-фугасных боеприпасов.

2. Оценка возможности одновременного инициирования нескольких коробов с дымным ружейным порохом

Определяем избыточное давление во фронте ударной волны при взрыве ДРП в коробе на удалении 30 м от места инициирования по формуле Садовского М.А., принимая энергетику ДРП в два раза меньшей, чем у тротила [1]:

$$\Delta P=0,84\frac{{\omega }^{{}_3^1}}{R}+2,7\frac{{\omega }^{{}_3^2}}{R^2}+7\frac{\omega }{R^3}$$ ,

где R - удаление рассматриваемой точки от центра взрыва.

$$\Delta P=0,84\frac{{\omega }^{{}_3^1}}{R}+2,7\frac{{\omega }^{{}_3^2}}{R^2}+7\frac{\omega }{R^3}=0,84\frac{70,8^{{}_3^1}}{30}+2,7\frac{70,8^{{}_3^2}}{30^2}+7\frac{70,8}{30^3}=0,19\frac{кг}{с{м}^2}$$ .

Тогда импульсная сила, приложенная к боковой поверхности соседнего короба с ДРП, будет

$$F=\Delta P{S}_{бn}=0,19\cdot 10^5\cdot 0,42\cdot 0,57=4548Н$$ ,

где S_бn - площадь боковой поверхности короба.

Таким образом, можно сделать вывод, что на расстоянии до 30 и более метров соседний короб с дымным ружейным порохом получает повреждение в виде метательного действия при одновременной деформации (прогибе) боковой стенки короба, что недопустимо по требованиям техники взрывобезопасности.

Выводы:

1. При подрыве короба с дымным ружейным порохом двумя тротиловыми шашками массой 200 г каждая обеспечивается надежное и полное его уничтожение взрывом. Так, при подрыве 200 г тротиловой шашкой создается ударная волна в коробе с дымным ружейным порохом, величина которой в 2 раза превышает необходимую для инициирования взрыва.

2. Для исключения движения дымного ружейного пороха в коробе необходимо использовать для подрыва две шашки по 200 г каждая, расположенные на противоположных стенках короба, одновременно.

3. Последовательное уничтожение коробов с дымным ружейным порохом способом подрыва с использованием зарядов взрывчатого вещества исключается по причине деформации последующих коробов с дымным ружейным порохом ударной волной, образованной взрывом предыдущего заряда взрывчатого вещества и дымного ружейного пороха в коробе. Поэтому для уничтожения коробов с дымным ружейным порохом способом подрыва зарядом взрывчатого вещества на площадке допускается устанавливать только один короб.

Используемая литература

1. Действие артиллерийских боеприпасов / П.Н.Дерябин [и др.]. - Пенза: ПА-ИИ, 2004. - 250 с.

2. Способ уничтожения нитроцеллюлозных порохов (№2188385 от 27.08.2002 RU).

3. Способ утилизации тротила (№2247933 RU 2005 г.).

4. Технологическая линия утилизации устаревшего пороха №2093501 (RU) C06B 21/00, 20101197.

Изобретение относится к области уничтожения дымных ружейных порохов (ДРП) и может быть реализовано с использованием в качестве средства инициирования взрывчатых веществ. Согласно предложенному способу уничтожение осуществляют подрывом короба с ДРП тротиловыми шашками массой не менее 200 г. Подрыв производят на площадке, предназначенной для установки на неё короба, наполненного дымным порохом массой не более 50 кг. Короб кладут на бок, горловиной вправо или влево от направления электровзрывной цепи. Достигается повышение производительности и снижение пожаро- и взрывоопасности. 2 ил.

Способ утилизации дымного ружейного пороха (ДРП), характеризующийся тем, что уничтожение осуществляется подрывом короба с ДРП тротиловыми шашками массой не менее 200 г на площадке, предназначенной для установки на нее короба, наполненного дымным порохом массой не более 50 кг, положенного на бок горловиной вправо или влево от направления электровзрывной цепи.