наружный заряд гидровзрывного разрушения с камерой для вв

Формула изобретения

Наружный заряд ВВ гидровзрывного разрушения, содержащий зарядную емкость, патрон взрывчатого вещества и детонирующий шнур, отличающийся тем, что зарядная емкость выполнена из полимерного материала с расположенной в ней камерой для патрона ВВ и детонирующего шнура при отношении объема камеры к объему зарядной емкости, равному 0,1-0,2, верхний торец камеры выполнен в виде полуцилиндра, а нижний - в форме усеченной пирамиды, на торцах зарядной емкости выполнены продухи, а полость зарядной емкости заполнена жидкостью, при этом коэффициент заряжания камерного заряда равен 0,40-0,50, а расстояние от центра заряда ВВ до взрываемой поверхности составляет 2-3 радиуса патрона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывной технике, в частности к средствам разрушений негабаритов, и может быть использовано на открытых и подземных горных работах, в стройиндустрии и т.д.

Известен кумулятивный наружный заряд для вторичного взрывания негабаритов, состоящий из металлической облицовки, взрывчатого вещества и промежуточного детонатора. При взрыве заряда полусферическая кумулятивная выемка в пределах своего контура на контакте заряд-негабарит фокусирует ударную взрывную волну, в результате чего энергия взрыва значительно возрастает [1].

Недостатками кумулятивного наружного заряда являются: неиспользование энергии отходящих газов, а также высокая стоимость заряда и неудобства в эксплуатации, так как требуется ровная горизонтальная установочная поверхность.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является наружный заряд гидровзрывного разрушения негабаритов, содержащий взрывчатое вещество, инициатор взрыва и покрывающую их эластичную емкость с жидкостью. Такой заряд прост в изготовлении и установке, а его стоимость значительно ниже стоимости кумулятивного заряда [2].

Недостатками данного заряда являются большие потери энергии взрыва на пластические деформации и переизмельчение породы по всей площади контакта заряд-негабарит. Это обусловлено чрезвычайно быстрой скоростью взрывчатого превращения, высокой объемной концентрацией газообразных продуктов взрыва и большим давлением в ограниченном объеме на контакте заряд-негабарит. При этом коэффициент его заряжания близок к единице.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности наружного заряда гидровзрывного разрушения негабаритов за счет уменьшения непроизводительных потерь и более полного использования энергии взрыва.

Поставленная цель достигается совершенствованием геометрической формы заряда, условий его инициирования и детонации, а также тем, что в зарядной емкости, выполненной из полимерного материала и имеющей в сечении форму прямоугольника с округленными углами, расположена камера для патрона ВВ и детонирующего шнура, отношение объема которой к объему зарядной емкости равно 0,1-0,2, что коэффициент заряжания камерного заряда равен 0,40-0,50, а расстояние от центра заряда ВВ до взрываемой поверхности составляет 2-3 радиуса патрона, что в зарядной камере верхний торец имеет форму полуцилиндра, а нижний - в целях повышения эффективности взрыва - имеет форму усеченной пирамиды, что является зарядом двойного действия на разрушаемый массив, осуществляемого как первичной взрывной волной, так и вторичной, отраженной от полости, заполненной жидкостью, что на торцах зарядной емкости расположены продухи для вытеснения воздуха из зарядной камеры и образования в ней разреженного пространства, а также, что жидкость, помещенная в полость, при взрыве создает эффект пылеподавления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-3 и 4 представлена конструкция наружного заряда гидровзрывного разрушения с камерой для размещения патрона ВВ.

Наружный заряд состоит из зарядной емкости (1), выполненной из полимерного материала, имеющей в сечении форму прямоугольника с округленными углами, с полостью (2), заполненной жидкостью.

По центру емкости расположена зарядная камера (3) для размещения патрона ВВ (камерного заряда) (4) с верхним торцом в виде полуцилиндра с диаметром, равным диаметру патрона. При этом коэффициент заряжания патрона ВВ (камерного заряда) (4) равен 0,40-0,50, расстояние от центра заряда ВВ до взрываемой поверхности составляет 2-3 радиуса патрона, а отношение объема зарядной камеры (3) к объему зарядной емкости (1) равно 0,2. Нижний торец зарядной емкости (1), контактирующий с разрушаемой поверхностью, представляет собой усеченную пирамиду, что при взрыве повышает его эффективность.

На верхней поверхности емкости предусмотрено съемное гнездо (5) для шеста (на чертеже не показан), с помощью которого заряд ВВ подается в дучку или рудоспуск.

Полость (2), заполненная жидкостью через отверстие (6), закрывается пробкой (7).

Патрон ВВ устанавливается в камеру на месте проведения взрывных работ. В рабочем положении он фиксируется детонирующим шнуром (8), пропущенным через отверстия (9) в зарядную камеру (3). Детонирующий шнур закрепляется с одной стороны узлом (10), с другой фиксируется (11) (например, изолентой) и далее подсоединяется к взрывной сети.

В камере предусмотрены продухи (12) для выхода воздуха.

Работает заряд следующим образом.

Инициирование наружного заряда гидровзрывного разрушения с камерой для ВВ производится от капсюля-детонатора или капсюля-электродетонатора через детонирующий шнур (8).

Детонация и взрыв высокобризантного взрывчатого вещества детонирующего шнура (8) формирует в зарядной камере (3) первичную ударную взрывную волну, движущуюся в сторону разрушаемой горной породы и вытесняющую при своем движении воздух из зарядной камеры (3) камеры через продухи (12), создавая вакуум в зарядной камере (3).

При взрыве патрона ВВ, получившего начальный импульс от детонирующего шнура (8), вторичные взрывные волны распространяются как по направлению к разрушаемой горной породе, так и по направлению к заполненной жидкостью полости (2). Поскольку жидкость (например, вода) мало сжимаема, то отразившаяся взрывная волна, двигаясь в условиях вакуума, интерферирует с первичной взрывной волной, усиливая ее действие. Скорость газовых потоков при этом значительно возрастает, так же как и кинетическая энергия взрывных волн, т.е. возникает эффект заряда двойного действия на разрушаемый горный массив.

В расширяющейся части зарядной камеры (3), играющей роль диффузора, скорость движения газа снижается, а его давление увеличивается, за счет чего на взрываемой поверхности образуется область сжатия с резким скачком плотности и температуры.

Таким образом, интерференция ударных взрывных волн как первичной взрывной волны, так и вторичной, отраженной от полости (2), заполненной жидкостью, а также интенсивное действие суммарных газовых потоков позволяют увеличить полезную работу взрыва, а жидкость, помещенная в полость (2), создает эффект пылеподавления.

Один из вариантов конструкции наружного гидрозаряда с воздушным промежутком прошел испытания на рудниках «Комсомольский» и «Медвежий ручей» Норильского региона.

Результаты испытаний подтвердили перспективность применения такой конструкции заряда, бризантное действие которого более чем в 1,5 раза превзошло действие заряда традиционной конструкции.

Источники информации

1. Друкованный М.Ф. и др. Справочник по буровзрывным работам. М.: Недра, 1976.

2. Суханов А.Д., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. М.: Недра, 1983.