Скважинный заряд
Реферат
Использование: для ведения взрывных работ в горной промышленности и строительстве. Сущность изобретения: скважинный заряд содержит два концентрично расположенных заряда взрывчатого вещества. Центральный заряд 1 имеет осевой сквозной цилиндрический канал 2. Периферийный заряд 3 имеет скорость детонации, меньшую скорости детонации заряда 1. Кислородный баланс заряда 3 выше, чем заряда 1. Центральный заряд 1 может быть выполнен из баллиститного ракетного твердого топлива, периферийный заряд 3 - из непатронированного промышленного взрывчатого вещества или аммиачной селитры. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к ведению взрывных работ в горной промышленности и строительстве и может быть использовано в качестве скважинного заряда взрывчатого вещества (ВВ) для отбойки преимущественно крепких и весьма крепких горных пород.
Известен заряд ВВ, выполненный в виде шашки из баллиститного ракетного твердого топлива (БРТТ) и имеющий осевой сквозной цилиндрический канал [1] Данный заряд используется в качестве твердого топлива для ракетных двигателей. В то же время шашки из БРТТ имеют высокие взрывчатые и эксплуатационные характеристики, производство их хорошо отлажено, безопасно и экономично. Недостатками таких зарядов при их использовании для дробления горных пород является низкая объемная концентрация энергии из-за невысокой плотности заряжания скважин, низкое качество дробления пород и меньший объем их разрушения по сравнению с промышленными ВВ, имеющими скорость детонации меньше скорости детонации шашки из БРТТ, но заполняющими все сечение скважины, а также большой объем выделяемого при взрыве токсичного оксида углерода из-за низкого кислородного баланса. Прототипом изобретения является скважинный заряд, содержащий два концентрично расположенных заряда [2] Основной недостаток прототипа сложность монтажа заряда, так как он требует специальных устройств для совмещения обеих частей заряда непосредственно перед взрывом. Особенно это сказывается при массовых взрывах скважин: значительно повышается время их заряжания. Задача изобретения создание такого заряда ВВ, который может быть использован в качестве скважинного за счет расширения функциональных возможностей серийно выпускаемых зарядов (шашек) из БРТТ с одновременным увеличением объемной концентрации энергии, упрощением, повышением качества дробления и увеличением объема разрушения горных пород, а также снижение объема выделяемого при взрыве токсичного оксида углерода. Это решается тем, что в скважинном заряде, содержащем два концентрично расположенных заряда, центральный заряд выполнен с осевым сквозным цилиндрическим каналом, при этом скорость детонации центрального заряда больше скорости детонации периферийного заряда, а кислородный баланс ниже кислородного баланса периферийного заряда. Кроме того, в скважинном заряде центральный заряд выполнен из баллиститного ракетного твердого топлива. Аналогично, в частном случае, периферийный заряд выполнен из непатронированного промышленного взрывчатого вещества или аммиачной селитры. На чертеже представлен скважинный заряд. Он состоит из двух концентрично расположенных зарядов центрального заряда 1 с осевым сквозным цилиндрическим каналом 2 и периферийного 3. При этом скорость детонации заряда 1 больше скорости детонации 3, а кислородный баланс заряда 1 ниже кислородного баланса заряда 3. Заряд 1 выполнен из баллиститного ракетного твердого топлива, а заряд 3 из непатронированного промышленного взрывчатого вещества или аммиачной селитры. Заряд размещается в скважине 4, вследствие чего толщина заряда 3 равна зазору между зарядом 1 и стенкой скважины 4. Работа заряда осуществляется следующим образом. При производстве взрывных работ в пробуренную скважину 4 вручную устанавливают несколько зарядов 1 до расчетной высоты заряда. После этого образуют заряд 3 в зазоре между зарядом 1 и стенкой скважины 4. Устанавливают боевик и производят забойку скважины. При взрыве боевика в начальный момент в зарядах 1 и 3 возбуждается детонация, распространяющаяся со скоростями, равными обычным для них скоростям. В осевом сквозном цилиндрическом канале 2 за счет кумулятивных явлений возникает мощная ударная волна, движущаяся со скоростью, значительно превышающей обычную скорость детонации в заряде 1. В результате вдоль внешней поверхности заряда 1 начинает распространяться детонационная волна со скоростью, также превышающей обычную. Эта детонационная волна на границе раздела зарядов 1, 3 возбуждает в периферийном заряде 3 волну сжатия SА. В области сжатого заряда 3 (ОА) скорость детонации выше его начальной скорости D1, с которой детонационная волна распространяется вдоль внешней поверхности заряда 3 на небольшом начальном участке. В некоторый момент точка В выходит на внешнюю поверхность заряда 3, что вызывает скачкообразное увеличение скорости детонации. Затем ударная волна, пройдя участок небольшой длины (порядка 8-12 диаметров канала 2), затухает из-за потерь при взаимодействии со стенками заряда 1. Во время затухания первичной ударной волны вырабатывается вторичная ударная волна, скорость которой также значительно превышает обычную скорость детонации заряда 1, и описанный процесс возобновляется, многократно повторяясь. Таким образом, заполнение зазора, образующегося при размещении в скважине 4 заряда 1, дополнительным периферийным зарядом 3 приводит к повышению объемной концентрации энергии, вследствие чего значительно увеличивается объем разрушения горных пород. Использование промышленных ВВ (заряд 3) со скоростями детонации, меньшими скорости детонации заряда 1, приводит к улучшению качества дробления горных пород за счет возникающего при взрыве заряда неоднократного скачкообразного увеличения скорости детонации, возникающей на границе раздела промышленное ВВ (заряд 3) горная порода. Применение промышленных ВВ или аммиачной селитры (заряд 3) с более высоким кислородным балансом, чем у заряда 1, позволяет увеличить кислородный баланс заявляемого заряда и, тем самым, снизить объем выделяемого при взрыве очень токсичного оксида углерода.Формула изобретения
1. Скважинный заряд, содержащий два концентрично расположенных заряда, отличающийся тем, что центральный заряд выполнен с осевым сквозным цилиндрическим каналом, при этом скорость детонации центрального заряда больше скорости детонации периферийного заряда, а кислородный баланс ниже кислородного баланса периферийного заряда. 2. Заряд по п. 1, отличающийся тем, что центральный заряд выполнен из баллиститного ракетного твердого топлива. 3. Заряд по п.1 или 2, отличающийся тем, что периферийный заряд выполнен из непатронированного промышленного взрывчатого вещества или аммиачной селитры.РИСУНКИ
Рисунок 1