Способ уничтожения дымных порохов методом подрыва с использованием в качестве средства инициирования взрывчатого вещества

Способ уничтожения дымных порохов методом подрыва с использованием в качестве средства инициирования взрывчатого вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 = ρ о V 2 4 = 1 7 0 0 ⋅ ( 4 2 0 ) 2 4 = 7 5   М П а ,

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 = 3 m 4 π ρ o 3 = 3 ⋅ 2 0 0 ⋅ 1 0 − 3 4 ⋅ 3 , 1 4 ⋅ 1 6 0 0 3 = 0 , 0 3 2 1   м .

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 ⋅ V 1 n = P 2 ⋅ V 2 n ,   ⇒ P 2 = P 1 ⋅ 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 = ρ o V 2 4 = 1 6 0 0 ⋅ ( 7 0 0 0 ) 2 4 = 1 , 9 6 ⋅ 1 0 1 0     П а ,

V 1 = 1 ρ o = 1 1 6 0 0 = 6 , 2 5 ⋅ 1 0 − 4   м 3 / к   г ,

V 2 = 4 3 π ( 1 , 5 r o ) 3 = 1 0 , 2 = 4 3 π ( 1 , 5 ⋅ 0 , 0 3 2 1 ) 3 ⋅ 1 0 , 2 = 5 , 5 8 ⋅ 1 0 − 3   м 3 / к   г ,

P 2 = P 1 ⋅ V 1 3 2 V 2 3 = 1 , 9 6 ⋅ 1 0 1 0 ( 6 , 2 5 ⋅ 1 0 − 4 ) 3 2 ⋅ ( 5 , 5 8 ⋅ 1 0 − 3 ) 3 = 1 3 8   М П а .

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]:

Δ P = 0 , 8 4 ω 3 1 R + 2 , 7 ω 3 2 R 2 + 7 ω R 3 ,

где R - удаление рассматриваемой точки от центра взрыва.

Δ P = 0 , 8 4 ω 3 1 R + 2 , 7 ω 3 2 R 2 + 7 ω R 3 = 0 , 8 4 7 0 , 8 3 1 3 0 + 2 , 7 7 0 , 8 3 2 3 0 2 + 7 7 0 , 8 3 0 3 = 0 , 1 9 к   г с м 2 .

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

F = Δ P S б n = 0 , 1 9 ⋅ 1 0 5 ⋅ 0 , 4 2 ⋅ 0 , 5 7 = 4 5 4 8   Н ,

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.

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.