заряд взрывчатого вещества и способ ведения взрывных работ

Формула изобретения

1. Заряд взрывчатого вещества, содержащий герметичный корпус, средство взрывания и двухкомпонентное жидкое взрывчатое вещество, выполненное в виде бинарного заряда, для чего компоненты жидкого взрывчатого вещества - окислитель, например четырехокись азота, и горючее, например, углеводородное горючее, размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, отличающийся тем, что средство взрывания размещено в объеме с горючим, а перегородка выполнена из тонкой полимерной пленки в виде двойного вывернутого внутрь и заполненного горючим герметичного рукава, сгиб которого надет на цилиндрическую заглушку и обжат упругим уплотняющим устройством с одной стороны корпуса заряда, а отрезной конец внешней части рукава с противоположной стороны корпуса заряда герметично надет на цилиндрическую втулку корпуса заряда, и отрезной конец внутренней части рукава герметично закупорен и выведен наружу через обжимной узел внутри цилиндрической втулки, или перегородка выполнена из хрупкого материала, например стекла, и заполнена горючим, а внутри нее размещено специальное устройство для ее разрушения, например, тонкая взрывающаяся металлическая проволочка.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что средство взрывания выполнено в виде тонкой взрывающейся металлической проволочки.

3. Заряд по п.1, отличающийся тем, что средство взрывания выполнено в виде тонкой взрывающейся металлической пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку.

4. Заряд по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в объеме с горючим дополнительно размещено одно или более средство взрывания с различными электрическими сопротивлениями, отличающимися друг от друга не менее чем на 10%, причем все средства взрывания соединены параллельно.

5. Способ ведения взрывных работ, включающий размещение на объекте заряда двухкомпонентного жидкого взрывчатого вещества, выполненного в виде бинарного заряда, для чего компоненты жидкого взрывчатого вещества - окислитель, например четырехокись азота, и горючее, например углеводородное горючее, размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, содержащего герметичный корпус и средство взрывания, монтаж электровзрывной сети, подсоединение к ней средства подрыва и подрыв заряда, отличающийся тем, что средство взрывания размещено в объеме с горючим, а перегородка выполнена из тонкой полимерной пленки в виде двойного вывернутого внутрь и заполненного горючим герметичного рукава, сгиб которого надет на цилиндрическую заглушку и обжат упругим уплотняющим устройством с одной стороны корпуса заряда, а отрезной конец внешней части рукава с противоположной стороны корпуса заряда герметично надет на цилиндрическую втулку корпуса заряда, и отрезной конец внутренней части рукава герметично закупорен и выведен наружу через обжимной узел внутри цилиндрической втулки, или перегородка выполнена из хрупкого материала, например стекла, и заполнена горючим, а внутри нее размещено специальное устройство для ее разрушения, например, тонкая взрывающаяся металлическая проволочка, причем образование жидкого взрывчатого вещества осуществляют путем удаления перегородки между окислителем и горючим после монтажа электровзрывной сети и подсоединения к ней средства подрыва.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области взрывного дела, в частности может быть с использовано для разделения или разрушения объектов взрывом, например, при разделке на металлолом громоздких металлических конструкций отслуживших надводных и подводных кораблей, танков, самолетов и пр.), для дробления горных пород, обработки металлов давлением и т.п.

Известен удлиненный кумулятивный заряд, содержащий помещенное в цилиндрическую трубчатую, например полимерную, оболочку с кумулятивной выемкой жидкое взрывчатое вещество (ЖВВ), являющееся смесью окислителя, например четырехокиси азота, и углеводородного горючего, например керосина или дизельного топлива (Патент RU 2094741, кл. 6 F 42 В 1/02, 1995).

Известен способ изготовления удлиненного кумулятивного заряда взрывчатого вещества, заключающийся в предварительной подготовке оболочки и заполнении ее ЖВВ (Патент RU 2035028, кл. 6 F 42 В 1/036, 1992).

К недостаткам указанного заряда и способа его изготовления можно отнести высокую степень опасности при его изготовлении, транспортировке и использовании.

Известен заряд взрывчатого вещества, содержащий корпус, жидкое взрывчатое вещество (смесь четырехокиси азота и углеводородного горючего) и скрепленное с корпусом средство взрывания, выполненное в виде взрывающейся проволочки или мостика (Патент RU 2084806, кл. 6 F 42 В 1/02, F 42 D 3/00, 1995).

Известен способ ведения взрывных работ, включающий размещение заряда и средства взрывания на объекте, монтаж электровзрывной сети в пределах опасной зоны и подсоединение к ней средства взрывания, осуществляемые до заполнения корпуса заряда ЖВВ (Патент RU 2084806, кл. 6 F 42 В 1/02, F 42 D 3/00, 1995).

Недостатками данных решений являются высокая степень огневой опасности изготовления и применения заряда ЖВВ на месте, трудности его использования при разделении сложнопрофильных объектов. Четырехокись азота, другие применяемые окислители и унитарные ЖВВ, как правило, являются высокотоксичными летучими веществами. Заполнение зарядов ЖВВ непосредственно на месте проведения работ требует большой осторожности и длительного времени, особенно при заливке множества зарядов на протяженном или сложнопрофильном объекте. Из-за высокой летучести окислителя резко ограничены возможности работы с ЖВВ в летнее время при высокой температуре окружающей среды. Поэтому указанный способ ведения взрывных работ трудоемок и представляет собой большую огневую и токсилогическую опасность для человека (взрывника) при выполнении операции заполнения корпуса заряда ЖВВ. Ограничение возможности работы с ЖВВ в летнее время. Нахождение средства взрывания, выполненного в виде взрывающейся проволочки или мостика, в среде, содержащей активный окислитель, резко снижает надежность системы инициирования из-за коррозии проволочки.

Известен заряд взрывчатого вещества, содержащий герметичный корпус, средство взрывания и двухкомпонентное жидкое взрывчатое вещество, выполненное в виде бинарного заряда, для чего компоненты жидкого взрывчатого вещества - окислитель, например четырехокись азота, и горючее, например углеводородное горючее, размещенные в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой. (Патент RU 2135439, кл. 6 С 06 В 47/00, F 42 B 3/087, F 42 D 1/00, 27.08.1999).

Известен способ ведения взрывных работ, включающий размещение заряда двухкомпонентного жидкого взрывчатого вещества, выполненного в виде бинарного заряда, для чего компоненты жидкого взрывчатого вещества - окислитель, например четырехокись азота, и горючее, например углеводородное горючее, размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, содержащего герметичный корпус, средство взрывания на объекте, монтаж электровзрывной сети, подсоединение к ней средства подрыва и подрыв заряда (Патент RU 2135439, кл. 6 С 06 В 47/00, F 42 B 3/087, F 42 D 1/00, 27.08.1999).

Указанные решения (по патенту RU 2135439) являются наиболее близкими аналогами заявленных изобретений.

Недостатками данных решений являются высокая степень огневой опасности и высокотоксичность, трудности его использования при разделении сложнопрофильных объектов, ограничение возможности работы с ЖВВ в летнее время. Нахождение средства взрывания, выполненного в виде взрывающейся проволочки или мостика, в среде, содержащей активный окислитель, резко снижает надежность системы инициирования из-за коррозии проволочки.

Задачей изобретения является создание такого заряда ЖВВ и способа ведения взрывных работ, которые обеспечили бы уменьшение огневой и токсилогической опасности при подготовке и использовании заряда, упрощение установки (размещения) его на различных объектах, возможность работы при высокой температуре окружающей среды, повышение надежности системы инициирования, длительность хранения и безопасность транспортировки, снижение себестоимости и трудоемкости взрывных работ.

Решение поставленной задачи достигается зарядом взрывчатого вещества, содержащим герметичный корпус, средство взрывания и двухкомпонентное жидкое взрывчатое вещество, выполненное в виде бинарного заряда, для чего компоненты жидкого взрывчатого вещества - окислитель, например четырехокись азота, и горючее, например углеводородное горючее, размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой. Средство взрывания размещено в объеме с горючим, а перегородка выполнена из тонкой полимерной пленки в виде двойного вывернутого внутрь и заполненного горючим герметичного рукава, сгиб которого надет на цилиндрическую заглушку и обжат упругим уплотняющим устройством с одной стороны корпуса заряда, а отрезной конец внешней части рукава с противоположной стороны корпуса заряда герметично надет на цилиндрическую втулку корпуса заряда, и отрезной конец внутренней части рукава герметично закупорен и выведен наружу через обжимной узел внутри цилиндрической втулки или перегородка выполнена из хрупкого материала, например, стекла и заполнена горючим, а внутри нее размещено специальное устройство для ее разрушения, например тонкая взрывающаяся металлическая проволочка.

Средство взрывания может быть выполнено в виде тонкой взрывающейся металлической проволочки.

Средство взрывания может быть выполнено в виде тонкой взрывающейся металлической пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку.

В объеме с горючим может быть дополнительно размещено одно или более средство взрывания с различными электрическими сопротивлениями, отличающимися друг от друга не менее чем на 10%, причем все средства взрывания соединены параллельно.

Решение поставленной задачи достигается также способом ведения взрывных работ, включающим размещение заряда двухкомпонентного жидкого взрывчатого вещества, выполненного в виде бинарного заряда, для чего компоненты жидкого взрывчатого вещества - окислитель, например четырехокись азота, и горючее, например углеводородное горючее, размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, содержащего герметичный корпус, средство взрывания на объекте, монтаж электровзрывной сети, подсоединение к ней средства подрыва и подрыв заряда. Средство взрывания размещено в объеме с горючим, а перегородка выполнена из тонкой полимерной пленки в виде двойного вывернутого внутрь и заполненного горючим герметичного рукава, сгиб которого надет на цилиндрическую заглушку и обжат упругим уплотняющим устройством с одной стороны корпуса заряда. Отрезной конец внешней части рукава с противоположной стороны корпуса заряда герметично надет на цилиндрическую втулку корпуса заряда, и отрезной конец внутренней части рукава герметично закупорен и выведен наружу через обжимной узел внутри цилиндрической втулки, или перегородка выполнена из хрупкого материала, например, стекла и заполнена горючим, а внутри нее размещено специальное устройство для ее разрушения, например тонкая взрывающаяся металлическая проволочка, причем образование жидкого взрывчатого вещества осуществляют путем удаления перегородки между окислителем и горючим после монтажа электровзрывной сети и подсоединения к ней средства подрыва.

Предлагаемые заряд и способ были разработаны на основе детальных экспериментальных исследований параметров конструкции заряда ЖВВ и параметров специального устройства для разрушения стеклянной оболочки. Соотношение объемов окислителя и горючего в корпусе заряда выбиралось из условия обеспечения стехиометрического состава ЖВВ после смешения компонентов. Заряд может быть выполнен удлиненным, в частности кумулятивным, с одной или несколькими кумулятивными выемками или сосредоточенным (осесимметричным) кумулятивным. До настоящего времени такие бинарные заряды ЖВВ и способ ведения взрывных работ не использовались, и нельзя было заранее предвидеть возможность практической реализации идеи.

Принципиальным результатом проведенных испытаний является установление возможности организации быстрого, эффективного и безопасного смешения компонентов в герметичном корпусе заряда после удаления оболочки (перегородки) между окислителем и горючим. Опыты с подкрашенными компонентами показали, что в цилиндрическом заряде диаметром 40 мм и длиной 250 мм, имеющим кумулятивную выемку и разделительную оболочку из тонкой полимерной пленки, время смешения компонентов не превышало 10 с, чему способствовала сильная турбулизация жидкостей при вытягивании полимерного рукава из корпуса заряда. Аналогичный результат получен и для заряда с разделительной оболочкой из стекла, разрушаемой ударной волной при электрическом взрыве тонкой металлической проволочки внутри объема с горючим. Движущиеся с большой скоростью в жидкости внутри корпуса заряда осколки стеклянной оболочки приводят к быстрому и эффективному смешению компонентов.

Обнаружено, что средство взрывания и специальное устройство для разрушения оболочки из хрупкого материала могут быть соединены параллельно, если электрическое сопротивление средства взрывания превосходит электрическое сопротивление специального устройства для разрушения оболочки. В этом случае последовательное инициирование специального устройства для разрушения оболочки и инициирование средства взрывания могут быть осуществлены двумя последовательными импульсами электрического тока от средства подрыва по одной и той же электрической цепи. Электрический ток первого импульса протекает, в основном, через проводник с минимальным сопротивлением, т.е. через специальное устройство для разрушения оболочки, вызывая его электрический взрыв. Средство взрывания при этим сохраняется и инициируется вторым импульсом электрического тока. Надежное инициирование заряда обеспечивается, если электрическое сопротивление средства взрывания более чем в 10 раз превосходит электрическое сопротивление специального устройства для разрушения оболочки.

Установлено, что для повышения надежности инициирования заряда в объеме с горючим могут быть размещены два и более средств взрывания, соединенных параллельно. При подаче импульса электрического тока для инициирования образовавшегося ЖВВ вследствие нелинейности электрического процесса происходит электрический взрыв средства взрывания с минимальным электрическим сопротивлением. Если по каким-либо причинам данное средство взрывания окажется неисправным, то происходит электрический взрыв следующего средства взрывания с минимальным электрическим сопротивлением. Определенность в очередности инициирования средств взрывания, которые могут быть размещены в различных областях объема с горючим, достигается тем, что их электрические сопротивления выбираются отличающимися друг от друга не менее чем на 10%.

Предлагаемая герметичная конструкция бинарного заряда позволяет длительное и безопасное его хранение и транспортировку, быстрое и безопасное приведение его в рабочее состояние на месте проведения взрывных работ, что значительно упрощает его установку (размещение) на различных объектах и преодолевает трудности его использования при разделении сложнопрофильных объектов.

Снаряжение заряда высокотоксичным и летучим окислителем в специализированной организации уменьшает себестоимость и трудоемкость взрывных работ, не нарушает экологическую обстановку на объекте. Снаряжение заряда углеводородным горючим, например дизельным топливом, может быть проведено также в специализированной организации или на месте.

Герметичность заряда позволяет работать в условиях повышенной температуры окружающей среды (вплоть до 40-50^oC) даже при использовании таких легколетучих окислителей, как четырехокись азота. Размещение средства взрывания и устройства для разрушения хрупкой оболочки, выполненных, например, в виде тонких металлических проволочек или мостика, в среде углеводородного горючего обеспечивает их длительную сохранность и безотказность в работе.

На чертеже представлен заряд ЖВВ, содержащий корпус 1 и средство взрывания 2. Корпус заряда 1 герметичен, а жидкий окислитель 3 и жидкое горючее 4 размещены в разных объемах, разделенных герметичной оболочкой 5 (а) или 12(б). Средство взрывания 2 размещено в объеме с горючим 4. Корпус заряда может иметь кумулятивную выемку 11. При этом:

а) разделительная оболочка 5 из тонкой полимерной пленки выполнена в виде двойного вывернутого внутрь и заполненного горючим герметичного рукава, сгиб которого надет на цилиндрическую заглушку 6 и обжат упругим уплотняющим устройством 7 с одной стороны корпуса заряда, а отрезной конец внешней части рукава с противоположной стороны корпуса заряда герметично надет на цилиндрическую втулку 8 корпуса заряда, и отрезной конец внутренней части рукава 9 герметично закупорен и выведен наружу через обжимной узел 10 внутри цилиндрической втулки 8;

б) герметичная оболочка 12 выполнена из хрупкого материала, например, стекла, и заполнена горючим 4, а внутри нее размещено специальное устройство 13 для ее разрушения, например тонкая металлическая проволочка, взрывающаяся от импульса электрического тока;

в) профиль корпуса 1 заряда может быть осесимметричным или иметь, как показано на чертеже (а,б), кумулятивную выемку 11.

В снаряженном состоянии заряд не опасен, поскольку окислитель и горючее размещены в различных изолированных друг от друга объемах, а по отдельности ни окислитель, ни горючее не являются взрывчатыми веществами, способными к детонации.

При проведении взрывных работ по предлагаемому способу устанавливают в требуемых местах снаряженные заряды, осуществляют монтаж электровзрывной сети в пределах опасной зоны предстоящего взрыва с подсоединением к ней средства подрыва, а затем приводят каждый заряд в рабочее состояние путем организации смешения указанных компонентов заряда. Это осуществляют следующим образом:

а) при вытягивании внутренней части рукава 9 из цилиндрической втулки 8 через обжимной узел 10 происходит соскальзывание внутренней части рукава 5 со втулки 6 из-под упругого уплотнительного устройства 7, результате чего горючее вытекает из объема внутренней части рукава 4 в объем с окислителем 3 и смешивается с ним, образуя ЖВВ. Обжимной узел 10 внутри втулки 8 обеспечивает полное опустошение вывернутого рукава от горючего;

б) при подаче предварительного импульса электрического тока на специальное устройство 13, например на тонкую металлическую проволочку, происходит ее электрический взрыв, приводящий к разрушению герметичной оболочки 12 из хрупкого материала, в результате чего горючее вытекает из объема 4 в объем с окислителем 3 и смешивается с ним, образуя ЖВВ.

После приведения зарядов в рабочее состояние подают инициирующий импульс электрического тока от средства подрыва в электровзрывную сеть на средство взрывания заряда и осуществляют их подрыв.

Использование заявляемого изобретения позволит добиться уменьшения огневой и токсикологической опасности при подготовке и использовании заряда, упрощения установки (размещения) его на различных объектах, обеспечит возможность работы при высокой температуре окружающей среды, повысит надежность системы инициирования, обеспечит длительность хранения и безопасность транспортировки, снижение себестоимости и трудоемкости взрывных работ.