насадка для формирования заряда из гранулированного взрывчатого вещества

Формула изобретения

Насадка для формирования заряда из гранулированного ВВ, включающая цилиндрический корпус с центрирующими элементами и входным и выходным соплами, отличающаяся тем, что в цилиндрическом корпусе установлены поочередно несколько диффузоров с гладкими стенками, между которыми расположены конфузоры с шероховатыми стенками, снабженные остроконечной насечкой в виде насечки драчевого напильника или перфорацией с рваными выступами в форме терки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и предназначено для пневматического заряжения шпуров и скважин гранулированным взрывчатым веществом (ВВ), а также может быть использовано для устранения потерь ВВ при пневматическом заряжании, повышении плотности заряда, повышении чувствительности заряда и в соответствии с этим повышении эффективности действия взрыва.

Известна насадка, выполняющая функцию центрирования потока ВВ в скважине, выполненная в виде жесткой трубки, снабженной центрирующими элементами и выходным соплом, соединенным с зарядным трубопроводом (см. патент Канады №948904, НКИ 86-5.1, 1972г.). Эта насадка не обеспечивает центрирования факела в скважине по концентрации частиц в нем, необходимую скорость частиц и угол раствора факела и соответственно устойчивое формирование заряда в скважине.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является насадка, включающая соосно расположенные входное сопло, соединенное с зарядным трубопроводом, цилиндрический корпус в виде трубы, выходное сопло и центрирующие элементы по концам насадки (см. а.с. СССР №684959, кл. Е 21 С 37/12, 1981г.). Преимущество ее состоит в том, что на выходе насадки получается поток ВВ и воздуха (факел), соосный со скважиной и симметричный по концентрации ВВ в сечении факела, эпюра которого сходна с кривой распределения случайной величины по нормальному закону, что обеспечивает после взаимодействия со стенками скважины периферийной части факела равномерное поступление ВВ по всему фронту на поверхность формируемого заряда. За счет параметров выходного сопла (диаметр, длина) обеспечивается необходимая скорость частиц ВВ. В этих условиях процесс формирования заряда протекает при наименьших потерях ВВ (выноса из скважины) и обеспечивает плотность заряда - 1,1-1,2 г/см³.

Недостаток насадки состоит в том, что в ней не происходит подготовка ВВ к формированию заряда по дисперсности и пластичности. При работе с этой насадкой дробление продукта происходит в период формирования заряда при ударе гранул ВВ о поверхность заряда, за это малое время продукт плохо смачивается и не полностью пластифицируется, что приводит к пылению при заряжании, а пластификаторы (вода или раствор селитры), подаваемые в поток ВВ, не обеспечивают достаточно эффективное подавление пыли, т.е. пластификация ВВ не успевает проходить за время формирования заряда на его поверхности. При увеличении количества пластификатора он выдувается из скважины вместе с пылью или размывает заряд.

Кроме того, при работе этой насадки, заряд получается грубодисперсный, с большим количеством целых гранул, и соответственно обладающий низкой чувствительностью, а в случае увеличения плотности, например, в результате подбоя заряда соседним взрывом, в колонке заряда происходит переуплотнение и соответственно затухание детонации на этом участке. В особенности это характерно для веерных зарядов небольшого диаметра (до 105 мм), применяемых на подземных работах.

Технической задачей, решаемой настоящим техническим решением, является устранение указанных недостатков, т.е. обеспечение подготовки ВВ к формированию заряда с заданной дисперсностью и пластичностью.

Указанная задача в насадке для формирования заряда из гранулированного ВВ, включающей цилиндрический корпус с центрирующими элементами и входным и выходным соплами, решена тем, что в цилиндрическом корпусе установлены поочередно несколько диффузоров с гладкими стенками, между которыми расположены конфузоры с шероховатыми стенками, снабженные остроконечной насечкой в виде насечки драчевого напильника или перфорацией с рваными выступами в форме терки.

Указанное выполнение насадки позволяет обеспечить дробление гранул ВВ, их требуемую пластификацию при одновременном устранении пыления ВВ перед их подачей непосредственно в забой, что не имеет аналогов среди известных устройств, обеспечивающих формирование заряда из гранулированного ВВ, а следовательно, соответствует критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлено осевое сечение заявляемой насадки.

На фиг.2 представлено поперечное сечение сменного конфузора.

Насадка состоит из трубчатого цилиндрического корпуса 1, установленного в забое 2 при помощи центрирующих элементов 3. Внутри корпуса 1 последовательно расположены камеры А, Б и В, каждая из которых образована гладким диффузором 4 и сменным конфузором 5 с шероховатой стенкой (поверхностью) 6. Входом насадки является входное сопло 7, соединенное с входной трубой (или шлангом) 8, а ее выходом - выходное сопло 9. Внутренне неиспользуемое пространство между корпусом 1 и камерами А, Б и В заполнено вставками из инертного материала 10. Центрирующие элементы 3 закреплены при помощи стопорных гаек 11.

Насадка работает следующим образом.

Исходное сырье в виде гранул ВВ в потоке воздуха вместе с жидким пластификатором (например, раствором селитры) поступает из трубы 8 через входное сопло 7 в камеру А, образованную гладким диффузором 4 и сменным конфузором 5 с шероховатой поверхностью 6. При выходе смеси в камеру А, на выходе диффузора 4 образуется факел с углом раствора, равным углу диффузора 4, при этом периферийная часть факела попадает на шероховатую поверхность 6 конфузора 5, а его центральная часть проходит на выход камеры А и через входное сопло камеры Б поступает в камеру Б. Периферийная часть смеси частично дробится на шероховатой поверхности 6 конфузора 5 камеры А и с меньшей скоростью поступает на ее выход. При этом жидкая фаза потока пластифицирует раздробленный продукт. Аналогичным образом процесс повторяется в камерах Б и В до полного поглощения жидкой фазы раздробленным продуктом. Количество камер (А, Б, В) в насадке определяется необходимостью полного поглощения пластификатора измельченным ВВ. Таким образом, более крупные и слабые гранулы дробятся, а более крепкие и мелкие гранулы, примерно до 1 мм диаметром, остаются целыми. На выходе камеры В поток проходит через выходное сопло 9 и в виде факела с нормально распределенными частицами поступает на заряд, где пластичные частицы и их конгломерации образуют достаточно мягкую поверхность (основу), на которую оставшиеся целыми гранулы прилипают при ударе, не разрушаясь. В результате получается полидисперсная механическая смесь частиц ВВ с пузырьками воздуха, размещенными хаотично в среде заряда. Плотность заряда при этом достигает до 1,4 г/см³.

Наличие тонкодисперсной части заряда и воздушных пузырьков делает продукт более чувствительным к инициирующему импульсу и менее чувствительным к подбою соседним взрывом. Кроме того, при заряжании, в особенности восстающих скважин, процесс формирования заряда протекает более устойчиво при значительных отклонениях расстояния между насадкой и зарядом, от его оптимальной величины.

При изготовлении полидисперсного текучего продукта плотностью 1,45-1,55 г/см³ (заряжание скважины на открытых горных работах) при повышенном содержании жидкой добавки (10-20% раствора селитры) насадка позволяет обеспечить необходимое дробление гранул ВВ и насыщение вязко-текучего продукта пузырьками воздуха, сенсибилизирующими продукт.

Насадку можно использовать как для простейших составов типа АС-ДТ, изготавливаемых непосредственно при заряжании, так и для штатных гранулированных ВВ, допущенных к пневматическому заряжанию.