заряд взрывчатого вещества (варианты)

Формула изобретения

1. Заряд взрывчатого вещества, включающий первичное средство инициирования и взрывчатую смесь, содержащую измельченную аммиачную селитру, жидкое горючее или смесь жидкого горючего и порошкообразного органического, и/или металлического, и/или взрывчатого горючего, отличающийся тем, что заряд выполнен в виде насыпного слоя взрывчатой смеси высотой (Н_с) не менее критической толщины слоя взрывчатой смеси на твердой поверхности и площадью контакта взрывчатой смеси с поверхностью дробления, равной не более 4Н_с ², причем первичное средство инициирования размещено в центре насыпного слоя взрывчатой смеси, а в качестве взрывчатой смеси использована взрывчатая смесь, содержащая измельченную аммиачную селитру с размером частиц не более 1,0 мм и содержанием частиц размером до 0,25 мм не менее 20 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиачная селитра	95,0-65,0
жидкое горючее или смесь жидкого горючего
и порошкообразного органического, и/или
металлического, и/или взрывчатого горючего	5,0-35,0

2. Заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого горючего взрывчатая смесь содержит жидкий нефтепродукт - дизельное топливо, минеральные масла, отработанные минеральные масла, топочный мазут или их смесь.

3. Заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного органического горючего взрывчатая смесь содержит торф, или лигнин, или древесную муку, или каменный или древесный уголь.

4. Заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного металлического горючего взрывчатая смесь содержит алюминий, или алюминий кремнистый, или ферросилиций, или силикокальций, или их смесь.

5. Заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного взрывчатого горючего взрывчатая смесь содержит тротил, или гексоген, или динитронафталин, или их смесь.

6. Заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что заряд дополнительно содержит внешнюю забойку из твердого сыпучего материала, например песка или жидкого материала.

7. Заряд взрывчатого вещества по п.1, отличающийся тем, что в качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы или детонирующие шнуры.

8. Заряд взрывчатого вещества, включающий взрывчатое вещество и инициатор взрыва, состоящий из промежуточного детонатора, выполненного из взрывчатой смеси, содержащей измельченную аммиачную селитру, жидкое горючее или смесь жидкого горючего и порошкообразного органического, и/или металлического, и/или взрывчатого горючего, и установленного внутри него первичного средства инициирования, отличающийся тем, что промежуточный детонатор выполнен в виде слоя взрывчатой смеси диаметром, равным диаметру заряда, и высотой не более двух диаметров заряда, при этом диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатого вещества, а в качестве взрывчатой смеси использована взрывчатая смесь с детонационным импедансом, большим детонационного импеданса взрывчатого вещества, содержащая измельченную аммиачную селитру с размером частиц не более 1,0 мм и содержанием частиц размером до 0,25 мм не менее 20 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиачная селитра	95,0-65,0
жидкое горючее, или смесь жидкого горючего
и порошкообразного органического, и/или
металлического, и/или взрывчатого горючего	5,0-35,0

9. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что он сформирован в виде патрона в полимерном рукаве.

10. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что он сформирован в скважине или шпуре.

11. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что он дополнительно содержит забойку из инертного материала.

12. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что в качестве жидкого горючего взрывчатая смесь содержит жидкий нефтепродукт - дизельное топливо, минеральные масла, отработанные минеральные масла, топочный мазут или их смесь.

13. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного органического горючего взрывчатая смесь содержит торф, или лигнин, или древесную муку, или каменный или древесный уголь.

14. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного металлического горючего взрывчатая смесь содержит алюминий, или алюминий кремнистый, или ферросилиций, или силикокальций, или их смесь.

15. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного взрывчатого горючего взрывчатая смесь содержит тротил, или гексоген, или динитронафталин, или их смесь.

16. Заряд взрывчатого вещества по п.8, отличающийся тем, что в качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы или детонирующие шнуры.

17. Заряд взрывчатого вещества, включающий взрывчатое вещество и размещенный внутри него инициатор взрыва, содержащий первичное средство инициирования и промежуточный детонатор, выполненный из взрывчатой смеси с детонационным импедансом, большим детонационного импеданса взрывчатого вещества, содержащей измельченную аммиачную селитру, жидкое горючее или смесь жидкого горючего и порошкообразного органического, и/или металлического, и/или взрывчатого горючего, отличающийся тем, что промежуточный детонатор выполнен в виде патрона диаметром и высотой, выбранными из соотношения H _пD_п ²/D ₃ ² 2D₃, где Н_п , D_п - высота и диаметр патрона, м, D ₃ - диаметр заряда, м, при этом диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатого вещества, а в качестве взрывчатой смеси использована взрывчатая смесь с детонационным импедансом, большим детонационного импеданса взрывчатого вещества, содержащая измельченную аммиачную селитру с размером частиц не более 1,0 мм и содержанием частиц размером до 0,25 мм не менее 20 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиачная селитра	95,0-65,0
жидкое горючее, или смесь жидкого горючего
и порошкообразного органического, и/или
металлического, и/или взрывчатого горючего	5,0-35,0

18. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что он сформирован в виде патрона в полимерном рукаве.

19. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что он сформирован в скважине или шпуре.

20. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что он дополнительно содержит забойку из инертного материала.

21. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что в качестве жидкого горючего взрывчатая смесь содержит жидкий нефтепродукт - дизельное топливо, минеральные масла, отработанные минеральные масла, топочный мазут или их смесь.

22. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного органического горючего взрывчатая смесь содержит торф, или лигнин, или древесную муку, или каменный или древесный уголь.

23. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного металлического горючего взрывчатая смесь содержит алюминий, или алюминий кремнистый, или ферросилиций, или силикокальций, или их смесь.

24. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного взрывчатого горючего взрывчатая смесь содержит тротил, или гексоген, или динитронафталин, или их смесь.

25. Заряд взрывчатого вещества по п.17, отличающийся тем, что в качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы или детонирующие шнуры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству взрывных работ с использованием зарядов на основе аммиачно-селитренных взрывчатых веществ на открытых и подземных горнодобывающих предприятиях.

Эффективность применения заряда взрывчатого вещества (ВВ), состоящего из взрывчатого вещества и средства взрывания, определяется полнотой протекания процесса детонации. Взрывание скважинных зарядов из промышленных ВВ производится промежуточными детонаторами, срабатывание которых осуществляется с помощью первичных средств инициирования - электрических и неэлектрических детонаторов или детонирующими шнурами (1, 2).

Существует ряд областей ведения взрывных работ специального назначения, когда требуется использовать заряды, взрывчатые вещества которых не должны содержать токсичных компонентов. К таким работам, например, относится взрывная утилизация изношенных автопокрышек в крошку в специальных взрывоциркуляционных установках, дробление негабаритных кусков горной породы и валунов, льда, дноуглубительные работы, обработка материалов энергией взрыва при дроблении и упрочнении металлов и др. Выбор типа взрывчатого вещества заряда и системы инициирования его, в частности промежуточных детонаторов, производится исходя из обеспечения надежной работы заряда, взрыво- и пожаробезопасности производства, экологической чистоты продуктов взрыва.

Для дробления негабаритов в настоящее время в основном используется заряд, состоящий из сыпучего или патронированного порошкообразного аммонита №6ЖВ и первичного средства инициирования (3). Взрывная утилизация изношенных автопокрышек в крошку, дробление льда, дноуглубительные работы производятся зарядами из аммиачно-селитренных взрывчатых веществ или водоустойчивых взрывчатых веществ, например гранулотола, инициируемых тротилсодержащими шашками-детонаторами типа ТП-400 с первичными средствами взрывания.

Недостатком этих зарядов является высокая стоимость шашек-детонаторов, аммонита №6ЖВ, водоустойчивых взрывчатых веществ, наличие токсичного тротила в их составах.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является комбинированный заряд взрывчатого вещества, состоящий средства взрывания и 2-х взрывчатых веществ с разными детонационными импедансами, одно из которых содержит гранулированную аммиачную селитру с размером гранул 0,3-1,0 мм или ее смесь с порошкообразной аммиачной селитрой с размером частиц 0,005-0,5 мм в соотношении от 3:1 до 1:3 и жидкое горючее или смесь жидкого горючего и порошкообразного органического и/или металлического, и/или взрывчатого горючего (4), принятый авторами за прототип.

Недостатком заряда-прототипа является повышенная стоимость из-за использования во взрывчатой смеси гранулированной аммиачной селитры с размером гранул 0,3-1,0 мм или ее смеси с порошкообразной аммиачной селитрой с размером частиц 0,005-0,5 мм, экологическая вредность ведения взрывных работ из-за использования штатных промежуточных детонаторов, содержащих токсичный тротил.

Технической задачей изобретения являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет повышения надежности и полноты детонации заряда, повышения безопасности и экологической чистоты и снижения стоимости ведения взрывных работ.

Техническая задача была решена разработкой заряда взрывчатого вещества и его вариантов, включающего средство взрывания и взрывчатую смесь, содержащую аммиачную селитру, жидкое горючее или смесь жидкого горючего и порошкообразного органического и/или металлического, и/или взрывчатого горючего, в котором:

- Вариант 1 - заряд выполнен в виде насыпного слоя взрывчатой смеси высотой (Н _с) не менее критической толщины слоя взрывчатой смеси на твердой поверхности и площадью контакта взрывчатой смеси с поверхностью дробления, равной не более 4Н_с ², причем первичное средство инициирования размещено в центре насыпного слоя взрывчатой смеси, а в качестве взрывчатой смеси использована взрывчатая смесь, содержащая измельченную аммиачную селитру с размером частиц не более 1,0 мм и содержанием частиц размером до 0,25 мм не менее 20 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиачная селитра	95,0-65,0
жидкое горючее или смесь жидкого горючего
и порошкообразного органического и/или
металлического, и/или взрывчатого горючего	5,0-35,0

Заряды взрывчатого вещества могут взрываться как без внешней забойки, так и с внешней забойкой, выполняемой из сыпучих или жидких материалов.

В качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы, или детонирующие шнуры.

- Вариант 2 - промежуточный детонатор выполнен в виде слоя взрывчатой смеси диаметром, равным диаметру заряда, и высотой не более двух диаметров заряда, при этом диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатого вещества, а в качестве взрывчатой смеси использована взрывчатая смесь с детонационным импедансом, большим детонационного импеданса взрывчатого вещества, содержащая измельченную аммиачную селитру с размером частиц не более 1,0 мм и содержанием частиц размером до 0,25 мм не менее 20 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиачная селитра	95,0-65,0
жидкое горючее или смесь жидкого горючего
и порошкообразного органического и/или
металлического, и/или взрывчатого горючего	5,0-35,0.

В качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы, или детонирующие шнуры.

Заряды взрывчатых веществ могут формироваться как в полимерном рукаве, так и непосредственно в скважине или шпуре.

Заряды взрывчатого вещества могут взрываться как без внешней забойки, так и с внешней забойкой, выполняемой из сыпучих материалов.

- Вариант 3 - промежуточный детонатор выполнен в виде патрона с диаметром и высотой, выбранными из соотношения Н_пD_п ²/D₃ ² D₃, где Н_п, D_п - высота и диаметр патрона, м, D ₃ - диаметр заряда, м, при этом диаметр заряда больше критического диаметра детонации взрывчатого вещества, а в качестве взрывчатой смеси использована взрывчатая смесь с детонационным импедансом, большим детонационного импеданса взрывчатого вещества, содержащая измельченную аммиачную селитру с размером частиц не более 1,0 мм и содержанием частиц размером до 0,25 мм не менее 20 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиачная селитра	95,0-65,0
жидкое горючее или смесь жидкого горючего
и порошкообразного органического и/или
металлического, и/или взрывчатого горючего	5,0-35,0.

В качестве первичных средств инициирования используются электрические или неэлектрические детонаторы, или детонирующие шнуры.

Заряды взрывчатых веществ могут формироваться как в полимерном рукаве, так и непосредственно в скважине или шпуре.

Заряды взрывчатого вещества могут взрываться как без внешней забойки, так и с внешней забойкой, выполняемой из сыпучих материалов.

Взрывчатая смесь вариантов 1-3 в качестве жидкого горючего содержит жидкий нефтепродукт - дизельное топливо, минеральные масла, отработанные минеральные масла, топочный мазут или их смесь; в качестве органического горючего - торф или лигнин, или древесную муку, или каменный или древесный уголь; в качестве порошкообразного металлического горючего - алюминий или алюминий кремнистый, или ферросилиций, или силикокальций, или их смесь; в качестве порошкообразного взрывчатого горючего - тротил или гексоген, или динитронафталин, или их смесь.

Необходимость разработки 3-х вариантов заряда обуславливается многообразием их применения: заряды варианта 1 используются для дробления негабаритных кусков и валунов на карьерах, при дроблении и упрочнении металлов энергией взрыва и др.; заряды варианта 2 - для дноуглубительных работ, дробления льда, в качестве скважинных и шпуровых зарядов на открытых и подземных горных работах; заряды варианта 3 - при взрывной утилизации изношенных автопокрышек в крошку в специальных взрывоциркуляционных установках, в качестве скважинных и шпуровых зарядов на открытых и подземных горных работах.

Основными требованиями к взрывчатой смеси, используемой в качестве промежуточного детонатора, являющегося составной частью средства взрывания (боевика), являются:

- безотказность детонации от первичных средств инициирования (электрических и неэлектрических детонаторов, детонирующего шнура), определяемых величиной критического диаметра детонации взрывчатой смеси;

- возбуждение импульса детонации основного взрывчатого вещества заряда, определяемого величинами детонационного импеданса промежуточного детонатора и инициируемого взрывчатого вещества заряда.

Величина детонационного импеданса ( _смD_см), создаваемого продуктами детонации промежуточного детонатора (слоя или патрона), должны превосходить величину детонационного импеданса ( ₃D₃) инициируемого (основного) взрывчатого вещества заряда, т.е. _смD_{см 3}D₃, где _см, ₃ - плотности взрывчатых веществ промежуточного детонатора и заряда, кг/м³ ; D_см, D₃ - скорости детонации взрывчатых веществ промежуточного детонатора и заряда, м/с.

Во взрывчатой смеси, используемой для изготовления промежуточных детонаторов, основного заряда для дробления негабаритов горной породы и валунов, степень измельчения аммиачной селитры является основным фактором обеспечения чувствительности к импульсу первичных средств инициирования. В процессе измельчения как пористой, так и плотной селитры за счет механического воздействия повышается удельная поверхность ее частиц, раскрываются внутренние поры гранул, образуются дополнительные наружные поры, сообщающиеся между собой, что приводит к повышению впитывающей и удерживающей способности жидкого горючего частицами аммиачной селитры, увеличивается общая пористость (наружная и внутренняя) аммиачной селитры, что существенно влияет на детонационные характеристики взрывчатой смеси. Чем выше степень измельчения аммиачной селитры, больше пористость ее, тем больше точек воспламенения и, следовательно, ниже критический диаметр детонации открытого заряда, плотность взрывчатой смеси, выше чувствительность к инициирующему импульсу.

Взрывчатые смеси на основе измельченной аммиачной селитры с выбранным размером частиц обладают не только повышенной чувствительностью к инициирующему импульсу первичных средств инициирования, но и сами способны инициировать малочувствительные взрывчатые вещества, если детонационный импеданс заявляемой взрывчатой смеси больше детонационного импеданса взрывчатого вещества заряда, т.е. заявляемая взрывчатая смесь может быть использована в качестве промежуточного детонатора.

Характеристики взрывчатой смеси заявляемого заряда и взрывчатой смеси прототипа приведены в таблице.

Эффективность взрывчатой смеси оценивали по насыпной плотности, критическому диаметру детонации, скорости детонации, полноте детонации заряда взрывчатого вещества по чувствительности к первичным средствам инициирования - детонирующему шнуру и ЭД-8Ж.

Как следует из данных таблицы, заявляемая взрывчатая смесь имеет плотность почти в 1,3 раза ниже, чем взрывчатая смесь прототипа при практически одинаковой скорости детонации. Критический диаметр детонации взрывчатой смеси значительно ниже (10-35 мм), чем у взрывчатой смеси прототипа (40-60 мм), а значит она имеет более высокую чувствительность к детонационному импульсу первичных средств инициирования - электрическому и неэлектрическому детонатору, детонирующему шнуру, что обеспечивает возможность использования ее в качестве промежуточного детонатора.

Стоимость изготовления аммиачной селитры взрывчатой смеси на 10-20% ниже, чем аммиачной селитры взрывчатой смеси прототипа, что приводит к снижению стоимости как взрывчатой смеси и заряда на ее основе, так и стоимости ведения взрывных работ в целом.

Степень измельчения аммиачной селитры до размера частиц не более 1,0 мм при содержании частиц с размером до 0,25 мм не менее 20 мас.% выбрана экспериментально по результатам определения критического диаметра детонации открытого заряда, скорости детонации и чувствительности к импульсу первичного средства инициирования, плотности. Взрывчатая смесь на основе измельченной аммиачной селитры, содержащей частицы более 1,0 мм, а также измельченной аммиачной селитры с размером частиц менее 1,0 мм, но при содержании частиц с размером до 0,25 мм менее 20 мас.% не обеспечивает оптимальных характеристик по критическому диаметру детонации, плотности, чувствительности к первичным средствам инициирования. Более тонкое измельчение аммиачной селитры экономически нецелесообразно из-за повышенных энергозатрат и низкой производительности измельчительного оборудования.

Сущность изобретения иллюстрируется фиг.1-5.

Фиг.1 - вид заряда взрывчатого вещества варианта 1.

Фиг.2 - вид заряда взрывчатого вещества варианта 2 (промежуточный детонатор в виде слоя взрывчатой смеси).

Фиг.3 - вид заряда взрывчатого вещества варианта 3 (промежуточный детонатор в виде патрона взрывчатой смеси).

Фиг.4 - вид скважинного заряда взрывчатого вещества варианта 2 (промежуточный детонатор в виде слоя взрывчатой смеси).

Фиг.5 - вид комбинированного скважинного заряда взрывчатого вещества варианта 2 (промежуточный детонатор в виде слоев взрывчатой смеси).

Заряд взрывчатого вещества варианта 1 (фиг.1) состоит из насыпного слоя 1 взрывчатой смеси высотой Н_c, размещенного на плоской поверхности дробления негабаритного куска горной породы (валуна) 3 и первичного средства инициирования 2. Первичное средство инициирования 2 (электрические или неэлектрические детонаторы или детонирующий шнур) устанавливается в центре насыпного слоя взрывчатой смеси для обеспечения максимального детонационного импульса взрыва.

Заряд варианта 2 (фиг.2) состоит из взрывчатого вещества 4 и слоя 1 из заявляемой взрывчатой смеси, выполняющего роль промежуточного детонатора, в котором установлено первичное средство инициирования 2, размещенных в полимерном рукаве 5, торцы которого собраны в «чуб» 6 и заклипосованы металлической клипсой или завязаны полимерным шнуром 7; один из торцов полимерного рукава может иметь глухое дно 8. Для обеспечения полноты детонации заряда диаметр заряда (D₃) больше критического диаметра детонации взрывчатого вещества, из которого сформирован заряд. Высота слоя взрывчатой смеси (Н_c ), выполняющего роль промежуточного детонатора, берется не более двух диаметров заряда (Н_с<2D ₃). Первичное средство инициирования 2 размещается в слое взрывчатой смеси 1.

Заряд взрывчатого вещества варианта 3 (фиг.3) состоит из взрывчатого вещества 4 и промежуточного детонатора из заявляемой взрывчатой смеси 1 в виде патрона 9 в полимерной оболочке 10. Размеры патрона (диаметр - D _п и высота - Н_п) выбираются из соотношения H_пD_п ²/D₃ ² 2D₃, где D₃ - диаметр заряда. Промежуточный детонатор в виде патрона 9 с первичным средством инициирования 2 размещается внутри взрывчатого вещества 4 (например, детонирующий шнур 11 обвязывается двумя витками вокруг патрона 9 и помещается внутрь взрывчатого вещества 4).

Заряды, состоящие из взрывчатого вещества 4, промежуточного детонатора в виде слоя по варианту 2 или патрона по варианту 3 из заявляемой взрывчатой смеси с первичными средствами инициирования 2, могут формироваться также в скважине 12 с забойкой из инертного материала 13 (фиг.4).

Скважинные заряды взрывчатого вещества с использованием промежуточного детонатора из заявляемой взрывчатой смеси могут быть выполнены в виде комбинированного заряда, где слои взрывчатого вещества 4 чередуются со слоями взрывчатой смеси 1, при этом средства инициирования 2 устанавливаются в каждом слое взрывчатой смеси 1 (фиг.5).

Порядок формирования и работы предлагаемого заряда и его вариантов:

- вариант 1 - выбирается толщина слоя накладного (наружного) заряда. Высота (Н_с) насыпного слоя заявляемой взрывчатой смеси берется не менее критической толщины слоя взрывчатой смеси на твердой поверхности, которая по экспериментальным данным для заявляемой взрывчатой смеси приблизительно равна половине критического диаметра детонации взрывчатой смеси открытого заряда. Рассчитывается его площадь, исходя из которой определяется число первичных средств инициирования с размещением их в центре заряда в зависимости от объема разрушаемого негабарита горной породы и ее крепости. После срабатывания первичного средства инициирования от его импульса возбуждается детонация в плоском слое заявляемой взрывчатой смеси. При площади контакта слоя заявляемой взрывчатой смеси с поверхностью дробления объекта, равной не более 4Н_с ², обеспечивается оптимальная крупность дробления негабаритных кусков и валунов горной породы с рациональным удельным расходом взрывчатых веществ. Подрыв накладных зарядов может осуществляться как без забойки, так и с забойкой, выполненной из твердого сыпучего материала (песка) или жидкой забойки в виде плоских экранирующих заряд взрывчатой смеси пакетов с водой. Если площадь контакта слоя взрывчатой смеси с поверхностью дробления разрушаемого материала более 4Н_с ², то накладной заряд разделяется на несколько зарядов с площадью контакта, не превышающей 4Н_с ², или устанавливаются дополнительные первичные средства инициирования пропорционально увеличенной площади контакта.

Пример - наружный заряд для дробления негабаритных кусков горных пород в карьере выполнен из взрывчатой смеси, имеющей плотность =780 кг/м³, критический диаметр детонации открытого заряда 30-35 мм. Наружный заряд размещается в виде насыпного слоя высотой Нс=0,055 м на плоской поверхности негабаритного куска горной породы объемом V=1 м³ с коэффициентом крепости f=10 по шкале М.М.Протодьяконова. Предельно допускаемая площадь контакта 4H²=4x0,055 ²=0,0121 м². Масса слоя (Q _c) заявляемой взрывчатой смеси Q_c =780х0,055х0,0121 0,5 кг. Удельный расход взрывчатого вещества (q) для дробления горной породы крепостью f=10 принимается равным q=1,0 кг/м ³. Масса взрывчатого вещества (Q_ВВ ), необходимая для дробления негабарита, составляет Q _ВВ=qV=1,0х1,0=1,0 кг. Разрушение негабарита производится двумя одинаковыми наружными зарядами (Q_ВВ /Q_с=1,0/0,5=2). Площадь контакта заряда взрывчатой смеси с поверхностью негабарита составляет: Q _с/ Н_c=0,5/780х0,055=0,0117 м ², т.е. 0,0117<0,0121. Инициирование зарядов производится электродетонаторами мгновенного действия, размещенными в центре заряда взрывчатой смеси.

- Вариант 2 - в скважину или полимерный рукав засыпается навеска взрывчатого вещества, навеска заявляемой взрывчатой смеси в виде слоя выбранных размеров, устанавливается в слое заявляемой взрывчатой смеси первичное средство инициирования, производится забойка скважин или заделка торцов полимерного рукава.

Пример - патронированный заряд для взрывного разрушения автопокрышек.

Исходя из конструктивных параметров взрывоциркуляционной установки измельчения и геометрических размеров пакета автопокрышек заряд взрывчатого вещества имеет следующие габаритно-массовые характеристики: диаметр - 0,14 м, высота - 1,3 м, масса 16 кг. Взрывчатое вещество - гранулит Т с плотностью 800 кг/м³, скоростью детонации 2800 м/с, критическим диаметром детонации открытого заряда 80-90 мм, детонационным импедансом 2240000 кг/м²с. Заряд формируется из гранулита Т высотой 1,1 м и слоя заявляемой взрывчатой смеси высотой 0,2 м с плотностью 750 кг/м³, скоростью детонации 3400 м/с, критическим диаметром детонации открытого заряда 30 мм, детонационным импедансом 2550000 кг/м ²с. Первичное средство инициирования - электродетонатор индукционного типа ЭД-24. Инициирование слоя заявляемой взрывчатой смеси, чувствительной к действию первичного средства инициирования, производится электродетонатором ЭД-24, слой заявляемой взрывчатой смеси вызывает детонацию гранулита Т.

- Вариант 3 - в скважину или полимерный рукав засыпается навеска взрывчатого вещества, промежуточный детонатор, выполненный из заявляемой взрывчатой смеси в виде патрона в полимерном рукаве, устанавливается внутри взрывчатого вещества с первичным средством инициирования, производится забойка скважин или заделка торцов полимерного рукава. После срабатывания первичного средства инициирования от его импульса возбуждается детонация в промежуточном детонаторе - патроне, который передает детонацию взрывчатому веществу заряда.

Пример - патронированный заряд для взрывного измельчения автопокрышек.

Исходя из конструктивных параметров взрывоциркуляционной установки измельчения и геометрических размеров пакета автопокрышек заряд взрывчатого вещества имеет следующие габаритно-массовые характеристики: диаметр - 0,14 м, высота - 1,3 м, масса 16 кг. Взрывчатое вещество - гранулит Т с плотностью 800 кг/м³, скоростью детонации 2800 м/с, критическим диаметром детонации открытого заряда 80-90 мм, детонационным импедансом 2240000 кг/м²с. Заряд формируется из гранулита Т и промежуточного детонатора - патрона из заявляемой взрывчатой смеси диаметром 0,1 м и высотой 0,15 м с плотностью 750 кг/м³, скоростью детонации 3400 м/с, критическим диаметром детонации открытого заряда 30 мм, детонационным импедансом 2550000 кг/м²с (H _пD_п ²/D ₃ ²=0,15х0,1² :0,14²=0,077 м; 0,077<0,28). Первичное средство инициирования - детонирующий шнур.

Промежуточные детонаторы, контактирующие при инициировании по всему поперечному сечению заряда взрывчатого вещества, способствуют более быстрому нарастанию в нем давления и установлению стационарной для данного взрывчатого вещества скорости детонации в заряде.

При размещении по высоте колонки заряда взрывчатого вещества, разделенного несколькими слоями взрывчатой смеси, выполняющими роль промежуточных детонаторов (фиг.5), детонация осуществляется с переменной скоростью, что создает возможность управления полем напряжения во взрываемом массиве, а следовательно, процессом дробления и перемещения отбиваемых горных пород.

Преимуществом заявляемого заряда взрывчатого вещества и его вариантов является то, что для ведения взрывных работ не требуется применения дорогостоящего и токсичного порошкообразного или патронированного аммонита №6ЖВ, а для вариантов 2, 3 - установки дорогостоящих тротилсодержащих промежуточных детонаторов (Т-400Г и др.).

Предлагаемый заряд взрывчатого вещества и его варианты обеспечивают заявляемый технический результат:

- снижение стоимости;

- повышение безопасности и экологической чистоты ведения взрывных работ,

- для вариантов 2 и 3 - дополнительный технико-экономический эффект - замена тротилсодержащих литьевых и прессованных шашек-детонаторов.

Заявляемый заряд и его варианты были проверены при дроблении негабаритных кусков горной породы наружными зарядами, при взрывном разрушении автопокрышек, при ведении взрывных работ по породам различной крепости. В процессе проведения взрывов аномальной работы зарядов не зафиксировано.

Источники информации:

1. Дубнов Л.В. и др. Промышленные взрывчатые вещества, М., «Недра», 1988.

2. Кутузов Б.Н. Взрывные работы, М., «Недра», 1974.

3. Гущин В.И. Справочник взрывника на карьере, М., «Недра», 1971.

4. Патент РФ на полезную модель №38054.

Таблица - характеристики заявляемой взрывчатой смеси
Компоненты взрывчатой смеси	Характеристики взрывчатой смеси
	Плотность, кг/м3	Критический диаметр детонации, мм	Скорость детонации, мм	Полнота детонации
				ДШ	ЭД-8Ж
Аммиачная селитра + жидкий нефтепродукт	770-780	30-35	3300	+	+
Аммиачная селитра + жидкий нефтепродукт + порошкообразное органическое горючее	750-780	30-35	3350-3400	+	+
Аммиачная селитра + жидкий нефтепродукт + порошкообразное металлическое горючее	750-790	25-35	3600-3800	+	+
Аммиачная селитра + жидкий нефтепродукт + порошкообразное взрывчатое горючее	770-800	10-30	3800-5000	+	+
Аммиачная селитра + жидкий нефтепродукт + порошкообразное органическое и металлическое горючее	770-800	20-25	3700-4300	+	+
Взрывчатая смесь прототипа	950-1050	40-60	3200-4000	+	+