CZ307371B6

CZ307371B6 - An expansion cartridge for non-detonation rock disintegration and destruction

Info

Publication number: CZ307371B6
Application number: CZ2017-238A
Authority: CZ
Inventors: Jiří Těšitel; Jan Mátl; Milan Klusáček; Václav Puš; Dana Chvojková
Original assignee: Explosia A.S.
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-07-04
Also published as: CZ2017238A3

Abstract

The invention relates to an expansion cartridge for non-detonation rock disintegration and for destructions which comprises a housing (1) closed with a stopper (2), wherein an electric igniter (3) passes through the stopper (2) into the inner space of the housing (1) and the inner space of the housing (1) is filled with a propellant (5). In the inner space of the housing (1), a longitudinal initiation element (4), which is assigned to the electric igniter (3) by one of its ends, is located in the loose propellant (5).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká expanzní náložky pro nedetonační rozpojování hornin a pro destrukce, která obsahuje pouzdro uzavřené zátkou, přičemž zátkou prochází do vnitřního prostoru pouzdra elektrický palník a vnitřní prostor pouzdra je vyplněn propelentem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an expansion charge for non-detonating rock disintegration and destruction, comprising a housing closed by a plug, wherein an electric igniter extends through the plug into the inner space of the case and the inner space of the case is filled with propellant.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro rozpojování nadměrných kusů horniny, trhací práce a destrukce v prostředí, kde z různých důvodů nelze použít trhaviny, se používají nedetonující prostředky, jejichž funkce je založena na rychlém vytvoření velkého objemu zplodin a tím i velkého tlaku v rozpojovaném prostředí prostřednictvím hořícího propelentu. Tyto prostředky ve formě expanzních náložek jsou používány v místech, kde by použití klasických trhavin způsobilo škody díky rozletu úlomků rozpojovaného materiálu, účinkům rázové vlny a zvukovému efektu.Non-detonating agents are used for uncoupling excessive rock pieces, blasting and destruction in an environment where, for various reasons, explosives cannot be used, the function of which is based on the rapid generation of a large volume of fumes and thereby high pressure in the disconnected environment. These expansion charge formulations are used in places where the use of conventional explosives would cause damage due to the bursting of debris, the shockwaves and the sound effect.

Zásadními požadavky pro tyto prostředky jsou vyloučení rázové vlny při aplikaci a bezpečnost při iniciaci mimo rozpojované prostředí.The essential requirements for these devices are the elimination of the shock wave during application and the safety during initiation outside the disconnected environment.

Propelentem v těchto prostředcích trhací techniky jsou především bezdýmné prachy nebo jejich směs s granulovaným dusičnanem amonným. Iniciace se provádí elektrickým palníkem.The propellant in these shredder compositions is primarily smokeless powders or mixtures thereof with granular ammonium nitrate. Initiation is carried out by an electric igniter.

Nevýhodou těchto prostředků trhací techniky jsou poměrně časté selhávky v případě, že expanzní náložka není v rozpojovaném materiálu dostatečně utěsněna ucpávkou. Pokud není ucpávka dostatečně dlouhá a kvalitní, neudrží ve vrtu dostatečný tlak, propelent v expanzní náložce po iniciaci uhasne či pomalu vyhoří a expanzní náložka nevytvoří dostatečný tlak plynů pro rozpojení materiálu.A disadvantage of these blasting means is the relatively frequent failure if the expansion charge is not sufficiently sealed by the seal in the material to be disassembled. If the seal is not long enough and of good quality, it will not maintain sufficient pressure in the borehole, the propellant in the expansion charge will extinguish or slowly burn out after initiation and the expansion charge will not create sufficient gas pressure to disassemble the material.

Potřebná délka ucpávky tak omezuje nebo i vylučuje použitelnost těchto expanzních náložek v objektech menších rozměrů (například betonové sloupy a stěny menších rozměrů pří destrukcích).The required seal length thus limits or even excludes the applicability of these expansion cartridges in smaller-sized objects (for example, concrete columns and smaller-sized walls in the event of destruction).

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň zmírnit nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména snížit nároky na kvalitu a délku ucpávky potřebné k vytvoření dostatečného tlaku v rozpojovaném materiálu, čímž se zvýší efekt expanzních náložek a sníží četnost jejich selhávek.It is an object of the present invention to overcome or at least alleviate the disadvantages of the prior art, in particular to reduce the quality and length requirements of the seal required to create sufficient pressure in the material to be disassembled, thereby increasing the effect of expansion charges and reducing their failure rate.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cíle vynálezu je dosaženo expanzní náložkou pro rozpojování hornin a pro destrukce, jejíž podstata spočívá v tom, že ve vnitřním prostoru pouzdra je v sypkém propelentu uložen podélný iniciační element, který je jedním svým koncem přiřazen elektrickému palníku.The object of the invention is achieved by an expansion charge for rock disintegration and destruction, which consists in the fact that a longitudinal initiator element, which is associated with an electric igniter, is inserted in the bulk of the sleeve in the bulk propellant.

Expanzní náložka podle vynálezu vykazuje zvýšení rychlosti tvorby plynných zplodin v rozpojovaném materiálu, takže tlak ve vývrtu přesáhne mez pevnosti rozpojovaného materiálu v tahu i v případě částečného úniku zplodin porézní ucpávkou a stávajícími i nově vznikajícími trhlinami v rozpojovaném materiálu. Specifický iniciační element expanzní náložky podle vynálezu zajišťuje zažehnutí drobnozmného propelentu v celém objemu náložky v kratší době, než při zážehu samotným elektrickým palníkem podle stavu techniky. Expanzní náložky podle vynálezu lze přitom vyrábět v libovolných průměrech a gramážích požadovaných pro daný typ trhacích nebo destrukčních prací. Další výhodou použití iniciačního elementu v náložce podleThe expansion charge according to the invention exhibits an increase in the rate of formation of gaseous fumes in the material to be discharged, so that the bore pressure exceeds the tensile strength of the material to be discharged even in the case of partial leakage. The specific initiator element of the expansion charge according to the invention ensures the ignition of the fine-sized propellant in the entire charge volume in a shorter time than with the ignition of the prior art electric ignitor. The expansion charges according to the invention can be produced in any diameters and weights required for a given type of blasting or destruction work. Another advantage of using the initiator element in the charge according to

- 1 CZ 307371 B6 vynálezu je, že při iniciaci náložky bez utěsnění (tj. mimo rozpojovaný materiál) postačí tlak zplodin vzniklý při zážehu vnitřního povrchu podélného iniciačního elementu k roztržení pouzdra náložky, načež tlak v náložce poklesne a iniciační element uhasne, aniž by zažehl náplň drobnozrnného propelentu. To je pak v plném souhlasu s požadavkem na bezpečnou aplikaci, manipulaci, bezpečné skladování a přepravu náložky.According to the invention, when initiating a charge without a seal (i.e. outside the material to be disconnected), the combustion gas pressure generated by the ignition of the inner surface of the longitudinal initiation element suffices to rupture the charge housing, whereupon the pressure in the charge decreases and filling of fine-grained propellant. This is in full agreement with the requirement for safe application, handling, safe storage and transportation of the cartridge.

Objasnění výkresuClarification of the drawing

Vynález je schematicky znázorněn v podélném řezu na Obr. 1.The invention is shown schematically in longitudinal section in FIG. 1.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vynález bude popsán na příkladu provedení expanzní náložky, která obsahuje pouzdro 1, zpravidla válcové, ale může mít i jiný tvar příčného průřezu. Pouzdro 1 je vytvořeno z vhodného materiálu, např. plastu, hydrofobizovaného kartónu atd. Pouzdro 1 má rozměry, tj. délku, příčné rozměry, tloušťku stěny atd., které odpovídají budoucímu použití příslušné náložky, takže je možno vytvořit řadu náložek různých průměrů a gramáží s požadovanými účinky.The invention will be described by way of example of an expansion charge which comprises a sleeve 1, generally cylindrical, but may also have a different cross-sectional shape. The housing 1 is made of a suitable material, eg plastic, hydrophobised cardboard, etc. The housing 1 has dimensions, i.e. length, transverse dimensions, wall thickness, etc. that correspond to the future use of the respective cartridge, so that a variety of different diameters and weights can be produced. with the desired effects.

Pouzdro 1 je uzavřeno zátkou 2. Zátkou 2 prochází elektrický palník 3, jehož aktivní část směřuje do vnitřního prostoru pouzdra 1. Elektrický palník 3 je opatřen přívodními vodiči 30 pro napojení na neznázoměné odpalovací zařízení.The housing 1 is closed by a plug 2. An electric igniter 3 passes through the plug 2, the active part of which is directed into the interior space of the case 1. The electric igniter 3 is provided with supply conductors 30 for connection to a firing device (not shown).

Ve vnitřním prostoru pouzdra 1 je ve směru délky pouzdra 1 vložen podélný iniciační element 4, který je jedním svým koncem přiřazen aktivní části elektrického palníku 3. Podélný iniciační element 4 se vyznačuje rychlým hořením po celé své délce, např. je podélný iniciační element 4 vytvořen z rychle hořící nitrocelulózové prachové masy. Ve znázorněném příkladu provedení je podélný iniciační element 4 vytvořen ve tvaru trubičky, což zrychluje zážeh v celé délce elementu 4. Z hlediska parametrů je výhodné, jestliže hodnota emisní funkce Garna_max podélného iniciačního elementu 4 ve formě trubičky z rychle hořící nitrocelulózové prachové masy, je vyšší než 30 MPafs'¹, měřeno na uzavřené balistické bombě o objemu 89 ml s nábojovou hustotou 0,1 g.cnť³.A longitudinal initiation element 4 is inserted in the interior of the housing 1 in the direction of the length of the housing 1, which is assigned to the active part of the electric igniter 3 at one end thereof. from fast burning nitrocellulose dust mass. In the illustrated embodiment, the longitudinal initiation element 4 is tubular, which accelerates ignition over the entire length of element 4. In terms of parameters, it is preferable that the emission function Garna _{max of the} longitudinal initiation element 4 in the form of a tube of fast burning nitrocellulose dust is greater than 30 MPafs ^-1, measured at ballistic bomb sealed volume of 89 ml and a charge density of 0.1 g.cnť ^third

Podélný iniciační element 4 je ve vnitřním prostoru pouzdra 1 obsypán propelentem 5, výhodně pak drobnozmným propelentem, který je výhodný zejména pro zvýšení rychlosti tvorby zplodin hoření. Jako příklad vhodného drobnozrnného propelentu 5 je možno uvést nitroglycerinový kuličkový prach, nicméně vynález není vázán výhradně na použití nitroglycerinového kuličkového prachu. Podélný iniciační element 4 je ve vnitřním prostoru pouzdra 1 nejvýhodněji uspořádán v podélné ose pouzdra 1, což umožňuje rovnoměrné obsypání propelentem 5. V případě vytvoření podélného iniciačního elementu 4 ve formě trubičky je dutina podélného iniciačního elementu 4 prázdná pro dosažení co nejrychlejšího hoření po celé délce elementu 4. Pro zajištění dobré funkce je délka podélného iniciačního elementu 4 alespoň 15 % délky náplně propelentu 5 v pouzdře f, ideálně pak délka podélného iniciačního elementu 4 dosahuje alespoň 25 % délky náplně propelentu 5 v pouzdře kThe longitudinal initiator element 4 is filled in the interior of the housing 1 with a propellant 5, preferably a small propellant, which is particularly advantageous for increasing the rate of combustion. An example of a suitable fine grain propellant 5 is nitroglycerin bead dust, but the invention is not limited to the use of nitroglycerin bead dust. Preferably, the longitudinal initiator element 4 is disposed in the interior of the housing 1 along the longitudinal axis of the housing 1, allowing uniform filling of the propellant 5. In the case of a tubular longitudinal initiator 4, the cavity of the longitudinal initiator 4 is empty The length of the longitudinal initiation element 4 is at least 15% of the length of the propellant charge 5 in the housing f to ensure good function, ideally the length of the longitudinal initiation element 4 is at least 25% of the length of the propellant charge 5 in the housing k

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Vynález lze použít při výrobě nedetonujících prostředků trhací techniky pro rozpojování hornin a destrukce.The invention can be used in the manufacture of non-detonating blasting means for rock disintegration and destruction.

Claims

PATENT CLAIMS

An expansion charge for non-detonating rock disintegration and destruction, comprising a housing (1) closed by a plug (2), the plug (2) passing into the inner space of the housing (1) an electric igniter (3) and the inner space of the housing (1). filled with a propellant (5), characterized in that a longitudinal initiation element (4) is disposed in the loose propellant (5) in the inner space of the housing (1), which is associated with an electric igniter (3) at one end thereof.

Expansion charge according to claim 1, characterized in that the longitudinal initiation element (4) is formed by a tube.

Expansion charge according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal initiation element (4) is formed from a rapidly burning nitrocellulose dust mass.

Expansion charge according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the longitudinal initiation element (4) has a length of at least 15% of the length of the propellant charge (5) in the housing (1).

Expansion charge according to claim 4, characterized in that the longitudinal initiating element (4) has a length of at least 25% of the length of the propellant charge (5) in the housing (1).

Expansion charge according to claims 2 and 3, characterized in that the longitudinal initiation element (4) has a gamma _max emission function value of greater than 30 MPaAs ^-1 , measured on a 89 ml sealed ballistic bomb with a charge density of 0.1 g. .cm ' ³ .