NO120512B

NO120512B -

Info

Publication number: NO120512B
Application number: NO1863/68A
Authority: NO
Inventors: R Levaemaeki; M Vehvilaeinen; T Suhonen
Original assignee: Mediator Ab Oy
Priority date: 1967-10-19
Filing date: 1968-05-13
Publication date: 1970-10-26
Also published as: US3613582A; FI42288B

Description

Anvendelsen av en i og for seg kjent The application of an in and of itself known

hulladning med rettet sprengvirkning hollow charge with directed explosive action

for undervannssprengning. for underwater blasting.

Foreliggende oppfinnelse angår anvendelsen av i og for The present invention relates to the use of i and for

seg kjente hulladninger med rettet sprengvirkning, som inneholder langsomt arbeids-sprengstoff, såsom ammoniumnitrat-sprengstoff, known hollow charges with directed explosive action, which contain slow working explosives, such as ammonium nitrate explosives,

hvis detonasjonshastighet er under 5000 m/s, og som ved den forreste ende sett i sprengningsretningen er forsynt med en hul, regulær, innvendig konus som utvider seg i retning mot den forreste ende og hvis vegg er laget av metall, idet en del av metallet ved ladningens detonering danner en smal stråle som forplanter seg fremover med stor hastighet - for sprengning av stein og fjell under vann ved utfdreise av rydningsarbeider under vann, såsom fartoyledsrydninger, uten boring av ladningshuller, hvilken foregår således at det på overflaten av den stein som skal knuses, oppe på, på siden av eller under angjeldende stein, anbringes en eller flere hulladninger, whose detonation velocity is below 5000 m/s, and which, at the front end seen in the direction of detonation, is provided with a hollow, regular, internal cone which expands in the direction towards the front end and whose wall is made of metal, part of the metal being when the charge is detonated, it forms a narrow beam that propagates forward at high speed - for blasting rocks and rocks under water when carrying out clearing work under water, such as clearing ship lanes, without drilling charge holes, which takes place in such a way that on the surface of the rock to be is crushed, on top of, on the side of or under the rock in question, one or more hollow charges are placed,

hvis med metallmantel forsynte koniske hulrom er rettet mot gjenstanden, hvoretter ladningene sprenges en og en eller flere samtidig og fortrinnsvis slik at forst sprenges en hulladning hvis stråle er rettet under steinen, og deretter sprenges en i den således fremkomne fordypning under steinen anbragt annen ladning hvis stråle er rettet mot steinens sentrum. if conical cavities provided with a metal jacket are aimed at the object, after which the charges are detonated one by one or several at the same time and preferably in such a way that first a hollow charge whose beam is directed under the stone is detonated, and then a second charge placed in the resulting recess under the stone is detonated if beam is directed towards the center of the stone.

Ifolge oppfinnelsen anvender man sikkerhetssprengstoffer (langsomme arbeidssprengstoffer med oppnåelse av minst samme virkning som med hurtige sprengstoffer, f.eks. nitroglycerolgelatin). Ved oppfinnelsen er der oppnådd en spesielt for sivilt bruk virksom ladning med rettet sprengvirkning, hvor sikkerhetssprengstoffer kan anvendes og som således er ufarlig å håndtere og anvende. Ladningen kan f.eks. lades på bruksstedet. According to the invention, safety explosives are used (slow working explosives with the achievement of at least the same effect as with fast explosives, e.g. nitroglycerol gelatin). The invention has achieved a particularly effective charge for civilian use with a directed explosive effect, where safety explosives can be used and which is thus harmless to handle and use. The charge can e.g. charged at the point of use.

Ladningen kan fremstilles forholdsvis billig, hvilket ikke bare beror på sikkerhetssprengstoffets fordeler, men også på fremstillingsmaterialet. Den ytre konus, lokket og bunnen fremstilles fortrinnsvis av plast og den indre konus kan fremstilles av jernplate. The charge can be manufactured relatively cheaply, which is not only due to the safety explosive's advantages, but also to the manufacturing material. The outer cone, lid and base are preferably made of plastic and the inner cone can be made of sheet iron.

Utforte sprengningsprover under vann har gitt gode og lovende resultater. Ved sprengningsarbeider under vann har man hit-til gått frem på den måte at man med forskjellige anordninger har boret hull i det under vannet foreliggende sprengningsobjekt (stein, berg eller annet materiale som skal sprenges bort), hvoretter hullet lades og ladningen detoneres. Metoden blir tyngre å utfore jo dypere under vannflaten arbeidsobjektet befinner seg. Bursting tests carried out under water have given good and promising results. In underwater blasting work, one has so far proceeded in such a way that, with various devices, holes have been drilled in the blasting object present under the water (stone, rock or other material to be blasted away), after which the hole is charged and the charge detonated. The method becomes more difficult to perform the deeper below the surface of the water the work object is located.

Nu har man til sin overraskelse funnet at ved å anvende ladninger med rettet sprengvirkning ifolge oppfinnelsen kan sprengningsarbeider utfores under vann enkelt og uten risiko og fremfor alt ytterst virksomt. Now, to their surprise, it has been found that by using charges with directed explosive action according to the invention, blasting work can be carried out under water easily and without risk and above all extremely effectively.

Fullstendig uventede og overraskende fordelaktige resultater er oppnådd ved anvendelsen av ladninger ifolge oppfinnelsen Completely unexpected and surprisingly advantageous results have been obtained by the use of charges according to the invention

ved sprengningsarbeider under vann. Da disse forsok ble begynt, anså sakkyndige at disse ville bli mislykket, fordi vannet ville dele opp eller splitte sprengningsstrålen fra hulladningen, og ladningen ville med andre ord ikke fungere under vann. during blasting work under water. When these attempts were begun, experts believed that they would fail, because the water would divide or split the explosive beam from the hollow charge, and in other words, the charge would not work underwater.

Stikk imot all forventning kunne man overraskende konstatere at den hule ladning også funksjonerer under vann (vannet deler ikke opp den tynne metallstråle), og at man kunne konstatere det overraskende resultat at den hule ladningssprengvirkning under vann Contrary to all expectations, it was surprisingly found that the hollow charge also functions under water (the water does not split the thin metal beam), and that it was possible to note the surprising result that the hollow charge's explosive effect under water

i virkeligheten er meget storre enn over jorden. in reality are much larger than above the earth.

Som kjent er detonasjonsbolgens hastighet fra en hulladning i strålens retning ca. 10 000 m/s og bakover bare ca. As is known, the speed of the detonation wave from a hollow charge in the direction of the beam is approx. 10,000 m/s and backwards only approx.

500 m/s . Metallstrålens temperatur er ca. 50 000° C. Ved sprengning av en hulladning under vann oppstår en usannsynlig sterk for-dampning av vannet og derav forårsaket voldsom ekspansjon som i det vesentlige skrider fremover bak strålen i dennes retning og frem-kaller en overraskende sterk sprengningsvirkning. Selve strålen klover en stein og den etterfolgende trykkbdlge knuser den ytter-ligere og kaster de oppdelte steinsplinter fremover. 500 m/s. The temperature of the metal beam is approx. 50,000° C. When detonating a hollow charge under water, an improbably strong evaporation of the water occurs and hence caused a violent expansion which essentially progresses behind the beam in its direction and causes a surprisingly strong explosive effect. The beam itself cleaves a rock and the subsequent pressure pulse crushes it further and throws the split rock splinters forward.

Vanskelighetene med å utfore sprengningsarbeider ifolge den kjente fremgangsmåte oker ved tiltagende vanndybde, mens deri-mot sprengning ifolge oppfinnelsen med en ladning av samme storrelse er desto mer virksom jo dypere sprengningen foregår. Dette beror på tilleggsvirkningen av en umiddelbart oppstående trykkbolge i vannet. The difficulties in carrying out blasting work according to the known method increase with increasing water depth, while, on the other hand, blasting according to the invention with a charge of the same size is all the more effective the deeper the blasting takes place. This is due to the additional effect of an immediately arising pressure wave in the water.

Anvendelsen av hulladninger ved sprengningsarbeider under vann er noe helt nytt, deres virkning er uventet og overraskende effektiv og sammenlignet med kjente sprengningsmetoder betydelig hurtigere, billigere og mer effektive. The use of hollow charges in underwater blasting is something completely new, their effect is unexpected and surprisingly effective and, compared to known blasting methods, significantly faster, cheaper and more effective.

Oppfinnelsen skal i det folgende belyses under henvis-ning til tegningene, hvor fig. 1 delvis i snitt viser den ytre konus sett fra siden, fig. 2 viser den ene halvdel av snittet A-A på fig. 1 sett i pilenes retning, fig. 3 viser delvis i snitt lokket sett fra siden, fig. 4 delvis i snitt bunnen sett fra siden og fig. 5 en sammenmontert ladning delvis i snitt og sett fra siden. Fig. 6a til 6b, 7 og 8 viser sprengning av forskjellige undervannsobjekter. The invention will be explained below with reference to the drawings, where fig. 1 partially in section shows the outer cone seen from the side, fig. 2 shows one half of the section A-A in fig. 1 seen in the direction of the arrows, fig. 3 shows a partial cross-section of the lid seen from the side, fig. 4 partially in section, the bottom seen from the side and fig. 5 an assembled charge partly in section and seen from the side. Fig. 6a to 6b, 7 and 8 show the explosion of various underwater objects.

En ladning ifolge oppfinnelsen består av en ytre konus 1, en indre konus 2, en bunn 3 og et lokk 4. Rommet mellom den indre og den ytre konus er fylt med sprengstoff. Den ytre konus, bunnen og lokket lages fortrinnsvis av plast, f.eks. av polyeten. I kjente ladninger med rettet sprengvirkning er disse deler laget av blikk, idet sammenfdyningen av lokk og bunn samt disse delers noyaktige og tette innpasning i den ytre konus er et noyaktig og tidkrevende arbeide som oker omkostningene for ladningen. Ifolge oppfinnelsen er kantpartiet av den av fjærende polyeten fremstilte bunn 3 gjort U-formet med en oppadrettet kant som er forsynt med en ansats 5 som passer inn i et tilsvarende spor 6 anordnet i den forreste ende av den ytre konus, idet inner- og ytterkonusens forreste kanter blir låst i den nevnte U-formede del. Videre er det likeledes av fjærende polyeten fremstilte lokks 4 midtre parti utformet som en nedadrettet tennrorhylse 7 og dets kantparti som en aksial flens 8, hvis ytre ende er forsynt med en utadrettet kant 9 °9 en i den ovre ende av ytterkonusen foreliggende innover rettet kant 10 er anbragt under lokkets kant 9. Bunn og lokk kan derved innpasses på sine plasser i den ytre konus, og den indre konus festes på plass ganske enkelt ved å presse inn bunnen og lokket på sine plasser, idet den fjærende plast gir etter. På denne måte reduseres fremstillingsomkostningene for ladningen betydelig. A charge according to the invention consists of an outer cone 1, an inner cone 2, a bottom 3 and a lid 4. The space between the inner and the outer cone is filled with explosives. The outer cone, base and lid are preferably made of plastic, e.g. of polyethylene. In known charges with a directed explosive effect, these parts are made of tin, as the joining of lid and base as well as the precise and tight fitting of these parts in the outer cone is a precise and time-consuming job that increases the costs of the charge. According to the invention, the edge part of the bottom 3 made of springy polyethylene is made U-shaped with an upwardly directed edge which is provided with a shoulder 5 that fits into a corresponding groove 6 arranged at the front end of the outer cone, the inner and outer cones front edges are locked in the aforementioned U-shaped part. Furthermore, the middle part of the lid 4, which is also made of springy polyethylene, is designed as a downwardly directed igniter sleeve 7 and its edge part as an axial flange 8, the outer end of which is provided with an outwardly directed edge 9 °9 an inwardly directed edge present at the upper end of the outer cone 10 is placed under the edge of the lid 9. The bottom and lid can thereby be fitted into their places in the outer cone, and the inner cone is fixed in place simply by pressing the bottom and the lid into their places, as the springy plastic gives way. In this way, the manufacturing costs for the charge are significantly reduced.

Man har tidligere trodd at innerkonusen må være somlos. It has previously been thought that the inner cone must be smooth.

I en ladning ifolge oppfinnelsen kan den ha en åpen som fordi ladningens funksjon ikke svekkes av dette. Ved oppfinnelsen senkes fremstillingsomkostningene for innerkonusen betydelig. Innerkonu-sens som behdver bare tettes f.eks. med isoleringstape eller lig-nende. Også i spissen av innerkonusen kan etterlates en liten åpning som lukkes med en propp 11 f.eks. av polyeten. In a charge according to the invention, it can have an open as because the function of the charge is not weakened by this. With the invention, the production costs for the inner cone are significantly reduced. Inner cones that only need to be sealed, e.g. with insulating tape or similar. A small opening can also be left at the tip of the inner cone which is closed with a plug 11 e.g. of polyethylene.

GodstykkeIsen i den indre konus 2 er avhengig av spreng-stoffets mengde. Jo storre sprengstoffmengden er, desto storre bor godstykkelsen være. F.eks. ved en sprengstoffmengde på 1 kg er godstykkelsen hensiktsmessig 1,5 mm og ved en sprengstoffmengde på 1 1/3 kg hensiktsmessig 2,0 mm. Godstykke The ice in the inner cone 2 depends on the amount of the explosive. The greater the quantity of explosives, the greater the wall thickness should be. E.g. for an explosive quantity of 1 kg, the material thickness is suitably 1.5 mm and for an explosive quantity of 1 1/3 kg, suitably 2.0 mm.

På tegningen er vist en ladning som inneholder 1 kg sprengstoff. Målene er i dette tilfelle folgende: Den indre konus: Konusvinkel 60°, hoyde 107 mm, godstykkelse 1,5 mm. Den ytre konus: Den forreste endes innvendige diameter 127 mm, den bakre endes innvendige diameter 66 mm, hoyde 205 mm. The drawing shows a charge containing 1 kg of explosives. The dimensions in this case are as follows: The inner cone: Cone angle 60°, height 107 mm, material thickness 1.5 mm. The outer cone: Front end internal diameter 127 mm, rear end internal diameter 66 mm, height 205 mm.

Mantelen for den ytre konus danner med vertikalplanet en vinkel som er mindre enn 30°. Da sprengstoffet mellom konusene brin-ges til å detonere ved hjelp av det i den ovre ende anbragte tennror, retter detonasjonsbolgen seg mot den ytre overflate av den indre konus, hvilket forer til at konusen treffer sammen bakfra og fremover og at ca. 60 vektprosent av konusen smelter ved en temperatur på ca. 50 000° C. En stråle av smeltet metall setter seg derved i rettlinjet bevegelse langs senteraksen med en utgangshastighet på ca. 8 000 m/s under anvendelse av ammoniumnitratsprengstoff. The mantle for the outer cone forms an angle with the vertical plane that is less than 30°. When the explosive between the cones is caused to detonate with the aid of the detonator arranged at the upper end, the detonation bolt is directed towards the outer surface of the inner cone, which causes the cone to collide from back to front and that approx. 60 percent by weight of the cone melts at a temperature of approx. 50,000° C. A jet of molten metal thereby moves in a straight line along the center axis with an output speed of approx. 8,000 m/s using ammonium nitrate explosives.

Ved sprengning under vann går man slik frem at en dykker anbringer ladningen på overflaten av (ovenpå, ved siden av eller under) den gjenstand som skal sprenges, slik at strålen rettes på best mulige måte, slik at den onskede virkning blir storst. Det best mulige resultat oppnås f.eks. ved istykkersprengning av los stein, hvis ladningen anbringes under steinen. Derved knuser den inn i steinen trengende stråle sammen med vannets direkte trykkbolge en flere ganger storre stein enn i fri luft. Man kommer til steinens underside ved forst å sprenge en ladning ved siden av steinen med strålen rettet under steinen, idet alt lost materiale blåses bort. Deretter kan en ladning anbringes under steinen. Det er mulig ved hjelp av boring å plassere en ladning under en stein. Jo storre dybde sprengningen foregår på', desto mer virksom er den. Ladningenes storrelse og mengde beror naturligvis på sprengningsobjektets storrelse og form. Som sammenligning kan nevnes at sprengning av en stein på o 1 m 3 på en dybde på 10 m med nuværende fremgangsmåter kan koste over 100 kroner. Ved anvendelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen går omkostningene bare opp til ca. 30 kroner. Dessuten behoves ikke noen dykker, men en froskemann kan anbringe sprengladningene på plass. When detonating underwater, the procedure is such that a diver places the charge on the surface of (above, next to or below) the object to be detonated, so that the beam is directed in the best possible way, so that the desired effect is greatest. The best possible result is achieved e.g. by blasting loose rock, if the charge is placed under the rock. Thereby, the jet penetrating the stone together with the water's direct pressure wave crushes a stone several times larger than in open air. You get to the bottom of the stone by first detonating a charge next to the stone with the beam directed under the stone, as all loose material is blown away. Then a charge can be placed under the stone. It is possible by means of drilling to place a charge under a rock. The greater the depth at which the blasting takes place, the more effective it is. The size and quantity of the charges naturally depend on the size and shape of the explosive object. By way of comparison, it can be mentioned that blasting a rock of o 1 m 3 at a depth of 10 m with current methods can cost over NOK 100. When using the method according to the invention, the costs only go up to approx. NOK 30. Moreover, no divers are needed, but a frogman can place the explosive charges in place.

Noen maskiner er ikke påkrevet for sprengning av steiner og andre gjenstander. Some machines are not required for blasting rocks and other objects.

Fig. 6a, 6b. 7 og 8 viser hvordan sprengning av under-vannsgjenstander utfores. I det på fig. 6a viste tilfelle sprenges forst et hull under steinen 12 med ladningen 13. Deretter utfores den egentlige sprengning ved hjelp av den i åpningen 14 anbragte ladning 15 og den midt overfor anbragte ladning 16. Ifolge fig. 7 utfores sprengningen med ladningene 17 og 18. Ifolge fig. 8 anvendes tre ladninger 19, 20 og 21. Fig. 6a, 6b. 7 and 8 show how blasting of underwater objects is carried out. In that in fig. In the case shown in 6a, a hole is first blasted under the stone 12 with the charge 13. The actual blasting is then carried out using the charge 15 placed in the opening 14 and the charge 16 placed in the middle. According to fig. 7, the explosion is carried out with the charges 17 and 18. According to fig. 8, three charges 19, 20 and 21 are used.

Med fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen kan man sprenge stein, berg, grunnfjell og andre gjenstander. Ved opprensning av fartoyleder har den i praksis vist seg å være en særlig hurtig og virksom sprengningsmetode. With the method according to the invention, stone, rock, bedrock and other objects can be blasted. In practice, when cleaning ship oil spills, it has proven to be a particularly fast and effective blasting method.

Claims

The use of per se known hollow charges with directed detonation, which contain slow-acting explosives, such as ammonium nitrate explosives, whose detonation speed is below 5000 m/s, and which at the front end seen in the direction of detonation are provided with a hollow, regular, internal cone that expands in the direction of the front end and whose wall is made of metal, as part of the metal forms a narrow beam when the charge is detonated that propagates forward with great speed - for blasting rocks and rocks under water when carrying out clearing work under water, such as clearing ship lanes, without drilling charge holes, which takes place in such a way that on the surface of the stone s,pm to be crushed, on top of, on the side of or under the stone in question, one or more hole charges are placed, if conical provided with a metal jacket cavities are aimed at the object, after which the charges are detonated one by one or several at the same time and preferably so that a hole is detonated first adning whose beam is directed under the stone, and then a second charge placed in the resulting recess under the stone is detonated whose beam is directed towards the center of the stone.