RU2060446C1

RU2060446C1 - Borehole charge

Info

Publication number: RU2060446C1
Application number: RU93042881A
Authority: RU
Inventors: В.В. Галкин; Ю.Г. Щукин; Е.С. Быстров; Л.Н. Солодилов
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: drilling and blasting operations. SUBSTANCE: invention can find use in mining and construction industries. Borehole charge includes two explosive charges placed concentrically. Central charge 1 has axial through cylindrical passage 2. Peripheral charge 3 has detonation rate less than that of charge 1. Oxygen balance of it is thrice as high as that of charge 1. Central charge 1 can be manufactured from ballistite solid propellant. Peripheral charge 3 can be produced from uncartridged industrial explosive or from ammonium saltpeter. EFFECT: enhanced operational efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ведению взрывных работ в горной промышленности и строительстве и может быть использовано в качестве скважинного заряда взрывчатого вещества (ВВ) для отбойки преимущественно крепких и весьма крепких горных пород. The invention relates to the conduct of blasting in the mining industry and construction and can be used as a borehole explosive charge (BB) for breaking mainly strong and very strong rocks.

Известен заряд ВВ, выполненный в виде шашки из баллиститного ракетного твердого топлива (БРТТ) и имеющий осевой сквозной цилиндрический канал [1]
Данный заряд используется в качестве твердого топлива для ракетных двигателей. В то же время шашки из БРТТ имеют высокие взрывчатые и эксплуатационные характеристики, производство их хорошо отлажено, безопасно и экономично.Known explosive charge, made in the form of a checker from ballistic rocket solid fuel (BRTT) and having an axial through cylindrical channel [1]
This charge is used as solid fuel for rocket engines. At the same time, BRTT drafts have high explosive and operational characteristics, their production is well-established, safe and economical.

Недостатками таких зарядов при их использовании для дробления горных пород является низкая объемная концентрация энергии из-за невысокой плотности заряжания скважин, низкое качество дробления пород и меньший объем их разрушения по сравнению с промышленными ВВ, имеющими скорость детонации меньше скорости детонации шашки из БРТТ, но заполняющими все сечение скважины, а также большой объем выделяемого при взрыве токсичного оксида углерода из-за низкого кислородного баланса. The disadvantages of such charges when they are used for crushing rocks are low volumetric energy concentration due to the low density of loading wells, low quality crushing of rocks and lower volume of their destruction compared to industrial explosives having a detonation velocity less than the detonation velocity of the BRTT checkers, but filling the entire cross section of the well, as well as the large volume of toxic carbon monoxide released during the explosion due to the low oxygen balance.

Прототипом изобретения является скважинный заряд, содержащий два концентрично расположенных заряда [2]
Основной недостаток прототипа сложность монтажа заряда, так как он требует специальных устройств для совмещения обеих частей заряда непосредственно перед взрывом. Особенно это сказывается при массовых взрывах скважин: значительно повышается время их заряжания.A prototype of the invention is a downhole charge containing two concentrically located charges [2]
The main disadvantage of the prototype is the complexity of charge mounting, since it requires special devices to combine both parts of the charge immediately before the explosion. This is especially true for mass explosions of wells: their loading time is significantly increased.

Задача изобретения создание такого заряда ВВ, который может быть использован в качестве скважинного за счет расширения функциональных возможностей серийно выпускаемых зарядов (шашек) из БРТТ с одновременным увеличением объемной концентрации энергии, упрощением, повышением качества дробления и увеличением объема разрушения горных пород, а также снижение объема выделяемого при взрыве токсичного оксида углерода. The objective of the invention is the creation of such an explosive charge that can be used as a borehole charge by expanding the functionality of commercially available charges (drafts) from BRTT with a simultaneous increase in volumetric energy concentration, simplification, improving the quality of crushing and increasing the volume of destruction of rocks, as well as reducing the volume toxic carbon monoxide released during an explosion.

Это решается тем, что в скважинном заряде, содержащем два концентрично расположенных заряда, центральный заряд выполнен с осевым сквозным цилиндрическим каналом, при этом скорость детонации центрального заряда больше скорости детонации периферийного заряда, а кислородный баланс ниже кислородного баланса периферийного заряда. This is solved by the fact that in the borehole charge containing two concentrically located charges, the central charge is made with an axial through cylindrical channel, while the detonation velocity of the central charge is greater than the detonation velocity of the peripheral charge, and the oxygen balance is lower than the oxygen balance of the peripheral charge.

Кроме того, в скважинном заряде центральный заряд выполнен из баллиститного ракетного твердого топлива. In addition, in the borehole charge, the central charge is made of ballistic solid rocket fuel.

Аналогично, в частном случае, периферийный заряд выполнен из непатронированного промышленного взрывчатого вещества или аммиачной селитры. Similarly, in the particular case, the peripheral charge is made of unprotected industrial explosives or ammonium nitrate.

На чертеже представлен скважинный заряд. The drawing shows the downhole charge.

Он состоит из двух концентрично расположенных зарядов центрального заряда 1 с осевым сквозным цилиндрическим каналом 2 и периферийного 3. При этом скорость детонации заряда 1 больше скорости детонации 3, а кислородный баланс заряда 1 ниже кислородного баланса заряда 3. Заряд 1 выполнен из баллиститного ракетного твердого топлива, а заряд 3 из непатронированного промышленного взрывчатого вещества или аммиачной селитры. Заряд размещается в скважине 4, вследствие чего толщина заряда 3 равна зазору между зарядом 1 и стенкой скважины 4. It consists of two concentrically located charges of a central charge 1 with an axial through cylindrical channel 2 and a peripheral 3. In this case, the detonation velocity of charge 1 is greater than the detonation speed 3, and the oxygen balance of charge 1 is lower than the oxygen balance of charge 3. Charge 1 is made of ballistic solid rocket fuel , and a charge of 3 from unprotected industrial explosives or ammonium nitrate. The charge is placed in the well 4, as a result of which the thickness of the charge 3 is equal to the gap between the charge 1 and the wall of the well 4.

Работа заряда осуществляется следующим образом. The charge is as follows.

При производстве взрывных работ в пробуренную скважину 4 вручную устанавливают несколько зарядов 1 до расчетной высоты заряда. После этого образуют заряд 3 в зазоре между зарядом 1 и стенкой скважины 4. Устанавливают боевик и производят забойку скважины. During blasting, several charges 1 are manually set into the drilled well 4 to the estimated charge height. After that, they form a charge 3 in the gap between the charge 1 and the wall of the borehole 4. Install the fighter and jam the borehole.

При взрыве боевика в начальный момент в зарядах 1 и 3 возбуждается детонация, распространяющаяся со скоростями, равными обычным для них скоростям. В осевом сквозном цилиндрическом канале 2 за счет кумулятивных явлений возникает мощная ударная волна, движущаяся со скоростью, значительно превышающей обычную скорость детонации в заряде 1. В результате вдоль внешней поверхности заряда 1 начинает распространяться детонационная волна со скоростью, также превышающей обычную. Эта детонационная волна на границе раздела зарядов 1, 3 возбуждает в периферийном заряде 3 волну сжатия SА. В области сжатого заряда 3 (ОА) скорость детонации выше его начальной скорости D₁, с которой детонационная волна распространяется вдоль внешней поверхности заряда 3 на небольшом начальном участке. В некоторый момент точка В выходит на внешнюю поверхность заряда 3, что вызывает скачкообразное увеличение скорости детонации. Затем ударная волна, пройдя участок небольшой длины (порядка 8-12 диаметров канала 2), затухает из-за потерь при взаимодействии со стенками заряда 1. Во время затухания первичной ударной волны вырабатывается вторичная ударная волна, скорость которой также значительно превышает обычную скорость детонации заряда 1, и описанный процесс возобновляется, многократно повторяясь.When an action movie explodes at the initial moment, detonation is excited in charges 1 and 3, propagating at speeds equal to their usual speeds. Due to cumulative phenomena, a powerful shock wave arises in the axial through cylindrical channel 2, moving at a speed significantly higher than the usual detonation velocity in charge 1. As a result, a detonation wave begins to propagate along the outer surface of charge 1, also exceeding the usual one. This detonation wave at the interface of charges 1, 3 excites a compression wave SA in the peripheral charge 3. In the region of compressed charge 3 (OA), the detonation velocity is higher than its initial velocity D ₁ , with which the detonation wave propagates along the outer surface of charge 3 in a small initial section. At some point, point B reaches the outer surface of charge 3, which causes an abrupt increase in the detonation velocity. Then, the shock wave, having passed a portion of a small length (of the order of 8-12 diameters of channel 2), decays due to losses during interaction with the walls of charge 1. During the attenuation of the primary shock wave, a secondary shock wave is generated, the speed of which also significantly exceeds the usual charge detonation velocity 1, and the described process is resumed repeating many times.

Таким образом, заполнение зазора, образующегося при размещении в скважине 4 заряда 1, дополнительным периферийным зарядом 3 приводит к повышению объемной концентрации энергии, вследствие чего значительно увеличивается объем разрушения горных пород. Thus, filling the gap formed when the charge 1 is placed in the borehole 4 with an additional peripheral charge 3 leads to an increase in the volumetric energy concentration, as a result of which the volume of rock destruction increases significantly.

Использование промышленных ВВ (заряд 3) со скоростями детонации, меньшими скорости детонации заряда 1, приводит к улучшению качества дробления горных пород за счет возникающего при взрыве заряда неоднократного скачкообразного увеличения скорости детонации, возникающей на границе раздела промышленное ВВ (заряд 3) горная порода. The use of industrial explosives (charge 3) with detonation velocities lower than the detonation velocity of charge 1 leads to an improvement in the quality of crushing of rocks due to the repeated abrupt increase in the detonation velocity that occurs during the explosion of a charge arising at the interface of an industrial explosive (charge 3) of rock.

Применение промышленных ВВ или аммиачной селитры (заряд 3) с более высоким кислородным балансом, чем у заряда 1, позволяет увеличить кислородный баланс заявляемого заряда и, тем самым, снизить объем выделяемого при взрыве очень токсичного оксида углерода. The use of industrial explosives or ammonium nitrate (charge 3) with a higher oxygen balance than charge 1 allows you to increase the oxygen balance of the claimed charge and, thereby, reduce the amount of very toxic carbon monoxide released during the explosion.

Claims

1. A downhole charge containing two concentrically located charges, characterized in that the central charge is made with an axial through cylindrical channel, while the detonation velocity of the central charge is greater than the detonation velocity of the peripheral charge, and the oxygen balance is lower than the oxygen balance of the peripheral charge.

2. The charge according to claim 1, characterized in that the central charge is made of ballistic solid rocket fuel.

3. The charge according to claim 1 or 2, characterized in that the peripheral charge is made of unprotected industrial explosives or ammonium nitrate.