RU2103644C1

RU2103644C1 - Discontinuous explosive charge

Info

Publication number: RU2103644C1
Application number: RU94000706A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Бондаренко
Original assignee: Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности
Priority date: 1994-01-10
Filing date: 1994-01-10
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: blast mining of rocks containing highly valuable minerals, for instance, diamonds; besides, it may be used in mechanical engineering as a die for instantaneous production of shaped cavities and holes. SUBSTANCE: the charge uses a plane charge and a detonator. The plane charge is made in the form of separate parts of the same mass located discontinuously between the layers of current-conducting polymer film at a distance determined by formula:

Description

Изобретение относится к разрывным зарядам взрывчатого вещества и может быть использовано при разработке взрывным способом пород, содержащих высокоценные минералы, например алмазы. The invention relates to explosive explosive charges and can be used in the explosive development of rocks containing high-value minerals, such as diamonds.

Для рациональной разработки таких минералосодержащих пород целесообразнее всего было бы применять такие заряды взрывчатого вещества (ВВ), при взрыве которых в массиве возникали динамические напряжения, не превышающие допустимые напряжения в защищаемом кристалле. Специфика сырья и требования сохранности диктуют необходимость выбора особых технологических параметров буровзрывных работ, которые, с одной стороны, должны обеспечить отделение породы от массива, ее дробление и перемещение, с другой - минимальную передачу энергии в глубину массива. При этом сохранность кристаллов может быть достигнута управлением следующих параметров - тип взрывчатого вещества, масса заряда, его форма и конструкция, место инициирования, а при удлиненных зарядах - направление оси заряда [1]. For the rational development of such mineral-containing rocks, it would be most expedient to use such explosive charges (BB), during the explosion of which dynamic stresses arising in the array did not exceed the permissible stresses in the protected crystal. The specifics of the raw materials and the safety requirements dictate the need to select special technological parameters for drilling and blasting, which, on the one hand, should ensure separation of the rock from the massif, its crushing and moving, and on the other hand, the minimum transfer of energy into the depth of the massif. In this case, the preservation of crystals can be achieved by controlling the following parameters - the type of explosive, the mass of the charge, its shape and design, the place of initiation, and with extended charges - the direction of the axis of the charge [1].

Известен, например, взрывной патрон для отбойки горных пород и составы взрывчатых веществ энергетических слоев, который по замыслу авторов обеспечивает избирательное разрушение пород за счет саморегулирования параметров взрывного импульса при изменении прочностных свойств породного массива [2]. Суть многовариантного технического решения в виде взрывного патрона состоит в размещении в цилиндрической многослойной полимерной оболочке 2-х или 3-х слоев ВВ и их осевом инициировании. При этом соотношение масс первого и второго слоя к промежуточному детонатору из штатного ВВ составляет (6-10): (12-13): 1 или, соответственно, соотношение масс первого, второго и третьего слоев к промежуточному детонатору составляет (5-8):(12-18):(15-20):1. Взрывчатый состав каждого из слоев составлен из смесей на основе аммиачной селитры и подобран таким образом, чтобы каждый последующий слой детонировал по отношению к предыдущему с некоторым замедлением. For example, an explosive cartridge for breaking rocks and compositions of explosive substances of energy layers is known, which, according to the authors, provides selective destruction of rocks due to self-regulation of the parameters of the explosive pulse when changing the strength properties of the rock mass [2]. The essence of a multivariate technical solution in the form of an explosive cartridge consists in the placement of 2 or 3 layers of explosives in a cylindrical multilayer polymer shell and their axial initiation. The mass ratio of the first and second layer to the intermediate detonator from the standard explosive is (6-10): (12-13): 1 or, respectively, the mass ratio of the first, second and third layers to the intermediate detonator is (5-8): (12-18) :( 15-20): 1. The explosive composition of each of the layers is composed of mixtures based on ammonium nitrate and selected so that each subsequent layer detonates with respect to the previous one with some delay.

Недостатком такого заряда является недостаточный уровень энергии из-за наличия в большей части заряда низкокалорийных взрывчатых веществ, расположенных во внешних слоях. Далее, такое конструктивное размещение ВВ в виде радиальных слоев, в самой сути заложенного технического решения, предполагает разновременность ее детонации, что также ведет к дополнительному снижению полезного действия взрыва соответственно. Полное решение взаимоисключающей задачи - достаточное для последующего обогатительного процесса разрушения руды и сохранение тонкой структуры включений (кристаллов) с помощью предложенного патрона, как показали опытные работы, не было достигнуто. Кроме того, патрон имеет недостаточный уровень саморегуляции из-за незначительной разницы детонационных свойств ВВ энергетических слоев, что приводит к усреднению взрывного импульса уже в головной части детонационного фронта и, тем самым, не обеспечивает развития самостоятельного импульса каждого энергетического слоя ВВ в отдельности. Патрон не обладает электростатической защитой, что делает его опасным в обращении, особенно в условиях повышенной сухости и при использовании в вечномерзлых породах Крайнего Севера. The disadvantage of this charge is the insufficient energy level due to the presence in most of the charge of low-calorie explosives located in the outer layers. Further, such a constructive placement of explosives in the form of radial layers, in the very essence of the inherent technical solution, involves the simultaneous detonation of its detonation, which also leads to an additional decrease in the useful effect of the explosion, respectively. A complete solution of the mutually exclusive problem - sufficient for the subsequent ore dressing process of ore destruction and preservation of the fine structure of inclusions (crystals) using the proposed cartridge, as shown by experimental work, has not been achieved. In addition, the cartridge has an insufficient level of self-regulation due to an insignificant difference in the detonation properties of the explosive energy layers, which leads to an averaging of the explosive pulse already in the head of the detonation front and, therefore, does not provide the development of an independent pulse of each explosive energy layer separately. The cartridge does not have electrostatic protection, which makes it dangerous to handle, especially in conditions of increased dryness and when used in permafrost rocks of the Far North.

Наиболее близким техническим решением из известных является скважинный заряд, выполненный в виде рулонной свертки из эластичного гексапласта ГП-87К (ТУ 84-415-77-81), представляющий собой плотную

(1,5 г/см³) смесь из взрывчатого наполнителя (гексогена), пластификатора - связующего (полиизобутилен, бутилкаучук, коллоксилин и др.) и специальных добавок, повышающих пластичность ВВ (дибутилфталат), прочность (фторопласт), восприимчивость к детонации (углекислый свинец) [3]. Приготовление гомогенезированной смеси такого ВВ производится путем смешивания взрывчатого компонента с растворами соответствующих органических добавок, последующей прокатки взрывчатой смеси на валках до получения необходимой формы и одновременной сушки.The closest technical solution known is the downhole charge, made in the form of a roll convolution of elastic hexaplast GP-87K (TU 84-415-77-81), which is a dense

(1.5 g / cm ³ ) a mixture of explosive filler (hexogen), a plasticizer - a binder (polyisobutylene, butyl rubber, colloxylin, etc.) and special additives that increase the plasticity of explosives (dibutyl phthalate), strength (fluoroplast), and susceptibility to detonation ( carbon dioxide) [3]. The preparation of a homogenized mixture of this explosive is carried out by mixing the explosive component with solutions of the corresponding organic additives, followed by rolling the explosive mixture on rolls to obtain the desired shape and simultaneous drying.

Недостатком приведенного заряда является невозможность избежать при существующем конструктивном исполнении явления канального эффекта. Наличие последнего связано с появлением канальной волны внутренней (обычно осевой), либо наружной (между зарядом и оболочкой) в этих зазорах - пустотах. Канальная волна представляет собой сильную ударную волну в заполняющем канал воздухе, которая возбуждается при разлете продуктов детонации в полости канала. Иногда поток продуктов детонации опережает фронт детонации и, смешиваясь с ударно сжатым газом, включается в канальную волну. Дополнительная подпитка такой волны продуктами разложения происходит со стенок канала. Действуя на заряд впереди фронта детонации, канальная волна меняет исходное физическое состояние (плотность, структуру) вещества и влияет таким образом на условия распространения и структуру детонационной волны, что ведет к неустойчивости детонации и ее затуханию. Таким образом, в указанном заряде проявляется отрицательное свойство конструкции, способствующее затуханию детонации, а значит и снижению эффективности его. Кроме того, указанный заряд имеет очень высокий уровень энергии и не обеспечивает возможности ее регулирования, что, соответственно, не дает возможности регулировать параметры взрывного импульса. Это, в свою очередь, ведет к необоснованно высокому проценту повреждаемых кристаллов алмазов. Далее, отсутствие элементов электростатической защиты в конструкции заряда делает его опасным в обращении. The disadvantage of this charge is the inability to avoid the channel effect phenomenon with the existing design. The presence of the latter is due to the appearance of a channel wave internal (usually axial) or external (between the charge and the shell) in these gaps - voids. The channel wave is a strong shock wave in the air filling the channel, which is excited when the detonation products expand in the channel cavity. Sometimes the flow of detonation products is ahead of the detonation front and, being mixed with shock-compressed gas, is included in the channel wave. Additional feeding of such a wave with decomposition products occurs from the channel walls. Acting on the charge in front of the detonation front, the channel wave changes the initial physical state (density, structure) of the substance and thus affects the propagation conditions and structure of the detonation wave, which leads to detonation instability and its decay. Thus, the negative property of the structure manifests itself in the indicated charge, which contributes to the decay of detonation, and, therefore, to a decrease in its efficiency. In addition, this charge has a very high energy level and does not provide the possibility of its regulation, which, accordingly, does not make it possible to adjust the parameters of the explosive pulse. This, in turn, leads to an unreasonably high percentage of damaged diamond crystals. Further, the absence of electrostatic protection elements in the charge structure makes it dangerous to handle.

Целью настоящего изобретения является увеличение эффективности и безопасности заряда. Указанная цель достигается тем, что в заряде взрывчатого вещества, содержащем плоский заряд и детонатор, плоский заряд выполнен в виде отдельных и равных по массе частей, размещенных прерывисто между слоями электропроводящей полимерной пленки на расстоянии
λ
где m - масса заряда, кг;
Q - удельная теплота взрыва ВВ заряда, кДж/кг;
λ - интегральный показатель, учитывающий форму заряда, его плотность и чувствительность, а также свойства пленочного материала и чувствительность, а также свойства пленочного материала оболочки (при передаче детонации к боковой поверхности зарядов-таблеток λ = 0,92, к торцевой ρ_o = 0,54).The aim of the present invention is to increase the efficiency and safety of the charge. This goal is achieved by the fact that in the explosive charge containing a flat charge and a detonator, the flat charge is made in the form of separate and equal in mass parts placed intermittently between layers of an electrically conductive polymer film at a distance
λ
where m is the mass of the charge, kg;
Q is the specific heat of explosion of the explosive charge, kJ / kg;
λ is an integral indicator that takes into account the shape of the charge, its density and sensitivity, as well as the properties of the film material and sensitivity, as well as the properties of the film material of the shell (when detonation is transferred to the side surface of the tablet charges λ = 0.92, to the end ρ _o = 0 , 54).

Заявленные в конструкции заряды-таблетки, размещенные раздельно, на фиксированном расстоянии, определяемом по разработанной формуле, выполняются строго одной массы и формы. Это позволяет, с одной стороны, обеспечить устойчивую передачу детонации от заряда к заряду на всем заряжаемом поле, с другой, избежать асимметрии взрывных свойств заряда в целом, а значит и увеличить его эффективность. The tablet charges declared in the design, placed separately, at a fixed distance, determined by the developed formula, are carried out strictly of the same mass and shape. This allows, on the one hand, to ensure stable detonation transfer from charge to charge over the entire charged field, and on the other hand, to avoid the asymmetry of the explosive properties of the charge as a whole, and therefore increase its efficiency.

Как следует из конструктивных и технологических представлений, положенных в основу заявленного заряда, наиболее важным элементом его конструкции является установочное расстояние "а" между зарядами - таблетками, на котором происходит 100% передачи детонации. В общем виде механизм передачи детонации с учетом влияния среды, разделяющих заряды, известен и описывается экспериментальной формулой Беляева [4]. Однако ее применимость к конкретным условиям, выходящим за рамки приведенного в источнике [4], не всегда оправдано. В первую очередь, это относится к небольшим зарядам и зарядам со сравнительно высокой плотностью (например к зарядам гексогена, начиная с плотности λ≥1,35 г/см³. При этом соотношение Беляева не позволяет учитывать свойства пленочного материала оболочки. Кроме того, приведенные в формуле поправочные коэффициенты, зависящие от многих факторов, автор показал весьма ориентировочными, что делает ее неточной, громоздкой и неудобной в пользовании. Эти обстоятельства послужили основанием для разработки взамен формулы [4] нового, простого, удобного в использовании соотношения, обеспечивающего расчет установочного расстояния зарядов со 100%-ой между ними передачей детонации. С этой целью все многообразие функциональных связей между физическими и геометрическими свойствами зарядов, влияющими на установочное расстояние и представленное в известной формуле [4] набором трудно определяемых коэффициентов, предложено заменить экспериментально установленным интегральным коэффициентом

. Тогда для несферических зарядов установочное расстояние будет равно
λ
где m - масса заряда, кг;
Q - удельная теплота взрыва ВВ заряда, кДж/кг;
λ - интегральный показатель, учитывающий форму заряда, его плотность и чувствительность, а также свойства пленочного материала оболочки (при передаче детонации к боковой поверхности зарядов-таблеток λ = 0,92, к торцевой = 0,54).As follows from the structural and technological concepts underlying the claimed charge, the most important element of its design is the installation distance "a" between the charges - tablets, at which 100% of the detonation transmission occurs. In general, the detonation transmission mechanism, taking into account the influence of the medium separating the charges, is known and is described by the Belyaev experimental formula [4]. However, its applicability to specific conditions that go beyond the framework given in the source [4] is not always justified. First of all, this refers to small charges and charges with a relatively high density (for example, hexogen charges, starting with a density λ≥1.35 g / cm ^3. Moreover, the Belyaev ratio does not allow taking into account the properties of the film material of the shell. in the formula, the correction coefficients, depending on many factors, the author showed very indicative, which makes it inaccurate, bulky and inconvenient to use. These circumstances served as the basis for the development of a new, simple, convenient formula [4] about the use of the ratio that provides the calculation of the installation distance of the charges with 100% detonation transmission between them.To this end, the whole variety of functional relationships between the physical and geometric properties of charges that affect the installation distance and presented in the well-known formula [4] by a set of hard-to-determine coefficients , it is proposed to replace the experimentally established integral coefficient

. Then, for nonspherical charges, the installation distance will be equal to
λ
where m is the mass of the charge, kg;
Q is the specific heat of explosion of the explosive charge, kJ / kg;
λ is an integral indicator that takes into account the shape of the charge, its density and sensitivity, as well as the properties of the film material of the shell (when detonation is transferred to the side surface of the tablet charges, λ = 0.92, to the end = 0.54).

В этом случае формула имеет более простой вид, а физические величины, входящие в ее состав, придают ей ясный физический смысл. В принципе безразмерная величина λ для принятой конструкции и условий взрывания гарантирует единственное решение, т. е. для конкретного типа ВВ и принятой массы заряда-таблетки существует только единственное установочное расстояние "а". Оценка применимости расчетной формулы и, соответственно, определение значений интегрального показателя производились на цилиндрических зарядах мелкодисперсного аммонита N 6ЖВ, уплотненного до 1,0 г/см₃. В качестве материала оболочки в испытаниях использовалась тканеэквивалентная композиция (ТЗ) на основе полиэтилена по ТУ-6-05-95-80. Основные физико-механические и электростатические свойства ТЭ композиции приведены в табл. 1.In this case, the formula has a simpler form, and the physical quantities that make up its composition give it a clear physical meaning. In principle, the dimensionless quantity λ for the accepted design and blasting conditions guarantees a unique solution, that is, for a specific type of explosive and the adopted mass of a tablet charge, there is only a single installation distance "a". The assessment of the applicability of the calculation formula and, accordingly, the determination of the integral index values were carried out on cylindrical charges of finely dispersed ammonite N 6ЖВ, compacted to 1.0 g / cm ₃ . In the tests, a tissue equivalent composition (TK) based on polyethylene according to TU-6-05-95-80 was used as the sheath material. The main physico-mechanical and electrostatic properties of the TE composition are given in table. 1.

В основу испытаний положены особенности передачи детонации между зарядами-таблетками цилиндрической формы. При этом приняты две возможные схемы передачи детонации: от боковой к боковой (а) и от торцевой к торцевой (б). Принятые в опытах схемы обусловлены конструктивными особенностями размещения зарядов - ориентация зарядов на зарядном поле описывается схемой (а) и (б) - технологическими условиями применения заявленного заряда. Последняя может быть получена, например, в случае спиралевидной скрутки полотнища матрицы с установленными зарядами-таблетками. Опытная проверка работоспособности заявленного заряда производилась во взрывной камере института "Якутнипроалмаз". С этой целью производились оценочные взрывы десяти пар, равных по массе зарядов, размещенных по приведенным выше схемам. Инициирование одного из двух зарядов в каждой серии выполнялось электродетонатором марки ЭД-8ПМ. Данные приведены в табл. 2. The tests are based on the features of detonation transfer between cylindrical-shaped tablet charges. In this case, two possible detonation transmission schemes were adopted: from side to side (a) and from end to end (b). The schemes adopted in the experiments are due to the design features of charge placement — the orientation of the charges on the charge field is described by scheme (a) and (b) —the technological conditions for the use of the claimed charge. The latter can be obtained, for example, in the case of a spiral twist of the panel of the matrix with installed tablet charges. An experimental test of the declared charge's working capacity was carried out in the explosive chamber of the Yakutniproalmaz Institute. For this purpose, estimated explosions of ten pairs were carried out, equal in mass to the charges placed according to the above schemes. The initiation of one of the two charges in each series was carried out by an ED-8PM electric detonator. The data are given in table. 2.

Во всех опытах, результаты которых приведены в табл. 2, использовалось взрывчатое вещество аммонит N 6ЖВ, Q = 4316 кДж. Масса заряда-таблетки по схеме:
а) m_а = 0,040 кг;
б) m_, = 0,030 кг.In all experiments, the results of which are given in table. 2, an ammonite explosive N 6ЖВ was used, Q = 4316 kJ. The mass of the charge tablets according to the scheme:
a) m _a = 0.040 kg;
b) m _, = 0.030 kg.

Таким образом, при постоянном значении величины

путем изменения расстояния между зарядами-таблетками на i-ый шаг производилась интегральная оценка детонационных свойств ВВ, степень влияния геометрических параметров зарядов и физических свойств оболочки. Из представленных данных следует, что для каждой схемы расположения (ориентирования) зарядов и задаваемого "а" величина λ имеет определенную величину. В узком классе значений λ каждой схемы в отдельности эти значения расположены достаточно плотно и их изменения не превышают 12-15%, а средняя квадратическая погрешность 3-4%. Тогда для одних и тех же значений m и Q погрешность установочного расстояния "а" будет находиться в пределах погрешности λ. При этом вероятность P безотказной работы заряда-таблетки в заявленном заряде может определяться работой функционала

. Так как последний тесно связан с переменной "а", то и эффективность заряда, представленного в формуле изобретения, будет тем больше, чем выше вероятность P. На самом деле, значение вероятности P максимально при расчетном значении "а", полученного по приведенной формуле, что еще раз подтверждает ее полезность и достаточную для практики точность. Таким образом, как видно из полученных опытных данных и анализа расчетной формулы, разработанный заряд обладает заявленными полезными свойствами и позволяет достичь поставленной цели. Кроме того, его работоспособность, а также эффективность работы подтверждена экспериментами и изложена в примерах конкретной реализации.Thus, at a constant value of

by changing the distance between the tablet charges by the ith step, an integral assessment was made of the detonation properties of explosives, the degree of influence of the geometric parameters of the charges and the physical properties of the shell. From the presented data it follows that for each charge arrangement (orientation) and the specified "a", the quantity λ has a certain value. In a narrow class of λ values of each circuit separately, these values are located quite densely and their changes do not exceed 12-15%, and the mean square error is 3-4%. Then, for the same values of m and Q, the error of the installation distance "a" will be within the error λ. Moreover, the probability P of the failure of the charge of the tablet in the claimed charge can be determined by the functional

. Since the latter is closely related to the variable “a”, the efficiency of the charge presented in the claims will be greater, the higher the probability P. In fact, the probability value P is maximum when the calculated value of “a” obtained by the above formula is which once again confirms its usefulness and sufficient accuracy for practice. Thus, as can be seen from the obtained experimental data and the analysis of the calculation formula, the developed charge has the declared useful properties and allows you to achieve your goal. In addition, its performance, as well as operational efficiency, is confirmed by experiments and described in examples of specific implementation.

Для изготовления заявленного заряда с "точечным" расположением взрывчатого вещества общей площадью 1 м² используют короткие цилиндрические заряды от прессованного тротила (ГОСТ 4117-78). Матрицей, на которой монтируются заряды тротила, служит, например, композиция тканеэквивалентная (ТУ 6-05-95-80), на основе полиэтилена высокого давления низкой плотности, электропроводящая марок П2ЭС-КБТ, П23С-ММТ, имеющих величину объемного электрического сопротивления не более 10⁴ Ом•м и разрушающее напряжение при растяжении не менее 8 МПа. Приготовление заявленного заряда производится в два этапа.For the manufacture of the claimed charge with a "point" arrangement of explosives with a total area of 1 m ² using short cylindrical charges from pressed trotyl (GOST 4117-78). The matrix on which trotyl charges are mounted is, for example, a tissue-equivalent composition (TU 6-05-95-80) based on low-density polyethylene, electrically conductive brands P2ES-KBT, P23S-MMT, with a volumetric electrical resistance of no more than 10 ⁴ Ohm • m and tensile breaking stress of at least 8 MPa. The preparation of the claimed charge is carried out in two stages.

1. Заряд для производства промышленных взрывов. 1. The charge for the production of industrial explosions.

а) Изготовление "точечного" заряда. a) Production of a "point" charge.

С этой целью используется мелкодисперсный тротил, полученный измельчением грубодисперсных плавленных частиц тротила марок А, Б во вращающемся барабане с армированными внутри стенками слоем плотной резины и заполненным деревянными кубиками. Полученные порошки тротила с массовым содержанием частиц размером до 10 мкм - 96,3% 10-20 мкм - 3,2, 20-30 мкм - 0,5% прессуются под давлением 500 кг/см² в короткие цилиндрические заряды с плотностью ВВ 1,5 г/см³. Прессование порошка производится под действием свободно перемещающегося поршня в сквозной толстостенной цилиндрической камере - матрице с внутренним диаметром 30 мм и хорошо пришлифованными стенками, покрытыми тонким слоем технического вазелина. Для получения заряда в нее засыпается 20 г порошка тротила, который при насыпной плотности 0,85 г/си³ занимает объем около 23,5 см³. Нагружение порошка поршнем камеры-матрицы производится с помощью стандартного гидравлического пресса, способного развить указанное давление. Нагружение и последующее снятие давления осуществляется медленно с шагом порядка 5 кг/см² в с, что обеспечивает целостность образца при снятии напряжений. Затем камера-матрица сдвигается и устанавливается таким образом, чтобы освобождалось нижнее отверстие и заряд под тяжестью поршня или под действием легкого усилия выходил из камеры. Заряд готов к употреблению.For this purpose, finely divided TNT is used, obtained by grinding coarse-dispersed fused TNT particles of grades A, B in a rotating drum with a layer of dense rubber reinforced inside the walls and filled with wooden cubes. The obtained TNT powders with a mass content of particles up to 10 microns in size - 96.3% 10-20 microns - 3.2, 20-30 microns - 0.5% are pressed under pressure of 500 kg / cm ² into short cylindrical charges with a density of BB 1 5 g / cm ³ . The powder is pressed by a freely moving piston in a through thick-walled cylindrical chamber - a matrix with an internal diameter of 30 mm and well-polished walls covered with a thin layer of technical petroleum jelly. To obtain a charge, 20 g of TNT powder is poured into it, which at a bulk density of 0.85 g / si ³ occupies a volume of about 23.5 cm ³ . The powder is loaded with the piston of the matrix chamber using a standard hydraulic press capable of developing the indicated pressure. Loading and subsequent pressure relief is carried out slowly with a step of the order of 5 kg / cm ² in s, which ensures the integrity of the sample during stress relieving. Then the camera-matrix is shifted and installed so that the lower hole is released and the charge under the weight of the piston or under the action of a light force leaves the chamber. The charge is ready to use.

б) Сборка заявленного заряда. b) Assembly of the declared charge.

Установка зарядов, полученных приведенным выше способом производится на выровненную однослойную полиэтиленовую электропроводящую пленку, например, марки П2ЭС-КБТ. Для приведенных размеров формы зарядов и типа ВВ установочное расстояние между зарядами, рассчитанное по приведенной в описании формуле, составляет 4 см. Общее число зарядов, приходящихся на 1 м² - 158 шт. После размещения зарядов на слой пленки сверху зарядов устанавливается новый одинарный слой пленки, на 10% превышающий площадь нижнего. При этом края верхней пленки равномерно выступали за края нижней. Затем производится тепловая сварка слоев, разнесенных зарядами пленки одним из известных способов, основанном на использовании приспособлений, нагреваемых за счет электрического сопротивления и применения роликового приспособления. Оптимальная температура процесса склеивания 121^oC, давление на ролик от 0,45 до 0,1 кг. Указанные параметры обеспечивают при ручной работе скорость проклейки до 30,5 м/мин. При массовом применении заявленного заряда его приготовление можно механизировать, например, с помощью паковочных машин, используемых в фармацевтической промышленности для пакетирования таблеток в пластмассовые материалы.The charges obtained by the above method are installed on an aligned single-layer polyethylene conductive film, for example, grade P2ES-KBT. For the given dimensions of the shape of the charges and type of explosive, the installation distance between the charges, calculated according to the formula given in the description, is 4 cm. The total number of charges per 1 m ² is 158 pcs. After the charges are placed on the film layer, a new single film layer is installed on top of the charges, 10% larger than the lower area. In this case, the edges of the upper film uniformly protruded beyond the edges of the lower. Then, heat welding of the layers spaced by the charges of the film is carried out using one of the known methods based on the use of devices heated by electrical resistance and the use of a roller device. The optimum temperature of the bonding process is 121 ^o C, the pressure on the roller is from 0.45 to 0.1 kg. The indicated parameters provide for manual sizing speed up to 30.5 m / min. With the mass use of the claimed charge, its preparation can be mechanized, for example, using packaging machines used in the pharmaceutical industry for packaging tablets into plastic materials.

Пример с нитроглицерином. Example with nitroglycerin.

Для этого предлагается использовать заявленный заряд взрывчатого вещества. При этом наиболее полно требуемым условиям будут соответствовать формируемые, по примеру 1 а), "точечные" заряды из низкопроцентного нитроглицеринового ВВ, в исходном состоянии, имеющего порошковую консистенцию, а в своем составе вещество, образующее с нитроглицерином комплекс с переносом электронного заряда. For this, it is proposed to use the declared explosive charge. In this case, the "point" charges from the low-percentage nitroglycerin explosive in the initial state having a powder consistency, and in its composition a substance forming an electron charge transfer complex with nitroglycerin, will correspond to the most fully required conditions.

С этой целью используются порошки, имеющие в своем составе (%): 62 - технической смеси нитроглицерина с динитрогликолем, 18 - имидазолина, 5- очищенного картофельного крахмала, 6 - пищевого сахара, остальное - мелкодисперсный прокаленный мел. For this purpose, powders are used that have in their composition (%): 62 - a technical mixture of nitroglycerin with dinitroglycol, 18 - imidazoline, 5 - peeled potato starch, 6 - food sugar, the rest - finely calcined chalk.

Представленная смесь порошков имеет массовое содержание частиц с размерами в диапазоне 0-30 мкм по 1 а). Прессование порошка производится в цилиндрической камере-матрице, выполненной в виде полого короткого цилиндра под давлением 500 кг/см² и формирующим цилиндрические заряды диаметром 15 и высотой 5 мм. Для получения заряда в камеру-матрицу засыпается 0,7 г порошка полученной смеси плотностью 0,9 г/см³, занимающей объем 0,74 см³.The presented mixture of powders has a mass content of particles with sizes in the range of 0-30 μm in 1 a). The powder is pressed in a cylindrical matrix chamber made in the form of a short hollow cylinder under a pressure of 500 kg / cm ² and forming cylindrical charges with a diameter of 15 and a height of 5 mm. To obtain a charge, 0.7 g of the powder of the resulting mixture with a density of 0.9 g / cm ³ , occupying a volume of 0.74 cm ^{3, is} poured into the matrix chamber.

Производится по описанному 1 б) или по техническим условиям Р 7083 45, принятым в фармацевтической промышленности при получении твердых таблеток. Расстояние между таблетками принимается 15 мм, параметр рассчитан по формуле 1. Конструктивное выполнение заряда изображено на чертеже. It is produced according to the described 1 b) or according to the technical conditions P 7083 45, adopted in the pharmaceutical industry upon receipt of hard tablets. The distance between the tablets is taken 15 mm, the parameter is calculated by the formula 1. The design of the charge is shown in the drawing.

Заряд взрывчатого вещества состоит из инициатора, которым служит капсюль-детонатор 1, размещенного в одном из n-зарядов-таблеток 2, который при его инициировании будет выступать как активный заряд и (n-1) числа пассивных зарядов-таблеток 3, расположенных прерывисто на расчетном расстоянии "a" и инициируемых взрывом заряда 2. При этом все составные части герметизируются слоями электропроводящей полимерной пленки 4. An explosive charge consists of an initiator, which is a detonator capsule 1, placed in one of the n-charges of tablets 2, which, when initiated, will act as an active charge and (n-1) the number of passive charges of tablets 3, located intermittently on the calculated distance "a" and the charge initiated by the explosion 2. In this case, all components are sealed with layers of an electrically conductive polymer film 4.

Инициирование заявленного заряда производится как обычно и может несколько отличаться только особенностями, связанными с условиями возбуждения и передачи инициирующего импульса зарядом - таблеткой. Подрыв и последующая работа заряда происходит следующим образом. Заряд-таблетка 2, возбужденная первичным инициирующим импульсом при взрыве электродетонатора 1 по отношению к другим зарядам, расположенным на расстоянии "a", выступает как активный и способен вызвать их детонацию под действием ударной волны, переданной по воздуху. Initiation of the declared charge is carried out as usual and can differ slightly only in features related to the conditions of excitation and transmission of the initiating impulse by a charge - a tablet. Undermining and subsequent operation of the charge occurs as follows. The charge-tablet 2, excited by the primary initiating pulse during the explosion of the electric detonator 1 in relation to other charges located at a distance "a", acts as active and is able to cause their detonation under the influence of a shock wave transmitted through the air.

Пример конкретной реализации. An example of a specific implementation.

Оценка способности разработанного заряда детонировать без проявления канального эффекта производилась опытным путем по следовой методике. С этой целью заряды, выполненные по указанной технологии и размерами, отмеченными в табл. 2 по схеме а размещались между двумя плоскими массивными пластинками. Пластины готовились из стали марки Ст3 с размерами 40х40х2 см и массой 24,96 кг. Заряд ВВ, составленный из 16 зарядов-таблеток в развернутом виде в один слой, размещался между пластинами. Выполненная таким образом сборка укладывалась горизонтально на выровненное песком скальное основание. Инициирование детонации производилось в средней части одной из сторон основания электродетонатором мгновенного действия ЭД-8-ПМ. Для всех полученных зарядов были получены следовые отпечатки, оставляемые фронтом волны на ограничивающих заряд металлических плоскостях. Характерным для следовых отпечатков является наличие регулярных ячеек, геометрическое расположение которых повторяет структуру размещения зарядов-таблеток. В случае отказа последних регулярность ячеек прерывается, а в местах их фактического расположения отсутствуют ячейки-следы детонации. Результаты опытных взрывов зарядов приведены в табл. 3. Для более детального анализа результатов эксперимента в дополнительных графах табл. 3 приведены фактические затраты энергии E_ВВ, приходящиеся на 1 см² свободной, не занятой зарядами-таблетками площади и затраченной по сути на преодоление межзарядного пространства. Так как между общей энергией заряда E_ВВ и ее массой m существует известная функциональная зависимость (E_ВВ≈m•Q), то затраты энергии на поддержание ударной волны можно представить в виде ее удельной величины m•Q/a². В этом случае получается числовая последовательность удельных затрат энергии, из которой в совокупности со значениями "a" и m следует, что отказы детонации могут наступать при некоторых критических значениях этих величин. При этом в случае обнаружения несдетонировавшего ВВ плотность остатков последнего должны превышать исходную в 1,5-1,7 раза, что несомненно будет указывать на динамическую переуплотненность последних, сопровождающую явления канального эффекта. В случае меньшей плотности удельной энергии, этого явления не возникает, что обнаруживается по характеру следовых отпечатков, а разброс ВВ не сопровождается их динамическим переуплотнением. Таким образом, на основе опытных данных можно достоверно утверждать, что представленная расчетная формула обеспечивает, с одной стороны, достаточную точность определения установочного расстояния "a", а с другой, позволяет определить граничные условия проявления канального эффекта и отказов детонации. Приведенные выше фиксированные установочные расстояния устойчивы за счет достаточной прочности пленки 4, а ее физико-механические свойства при необходимости позволяют производить многократные изгибы полотнища заряда и его свертывания при установке без повреждения целостности конструкции заряда. Кроме того, электропроводящие свойства пленки обеспечивают возможность безопасной установки заряда в местах, благоприятных возникновению зарядов статического электричества.The ability of the developed charge to detonate without manifesting the channel effect was evaluated empirically by the following method. To this end, charges made by the specified technology and the dimensions noted in the table. 2 according to scheme a were placed between two flat massive plates. The plates were made of steel grade St3 with dimensions 40x40x2 cm and a weight of 24.96 kg. The explosive charge, composed of 16 tablet charges in expanded form in one layer, was placed between the plates. The assembly performed in this way was laid horizontally on a sandy rocky base. The initiation of detonation was carried out in the middle part of one of the sides of the base by an instant electric detonator ED-8-PM. For all the charges obtained, trace imprints were left by the wave front on the metal planes bounding the charge. Characteristic of trace prints is the presence of regular cells, the geometrical arrangement of which repeats the structure of the placement of charges tablets. In case of failure of the latter, the regularity of the cells is interrupted, and in the places of their actual location there are no cells-traces of detonation. The results of experimental explosions of charges are given in table. 3. For a more detailed analysis of the experimental results in additional columns of the table. Figure 3 shows the actual energy expenditures E _BB attributable to 1 cm ^{2 of the} free area not occupied by the tablet charges and essentially spent on overcoming the intercharge space. Since there is a known functional dependence between the total charge energy E _BB and its mass m (E _BB ≈m • Q), the energy consumption for maintaining the shock wave can be represented as its specific quantity m • Q / a ² . In this case, a numerical sequence of specific energy expenditures is obtained, from which, together with the values of "a" and m, it follows that detonation failures can occur at some critical values of these quantities. In this case, if a non-detonating explosive is detected, the density of the latter's residues should exceed the initial one by 1.5-1.7 times, which will undoubtedly indicate a dynamic overconsolidation of the latter that accompanies the channel effect. In the case of a lower specific energy density, this phenomenon does not occur, which is detected by the nature of trace prints, and the dispersion of explosives is not accompanied by their dynamic re-compaction. Thus, on the basis of experimental data, it can be reliably stated that the presented calculation formula provides, on the one hand, sufficient accuracy for determining the installation distance "a", and on the other hand, allows one to determine the boundary conditions for the manifestation of the channel effect and detonation failures. The fixed installation distances given above are stable due to the sufficient strength of the film 4, and its physicomechanical properties, if necessary, allow multiple bendings of the charge sheet and its folding when installed without damaging the integrity of the charge structure. In addition, the electrically conductive properties of the film enable the charge to be installed safely in places favorable for the generation of charges of static electricity.

Таким образом, из заявленной формулы и ее доказательств следует, что применение заряда в представленном виде стало возможным за счет обоснованной расчетной формулы. Применение последней стало важнейшим элементом возможности перевода сплошного заряда в качественно новое состояние, обеспечивающее более высокую эффективность при достаточной работоспособности заряда. По сравнению с существующим зарядом достигается экономия взрывчатых веществ. Так, при формировании промышленного заряда на основе прессованного тротила ρ_o = 1,5 г/см, имеющего взрывные свойства, близкие гексапласту (пример выполнения 1), эта экономия в в расчете на 1 м² заряда составляет порядка 3,12 кг. В случае использования в таблетках более мощных ВВ, например, на основе нитроглицерина, масса сэкономленного ВВ может быть увеличена до 5,22 кг. Соответственно, из-за гибкости полотнища заряда он удобен при формировании сложной конфигурации, а из-за инертности пленки более безопасен в случае разрезания заряда, так как его разделку металлическим режущим инструментом можно производить по пленке, минуя непосредственный контакт с ВВ.Thus, it follows from the claimed formula and its evidence that the use of a charge in the presented form became possible due to a reasonable calculation formula. The use of the latter has become an essential element in the possibility of transferring a continuous charge to a qualitatively new state, which provides higher efficiency with sufficient charge efficiency. Compared with the existing charge, savings in explosives are achieved. So, when the industrial charge is formed on the basis of pressed trotyl ρ _o = 1.5 g / cm, having explosive properties close to hexaplast (execution example 1), this savings in terms of 1 m ^{2 of} charge is about 3.12 kg. In the case of using tablets of more powerful explosives, for example, based on nitroglycerin, the mass of saved explosives can be increased to 5.22 kg. Accordingly, due to the flexibility of the charge sheet, it is convenient when forming a complex configuration, and due to the inertia of the film, it is safer in case of cutting the charge, since it can be cut with a metal cutting tool through the film, bypassing direct contact with explosives.

Кроме предложенной области использования заявленного заряда, последний, в силу заложенных в него качественно новых элементов, может быть использован в других областях, где требуется высокая степень управления взрывным процессом. В частности, он может быть использован в машиностроении, в качестве штампа для мгновенного получения профильных выемок и отверстий. В военно-инженерном деле заряд можно использовать для разрушения различных емкостей, имеющих сложно геометрическую поверхность. В случае его изготовления по примеру 2, он может использоваться в военно-диверсионной деятельности, так как обладает высокой степенью защиты от обнаружения, в том числе современными электронными средствами. Последнему способствует как сама конструкция заряда, так и состав взрывчатого вещества, используемый для изготовления зарядов-таблеток. In addition to the proposed area of use of the declared charge, the latter, by virtue of the qualitatively new elements incorporated into it, can be used in other areas where a high degree of control of the explosive process is required. In particular, it can be used in mechanical engineering, as a stamp for instant production of profile recesses and holes. In military engineering, a charge can be used to destroy various tanks that have a complex geometric surface. In the case of its manufacture according to example 2, it can be used in military sabotage activities, as it has a high degree of protection against detection, including modern electronic means. The latter is promoted by both the charge structure itself and the explosive composition used for the manufacture of tablet charges.

Claims

An explosive charge containing a flat charge and a detonator, characterized in that the flat charge is made in the form of separate and equal in mass parts placed intermittently between layers of an electrically conductive polymer film at a distance determined by the formula

where m is the mass of the charge, kg;
Q is the specific heat of explosion of an explosive charge, kJ / kg;
λ is an integral indicator taking into account the shape of the charge, its density and sensitivity, as well as the properties of the film material of the shell (when detonation is transferred to the side surface of the tablet charges, λ = 0.92, to the end face λ = 0.54).