RU221048U1 - Патрон с эмульсионным взрывчатым веществом - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к взрывному делу. Патрон с эмульсионным взрывчатым веществом содержит корпус в виде цилиндрической полимерной трубки и размещенное в ней предохранительное эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее эмульсию «вода в масле» из окислительной и топливной фаз. Один торец цилиндрической полимерной трубки выполнен открытым для заполнения этим взрывчатым веществом и имеет на внутренней поверхности стенки внутренний буртик. Другой конец указанной трубки герметизирован и выполнен с наружной кольцевой канавкой для возможности соединения с открытым торцем аналогичного второго патрона за счет ввода герметизированного торца патрона в полость открытого торца этого аналогичного второго патрона и ввода буртика в канавку. Со стороны открытого торца трубки после ее заполнения эмульсионным предохранительным взрывчатым веществом в полость трубки введена пробка с гнездом для размещения в нем капсюля-детонатора и для герметизации указанного взрывчатого вещества, которая утоплена внутрь трубки за внутренний буртик. 4 ил.

Description

Полезная модель относится к производству патронов с промышленным эмульсионным взрывчатым веществом (ПЭВВ), предназначенных для формирования шпуровых зарядов, а также для использования в качестве промежуточного детонатора скважинных зарядов.

В зависимости от состава ПЭВВ внутри патрона, эти патроны могут применяться с целью ведения горных взрывных работ в условиях подземных выработок угольных и сланцевых шахт, опасных по газу и/или пыли - предохранительные; а также непредохранительные - для взрывания на открытых горных разработках, а также в условиях подземных выработок шахт не опасных по газу и/или пыли.

Одним из наиболее актуальных направлений создания рецептур взрывчатых веществ (ВВ) является расширение номенклатуры промышленных эмульсионных взрывчатых веществ (ПЭВВ), позволяющих значительно оздоровить и обезопасить окружающую среду при производстве взрывных работ с применением указанных ПЭВВ.

Под предохранительными взрывчатыми веществами (ППЭВВ) - предлагается понимать специальные взрывчатые вещества, обладающие пониженной способностью воспламенять горючие газы (метан и др.) и пыль (угольную и др. горючую пыль), содержащиеся в атмосфере подземных выработок. В ППЭВВ, свойства «предохранительности» взрывчатого вещества обеспечиваются химическим составом такого взрывчатого вещества.

ПЭВВ часто применяют в виде патронов: заполненных составом ЭВВ оболочек, позволяющих обеспечить безопасное хранение, транспортировку и эксплуатацию ПЭВВ.

Известен патрон с предохранительным эмульсионным взрывчатым веществом, включающий оболочку и размещенное в ней предохранительное эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее эмульсию «вода в масле», состоящую из окислительной и топливной фаз, стеклянные микросферы и пламегаситель, при этом в качестве оболочки он содержит цилиндрическую полимерную трубку, один торец которой открыт для заполнения взрывчатым веществом и имеет на внутренней поверхности стенки оболочки внутренний буртик, а другой, герметизированный торец, выполнен с возможностью соединения с открытым торцем аналогичного второго патрона посредством фиксатора, выполненного в виде наружной поперечной канавки на стенке оболочки для возможности взаимодействия с буртиком внутри открытого торца второго патрона после установки в его оболочку пробки, используемой после заполнения оболочки эмульсионным предохранительным взрывчатым веществом, в центре пробки имеется зона минимально возможной толщины - для прокалывания и ввода детонатора (RU 101167, F42B 3/00, опубл. 10.01.2011 г.). Это решение принято в качестве прототипа.

После заполнения патрона ПЭВВ открытый торец трубки внутри герметизируется пробкой, удерживающейся внутри как за счет трения, так и упором в буртик. В центре пробки имеется зона минимально возможной толщины - для прокалывания и ввода детонатора.

Описанная конструкция закрытого торца патрона предназначена для возможности фиксации при стыковке нескольких патронов и получения гирлянды патронов: для этого трубка одного патрона закрытым торцем вводится в открытый торец полимерной трубки второго патрона и т.д. Буртиком при его попадании в поперечную канавку осуществляется фиксация соединения трубок патронов.

Полученные патроны ПЭВВ детонационно чувствительны к инициирующему импульсу от первичных средств инициирования (капсюль-детонатор, электродетонатор, детонирующий шнур). Кроме того, ПЭВВ в патроне устойчиво детонирует в виде патронов малого диаметра - от 26 мм и выше и обладает повышенной фугасностью.

Недостаток известного решения заключается в часто возникающих проблемах с вытеканием ПЭВВ при введении в патрон капсюля-детонатора. После заполнения трубки патрона дозированной порцией ПЭВВ оператор проталкивает через внутренний буртик внутрь трубки пробку, которая с этой целью выполнена из материала с небольшой упругостью. Проталкивание проводится вручную или механизировано и пробка считается установленной, если она прошла буртик и располагается поперечно трубке. При проталкивании возможны случаи слишком углубленного расположения пробки или наличие воздуха в трубке. В результате этого в полости с ПЭВВ образуется повышенное давление. А при введении в патрон капсюля-детонатора, взрывник шилом прокалывает центральную утонченную часть стенки пробки, что приводит к вытеканию некоторой части ПЭВВ наружу, за пробку.

Создание нового класса ПЭВВ на основе эмульсии «вода в масле» позволило получить экологически чистые и безопасные составы. Анализ научно-технической отечественной и зарубежной литературы показал, что ПЭВВ обладают чрезвычайно низкой чувствительностью к тепловым и механическим воздействиям. В то же время как любая система, обладающая определенной потенциальной энергией и имеющая в составе углеводородное горючее и окислитель, эмульсия может быть доведена до возникновения в ней горения и взрывоподобного процесса. Наиболее реальным путем возникновения аварийных ситуаций в производстве низкочувствительных взрывчатых веществ является термическое воздействие, которое основывается на теории термического воспламенения.

К ПЭВВ предъявляется требование в части высокого детонирования, чтобы была исключена возможность неполной детонации или выгорания заряда ВВ, а также выноса из шпуров горящих частиц ВВ. Этим обусловлено повышение чувствительности ПЭВВ к удару до уровня тротила при наличии в смеси некоторых видов добавок, например, кварца.

Вытекание даже небольшого количества ПЭВВ является опасным и может стать причиной преждевременного срабатывания заряда.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении конструкционной безопасности патрона с ПЭВВ, используемого с установленным в него капсюлем-детонатором.

Указанный технический результат достигается тем, что в патроне с эмульсионным взрывчатым веществом, содержащем корпус в виде цилиндрической полимерной трубки и размещенное в ней предохранительное эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее эмульсию «вода в масле» из окислительной и топливной фаз, один торец цилиндрической полимерной трубки выполнен открытым для заполнения взрывчатым веществом и имеет на внутренней поверхности стенки внутренний буртик, а другой конец указанной трубки герметизирован и выполнен с наружной кольцевой канавкой для возможности соединения с открытым торцем аналогичного второго патрона за счет ввода герметизированного торца патрона в полость открытого торца этого аналогичного второго патрона и ввода буртика в канавку, при этом со стороны открытого торца трубки после ее заполнения эмульсионным предохранительным взрывчатым веществом в полость трубки введена полимерная пробка для герметизации указанного взрывчатого вещества, которая утоплена внутрь трубки за внутренний буртик, указанная пробка выполнена с гнездом в виде стаканообразной формы выдавки для размещения в ее полости капсюля-детонатора.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 - общий вид патрона;

фиг. 2 - продольный разрез патрона по фиг. 1;

фиг. 3 - укрупненно, разрез патрона со стороны открытого торца;

фиг. 4 - сборка заряда из двух патронов.

Согласно настоящей полезной модели, рассматривается конструкция патрона (фиг. 1), заряжаемого ПЭВВ и который используется для стыковки с аналогичными патронами при выстаивании линейной гирлянды зарядов, помещаемых в шпур или в скважину.

Корпус патрона представляет собой цилиндрическую прямолинейную полимерную трубку 1 (полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и т.п. полимерные материалы) с одним открытым торцем 2, через который происходит наполнение ее полости ПЭВВ, содержащим эмульсию «вода в масле» из окислительной и топливной фаз. Толщина стенки 3 трубки 1 зависит от применяемого для ее изготовления материала и должна обеспечивать жесткость трубки при изгибающем моменте, не менее 1 кгс*м. Открытый торец 2 имеет внутри на внутренней поверхности стенки трубки буртик 4.

Второй торец корпуса патрона герметизирован (фиг. 2), имеет плоское дно 5 и расширяющуюся от него коническую поверхность 6, переходящую в стенку 3 через поперечную кольцевую канавку 7 для возможности соединения с открытым торцем аналогичного второго патрона. Коническая поверхность 6 выполняет функцию фаски, позволяющей пройти буртик 4.

После заполнения патрона ПЭВВ открытый торец 2 трубки 1 внутри герметизируется полимерной пробкой 8, (фиг. 3) для герметизации указанного взрывчатого вещества. Пробка представляет собой поперечно размещаемый дискообразный элемент с периферической зоной с некоторой упругостью или полностью выполненный из упруго деформируемого полимерного материала. При этом пробка утоплена внутрь трубки за внутренний буртик 4 и удерживается внутри как за счет трения (фиг. 3), так и за счет упора в буртик 4. В центре указанная пробка выполнена с отформованным заодно с телом самой пробки гнездом в виде стаканообразной формы выдавки 9, направленной в полость корпуса и предназначенной для размещения в полости этой выдавки капсюля-детонатора (не показан). Капсюль-детонатор просто утапливается в полости этой выдавки и удерживается за счет трения со стенкой выдавки. При таком исполнении пробки отсутствуют условия, при которых ПЭВВ может просочиться через пробку. При вдавливании капсюля-детонатора в полость выдавки может произойти некоторое смещение пробки внутрь корпуса, но оно будет погашено ответным давлением со стороны ПЭВВ. При воспламенении капсюля-детонатора происходит разрушение выдавки вплоть до ее выгорания.

Описанная конструкция закрытого торца патрона предназначена для возможности фиксации при стыковке нескольких патронов: для этого трубка 1 одного патрона закрытым торцем вводится в открытый торец полимерной трубки 1 второго патрона (фиг. 4). Буртиком 4, при его попадании в поперечную канавку 7, осуществляется фиксация соединения трубок обоих патронов.

Полученные патроны с ПЭВВ детонационно чувствительны к инициирующему импульсу от первичных средств инициирования (капсюль-детонатор, электродетонатор, детонирующий шнур). По классификации ГОСТ 19433-88 ЭВВ классифицируется как «1.1.D», то есть чувствительны к инициирующему импульсу первичных средств инициирования.

Производство предложенных патронов с ПЭВВ может быть организовано непосредственно на местах их применения, что позволяет избежать опасной операции транспортировки готового ЭВВ со стационарного производства к местам применения, поскольку доставке на место подлежат только невзрывчатые компоненты. Причем, организовать производство предохранительных ЭВВ на месте применения возможно в «полевых» условиях, т.к. смешение компонентов (например: эмульсия, стеклосфера и пламегаситель и другие компоненты - в зависимости от рецептуры ЭВВ используемого для заполнения оболочки) можно осуществлять и при отрицательных температурах (неотапливаемые помещения на поверхности, приспособленные подземные выработки).

В качестве предохранительного эмульсионного взрывчатого вещества, содержащего эмульсию «вода в масле» из окислительной и топливной фаз, может использоваться, как один из возможных примеров ППЭВВ, полученное путем смешивания эмульсии «вода в масле» до однородности с 3,5-5,0 мас. % стеклянных микросфер от массы эмульсии, добавления к полученной смеси пламегасителя в количестве 5-10 мас. % от массы этой смеси и механического перемешивания до однородности смеси. Причем, в качестве эмульсии «вода в масле» предохранительное ЭВВ содержит эмульсию «вода в масле», состоящую из 93,3 мас. % окислительной фазы, содержащей 75 мас. % аммиачной селитры, 15,04 мас. % кальциевой селитры и 9,96 мас. % воды, и 6,7 мас. % топливной фазы, состоящей из 37,5 мас. % парафина, 37,5 мас. % минерального масла и 25 мас. % эмульгатора, в качестве стеклянных микросфер - микросферы из натриевого стекла с размером частиц от 50 до 400 микрон, а в качестве пламегасителя - хлористый аммоний с размером частиц от 20 до 400 микрон.

В качестве непредохранительного эмульсионного взрывчатого вещества, содержащего эмульсию «вода в масле» из окислительной и топливной фаз, может использоваться, как один из возможных примеров ПЭВВ, полученное путем смешивания эмульсии «вода в масле» до однородности с 3,5-5,0 мас. % стеклянных микросфер от массы эмульсии и механического перемешивания до однородности смеси. Причем, в качестве эмульсии «вода в масле» предохранительное ЭВВ содержит эмульсию «вода в масле», состоящую из 93,3 мас. % окислительной фазы, содержащей 75 мас. % аммиачной селитры, 15,04 мас. % кальциевой селитры и 9,96 мас. % воды, и 6,7 мас. % топливной фазы, состоящей из 37,5 мас. % парафина, 37,5 мас. % минерального масла и 25 мас. % эмульгатора, в качестве стеклянных микросфер - микросферы из натриевого стекла с размером частиц от 50 до 400 микрон.

Процентное содержание компонентов в окислительной и топливной фазах, используемых для приготовления эмульсии, а также содержание фаз в самой эмульсии, подобраны экспериментально, исходя из достижения максимальной работоспособности патрона ЭВВ и стабильности его эксплуатационных свойств.

В указанных пределах содержания компонентов в составах ПЭВВ и ЭВВ, продукты взрыва не токсичны. В свою очередь, ППЭВВ обладает повышенной фугасностью за счет того, что использованный пламегаситель (хлористый аммоний) при взрыве не образует дополнительного количества твердых продуктов (в отличии от часто применяемого в качестве пламегасителя, хлористого натрия).

Настоящая полезная модель промышленно применима, позволяет повысить безопасность применения патронов данной конструкции при снаряжении взрывчатых зарядов по месту проведения взрывных работ на горных выработках.

Claims (1)

1. Патрон с эмульсионным взрывчатым веществом, содержащий корпус в виде цилиндрической полимерной трубки и размещенное в ней предохранительное эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее эмульсию «вода в масле» из окислительной и топливной фаз, один торец цилиндрической полимерной трубки выполнен открытым для заполнения указанным взрывчатым веществом и имеет на внутренней поверхности стенки внутренний буртик, а другой конец указанной трубки герметизирован и выполнен с наружной кольцевой канавкой для возможности соединения с открытым торцем аналогичного второго патрона за счет ввода герметизированного торца патрона в полость открытого торца этого аналогичного второго патрона и ввода буртика в канавку, при этом со стороны открытого торца трубки после ее заполнения эмульсионным предохранительным взрывчатым веществом в полость трубки введена пробка для герметизации указанного взрывчатого вещества, которая утоплена внутрь трубки за внутренний буртик, отличающийся тем, что указанная пробка выполнена с гнездом в виде стаканообразной формы выдавки, направленной в полость корпуса, с возможностью удержания капсюля-детонатора за счет силы трения со стенкой выдавки.