RU2267077C1 - Explosive charge and method for conduction of blasting operations (modifications) - Google Patents
Explosive charge and method for conduction of blasting operations (modifications) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267077C1 RU2267077C1 RU2004117563/02A RU2004117563A RU2267077C1 RU 2267077 C1 RU2267077 C1 RU 2267077C1 RU 2004117563/02 A RU2004117563/02 A RU 2004117563/02A RU 2004117563 A RU2004117563 A RU 2004117563A RU 2267077 C1 RU2267077 C1 RU 2267077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- fuel
- liquid
- metal powder
- suspension
- Prior art date
Links
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области взрывного дела и могут использоваться для дробления твердых и скальных пород при прокладке дорог и в строительстве, для разрушения крупных объектов, например, при разделке на фрагменты бетонных строительных конструкций и т.п.The invention relates to the field of blasting and can be used for crushing hard and rocky rocks when laying roads and in construction, for the destruction of large objects, for example, when cutting into fragments of concrete building structures, etc.
Известны заряд взрывчатого вещества (ВВ), содержащий корпус, жидкое взрывчатое вещество (ЖВВ) - смесь четырехокиси азота (N2O4) и углеводородного горючего, и скрепленное с корпусом средство взрывания, выполненное в виде взрывающейся проволочки или мостика, и способ ведения взрывных работ, включающий размещение заряда и средства взрывания на объекте, монтаж электровзрывной сети в пределах опасной зоны и подсоединение к ней средства взрывания, осуществляемые до заполнения корпуса заряда ЖВВ (Патент RU 2084806, кл. F 42 B 1/02, F 42 D 3/00, 1995).Known explosive charge (BB), containing a housing, liquid explosive (LHV) - a mixture of nitrogen tetroxide (N 2 O 4 ) and hydrocarbon fuel, and an explosive device bonded to the housing, made in the form of an exploding wire or bridge, and a method of conducting explosive work, including the placement of the charge and the blasting equipment at the facility, the installation of an electric explosion network within the danger zone and the connection of blasting devices to it, carried out before filling the explosive charge housing (Patent RU 2084806, class F 42 B 1/02, F 42 D 3 / 00, 1995).
Недостатками данных решений являются высокая степень огневой опасности изготовления и применения заряда ЖВВ на месте, трудности его использования при разделении сложнопрофильных объектов. Четырехокись азота, другие применяемые окислители и унитарные ЖВВ, как правило, являются высокотоксичными и летучими веществами. Заполнение зарядов ЖВВ непосредственно на месте проведения работ требует большой осторожности и длительного времени, особенно при заливке множества зарядов на протяженном или сложнопрофильном объекте. Из-за высокой летучести окислителя резко ограничены возможности работы с ЖВВ в летнее время при высокой температуре окружающей среды. Поэтому указанные заряд и способ представляют большую огневую и токсикологическую опасность для человека (взрывника) при выполнении операции заполнения корпуса заряда ЖВВ. Кроме того, способ ведения взрывных работ трудоемок. Нахождение средства взрывания, выполненного в виде взрывающейся проволочки или мостика, в среде, содержащей активный окислитель, резко снижает надежность системы инициирования из-за коррозии проволочки.The disadvantages of these solutions are the high degree of fire hazard of the manufacture and use of explosives in place, the difficulties of its use in the separation of complex objects. Nitrogen tetroxide, other oxidizing agents used, and unitary explosive substances are generally highly toxic and volatile. Filling the charges of live rocket materials directly at the place of work requires great care and a long time, especially when pouring a lot of charges on an extended or complex object. Due to the high volatility of the oxidizing agent, the possibilities of working with live air in summer at a high ambient temperature are sharply limited. Therefore, the specified charge and method are of great fire and toxicological danger to a person (fuse) when performing the operation of filling the housing of the explosive charge. In addition, the method of blasting is laborious. The presence of an explosive device, made in the form of an exploding wire or bridge, in an environment containing an active oxidizing agent, sharply reduces the reliability of the initiation system due to corrosion of the wire.
Наиболее близкими решениями (выбранными за прототип) к предлагаемым заряду взрывчатого вещества и способу ведения взрывных работ являются заряд и способ, описанные в патенте RU 2174110, кл. С 06 В 47/00, F 42 B 3/087, F 42 D 1/02, опубл. 27.09.2001.The closest solutions (selected for the prototype) to the proposed explosive charge and the method of blasting are the charge and the method described in patent RU 2174110, cl. C 06 V 47/00, F 42 B 3/087, F 42 D 1/02, publ. 09/27/2001.
Известный заряд-прототип содержит корпус, двухкомпонентное ЖВВ и средство взрывания. Корпус заряда выполнен герметичным, а заряд выполнен бинарным, то есть содержит не перемешанные окислитель и горючее, для чего компоненты ЖВВ: окислитель, например четырехокись (тетраокись) азота, и горючее, например углеводородное горючее, размещены в разных объемах, разделенных герметичной оболочкой (перегородкой), причем средство взрывания размещено в объеме с горючим.Known charge prototype contains a housing, two-component explosive explosives and explosive. The charge casing is sealed, and the charge is binary, that is, it contains unmixed oxidizing agent and fuel, for which the components of the explosive substance: oxidizing agent, for example nitrogen tetroxide (tetraoxide), and fuel, for example hydrocarbon fuel, are placed in different volumes separated by a sealed shell (partition) ), and the explosive is placed in a volume with fuel.
Способ-прототип ведения взрывных работ включает размещение бинарного заряда жидкого взрывчатого вещества на объекте, монтаж электровзрывной сети в пределах опасной зоны, подсоединение к ней средства подрыва и подрыв заряда, причем образование ЖВВ в корпусе заряда осуществляют в результате смешения компонентов ЖВВ путем удаления оболочки (перегородки) между окислителем и горючим после монтажа электровзрывной сети и подсоединения к ней средства подрыва. Оболочка (перегородка) между окислителем и горючим может быть выполнена либо из тонкой полимерной пленки в виде двойного вывернутого внутрь рукава, либо из хрупкого материала, например стекла. Удаление разделяющей оболочки (перегородки) осуществляют либо путем вытягивания оболочки из корпуса заряда через обжимной узел цилиндрической втулки, либо путем импульсного разрушения хрупкой перегородки. После удаления оболочки (перегородки) производят подрыв заряда.The prototype method of blasting involves placing a binary charge of liquid explosive at the facility, installing an electric blast network within the danger zone, connecting blasting devices to it and detonating the charge, and the formation of live explosives in the charge casing is carried out by mixing the components of explosive explosives by removing the shell (partition ) between the oxidizing agent and the fuel after the installation of the electric explosion network and the connection of detonation means to it. The shell (partition) between the oxidizing agent and the fuel can be made either from a thin polymer film in the form of a double sleeve turned inside of the sleeve, or from a brittle material, such as glass. Removing the separating shell (partition) is carried out either by pulling the shell from the charge housing through the crimp assembly of the cylindrical sleeve, or by pulsating destruction of the brittle partition. After removal of the shell (septum) produce a blast charge.
Недостатками этих решений является ограниченная удельная мощность заряда, так как используется простой двухкомпонентный состав на основе только жидких компонентов. При подготовке взрывных работ не предусмотрена процедура увеличения мощности ВВ путем введения дополнительного твердого компонента.The disadvantages of these solutions are the limited specific charge power, since a simple two-component composition based on only liquid components is used. In the preparation of blasting, there is no procedure for increasing the explosive power by introducing an additional solid component.
Задачей предлагаемых изобретений является создание такого заряда ВВ и способа ведения взрывных работ, которые обеспечили бы более высокую мощность взрыва при возможном упрощении конструкции заряда, повышении его безопасности и надежности, а также позволили бы реализовать режим быстрого турбулентного горения, не приводящий к образованию сильных сейсмических волн.The objective of the invention is the creation of such an explosive charge and a blasting method that would provide a higher blast power while possibly simplifying the charge design, increasing its safety and reliability, and also allowing implementing a regime of fast turbulent combustion, which does not lead to the formation of strong seismic waves .
Решение поставленной задачи достигается предлагаемыми:The solution to this problem is achieved by the proposed:
- зарядом взрывчатого вещества, содержащим герметичный корпус и не перемешанные жидкие окислитель и горючее, для чего окислитель и горючее размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, в котором, согласно изобретению, в объеме с жидким горючим размещен дополнительный компонент - мелкодисперсный металлический порошок при массовом соотношении металлический порошок: жидкое горючее, равном (0,01-1):1, причем общая масса металлического порошка и жидкого горючего составляет от 10 до 90% от суммарной массы взрывчатого вещества.- an explosive charge containing a sealed enclosure and unmixed liquid oxidizing agent and fuel, for which the oxidizing agent and fuel are placed in different volumes separated by a sealed partition, in which, according to the invention, an additional component is placed in the volume with liquid fuel - fine metal powder with mass the ratio of metal powder: liquid fuel equal to (0.01-1): 1, and the total mass of metal powder and liquid fuel is from 10 to 90% of the total mass of the explosive.
В качестве мелкодисперсного металлического порошка в заряде может быть использован порошок алюминия или магния.As a finely divided metal powder in the charge, aluminum or magnesium powder can be used.
В объеме с жидким горючим заряда может быть размещено средство для перемешивания, выполненное в виде металлических или стеклянных тел, например шариков диаметром до 10 мм.In the volume with liquid fuel charge can be placed means for mixing, made in the form of metal or glass bodies, such as balls with a diameter of up to 10 mm
- зарядом взрывчатого вещества, содержащим герметичный корпус и не перемешанные окислитель и горючее, имеющим, согласно изобретению, один объем, заполненный жидким окислителем или водой, в который помещен в качестве горючего мелкодисперсный металлический порошок в виде пассивированных частиц в количестве 10-90%, при этом разность значений плотности жидкого окислителя или воды и металлического порошка обеспечивает их разделение в поле гравитации Земли.- explosive charge containing a sealed enclosure and not mixed oxidizer and fuel, having, according to the invention, one volume filled with a liquid oxidizing agent or water, in which finely dispersed metal powder in the form of passivated particles in the amount of 10-90% is placed, when this difference in the density values of the liquid oxidizer or water and metal powder ensures their separation in the Earth's gravity field.
В качестве мелкодисперсного металлического порошка в виде пассивированных частиц в заряде может быть использован порошок алюминия или магния.As a finely divided metal powder in the form of passivated particles in the charge, aluminum or magnesium powder can be used.
В объеме заряда может быть размещено средство для перемешивания, выполненное в виде металлических или стеклянных тел, например шариков диаметром до 10 мм.In the charge volume, a stirring means may be arranged in the form of metal or glass bodies, for example balls with a diameter of up to 10 mm.
В объеме заряда может быть размещено средство для перемешивания, выполненное в виде тел из магнитного материала, например шариков диаметром до 10 мм, при этом корпус заряда должен быть изготовлен из немагнитного материала, например алюминия, и поверх корпуса расположено устройство для приведения в движение магнитным полем средства перемешивания, выполненное, например, в виде нескольких витков изолированного провода.In the volume of the charge, stirring means can be placed in the form of bodies made of magnetic material, for example balls with a diameter of up to 10 mm, while the charge body must be made of non-magnetic material, for example aluminum, and a device for driving by a magnetic field is located on top of the body mixing means, made, for example, in the form of several turns of an insulated wire.
- способом ведения взрывных работ, включающим размещение на объекте заряда взрывчатого вещества, содержащего не перемешанные жидкие окислитель и горючее, для чего окислитель и горючее размещены в разных объемах, разделенных герметичной перегородкой, монтаж электровзрывной сети, подсоединение к ней средства подрыва, образование взрывчатого вещества путем удаления перегородки между окислителем и горючим и подрыв заряда, в котором, согласно изобретению, используют заряд, в объеме с жидким горючим которого размещен дополнительный компонент - мелкодисперсный металлический порошок, а при удалении перегородки между окислителем и горючим осуществляют образование взрывчатого вещества в виде суспензии или геля металлического порошка в жидких компонентах.- a method of conducting blasting operations, including placing an explosive substance containing unmixed liquid oxidizing agent and fuel on the object’s charge, for which the oxidizing agent and fuel are placed in different volumes separated by a sealed partition, installing an electric explosive network, connecting explosive devices to it, forming explosive by removing the septum between the oxidizing agent and the fuel and undermining a charge in which, according to the invention, a charge is used, in the volume of liquid fuel of which an additional component is placed NT is a finely divided metal powder, and when the septum between the oxidizing agent and the fuel is removed, the explosive is formed in the form of a suspension or gel of the metal powder in the liquid components.
Заряд перед размещением на объекте можно встряхивать для образования суспензии или геля металлического порошка в жидком горючем.The charge can be shaken before being placed on the object to form a suspension or gel of metal powder in liquid fuel.
Для облегчения и ускорения образования суспензии или геля при встряхивании заряда можно использовать заряд, в объеме с жидким горючим которого размещено средство для перемешивания, выполненное в виде металлических или стеклянных тел, например шариков диаметром до 10 мм.To facilitate and accelerate the formation of a suspension or gel when shaking the charge, you can use a charge in the volume with liquid fuel of which is placed a means for mixing, made in the form of metal or glass bodies, for example balls with a diameter of up to 10 mm.
Образование суспензии или геля металлического порошка в жидком горючем можно осуществлять отдельно от заряда, а заполнение объема для горючего в заряде этой суспензией или гелем производить на месте проведения взрывных работ перед размещением заряда на объекте.The formation of a suspension or gel of metal powder in liquid fuel can be carried out separately from the charge, and the filling of the volume for fuel in the charge with this suspension or gel can be performed at the place of blasting before placing the charge on the object.
Решение поставленной задачи достигается также способом ведения взрывных работ, включающим размещение на объекте заряда взрывчатого вещества, содержащего не перемешанные окислитель и горючее, монтаж электровзрывной сети, подсоединение к ней средства подрыва и подрыв заряда, в котором, согласно изобретению, используют заряд, содержащий один объем, заполненный жидким окислителем или водой, в который помещен в качестве горючего мелкодисперсный металлический порошок в виде пассивированных частиц, при этом разность значений плотности жидкого окислителя или воды и металлического порошка обеспечивает их разделение в поле гравитации Земли, и заряд перед размещением на объекте встряхивают для образования суспензии или геля металлического порошка в жидком окислителе или воде.The solution to this problem is also achieved by the method of blasting, which includes placing an explosive containing an unmixed oxidizing agent and fuel on the object, installing an electric blast network, connecting blasting devices to it and blasting the charge, in which, according to the invention, a charge containing one volume is used filled with a liquid oxidizing agent or water, in which a finely dispersed metal powder in the form of passivated particles is placed as a fuel, and the difference in the values of the liquid density of the oxidizing agent or water and the metal powder ensures their separation in the Earth's gravitational field, and the charge is shaken before being placed on the object to form a suspension or gel of the metal powder in a liquid oxidizer or water.
Для облегчения и ускорения образования суспензии или геля можно использовать заряд, в объеме которого размещено средство для перемешивания, выполненное в виде металлических или стеклянных тел, например шариков диаметром до 10 мм.To facilitate and accelerate the formation of a suspension or gel, you can use a charge in the volume of which is placed a means for mixing, made in the form of metal or glass bodies, such as balls with a diameter of up to 10 mm.
Для создания возможности образования суспензии или геля после размещения заряда на объекте (и после монтажа электровзрывной сети и подсоединения к ней средства подрыва) используют заряд, в объеме которого размещено средство для перемешивания, выполненное в виде тел из магнитного материала, например шариков диаметром до 10 мм, при этом корпус заряда изготовлен из немагнитного материала, например алюминия, и поверх корпуса размещено устройство для приведения в движение магнитным полем средства перемешивания, выполненное, например, в виде нескольких витков изолированного провода, а образование суспензии или геля металлического порошка в жидком окислителе или воде осуществляют путем подачи импульсов электрического тока на устройство для приведения в движение магнитным полем средства перемешивания после монтажа электровзрывной сети и подсоединения к ней средства подрыва непосредственно перед подрывом заряда.To create the possibility of the formation of a suspension or gel after placing the charge on the object (and after installing the electric blast network and connecting detonating means to it), a charge is used, in the volume of which is placed the means for mixing, made in the form of bodies of magnetic material, for example, balls with a diameter of up to 10 mm wherein the charge housing is made of a non-magnetic material, such as aluminum, and on top of the housing is a device for driving the stirring means in a magnetic field, made, for example, in the form ultiple turns of insulated wires, and forming a slurry of metal powder or gel in the liquid oxidizing agent or water is carried out by supplying pulses of electrical current to a driving device by a magnetic field stirring means after mounting electroexplosive network and connection thereto means immediately before the charge detonation undermining.
Предлагаемые заряд и способ (в двух вариантах) были разработаны на основе теоретических расчетов и детальных экспериментальных исследований параметров конструкции заряда и способа ведения взрывных работ.The proposed charge and method (in two versions) were developed on the basis of theoretical calculations and detailed experimental studies of the parameters of the charge structure and the method of blasting.
Соотношение количеств жидкого окислителя, жидкого горючего и мелкодисперсного металлического порошка (твердого горючего) в бинарном заряде (окислитель и горючее размещены в разных объемах), или соотношение жидкого окислителя и твердого горючего в заряде, содержащем один объем, выбиралось из условия обеспечения способности ВВ, содержащем горючее в виде суспензии или геля, к детонации и горению в быстром турбулентном режиме после смешения компонентов. До настоящего времени такие заряды ВВ и способ ведения взрывных работ не использовались и нельзя было заранее предвидеть возможность практической реализации идеи.The ratio of the amounts of liquid oxidizing agent, liquid fuel and finely divided metal powder (solid fuel) in a binary charge (oxidizing agent and fuel are placed in different volumes), or the ratio of liquid oxidizing agent and solid fuel in a charge containing one volume was chosen from the condition of providing explosive ability containing fuel in the form of a suspension or gel, to detonate and burn in a turbulent mode after mixing the components. Until now, such explosive charges and the method of blasting have not been used and it was impossible to foresee the possibility of practical implementation of the idea.
Принципиальным результатом проведенных испытаний является установление возможности организации быстрого, эффективного и безопасного образования суспензии или геля мелкодисперсного металлического порошка, находящегося на дне объема с жидким горючим бинарного заряда или на дне объема с жидким окислителем или водой во втором варианте заряда, что позволило получать более мощное ВВ.The principal result of the tests carried out is the establishment of the possibility of organizing the fast, effective and safe formation of a suspension or gel of finely dispersed metal powder located at the bottom of the volume with a liquid combustible binary charge or at the bottom of the volume with a liquid oxidizer or water in the second charge variant, which made it possible to obtain a more powerful explosive .
В бинарном заряде смешивание всех компонентов производят путем импульсного разрушения герметичной оболочки (перегородки) между объемами с жидкими горючим и окислителем, при этом возникает сильная турбулизация жидкости и быстро образуется мощное ВВ в виде суспензии или геля.In a binary charge, the mixing of all components is carried out by pulsed destruction of the hermetic shell (septum) between the volumes with liquid fuel and oxidizing agent, and strong turbulence of the liquid occurs and a powerful explosive quickly forms in the form of a suspension or gel.
Предварительное встряхивание бинарного заряда перед размещением на объекте позволяет повысить КПД заряда, также сказывается на увеличение КПД и снаряжение объема заряда для жидкого горючего заранее приготовленной суспензией (или гелем) металлического порошка в жидком горючем.Preliminary shaking of the binary charge before placing it on the object allows to increase the efficiency of the charge, also affects the increase in efficiency and the charge volume equipment for liquid fuel with a pre-prepared suspension (or gel) of metal powder in liquid fuel.
В варианте заряда с одним объемом образование мощного ВВ в виде суспензии или геля металлического порошка в жидком окислителе или воде осуществляют путем энергичного встряхивания заряда перед размещением его на объекте.In a single-volume charge variant, the formation of a powerful explosive in the form of a suspension or gel of a metal powder in a liquid oxidizer or water is carried out by vigorously shaking the charge before placing it on the object.
При необходимости осуществления образования суспензии или геля ВВ в заряде с одним объемом после размещения заряда на объекте (например, в случае одновременной установки на протяженном объекте большого количества зарядов) используют заряд с устройством для приведения в движение магнитным полем магнитного средства перемешивания, размещенного в объеме заряда, что позволяет получать ВВ в виде суспензии или геля дистанционно непосредственно перед подрывом заряда.If it is necessary to carry out the formation of a suspension or gel of explosives in a charge with one volume after placing a charge on the object (for example, in the case of simultaneous installation of a large number of charges on an extended object), use a charge with a device to set the magnetic means of stirring placed in the charge volume in a magnetic field that allows you to get explosives in the form of a suspension or gel remotely immediately before undermining the charge.
Опыты показали, что при встряхивании цилиндрического объема диаметром 10-40 мм и длиной 100-250 мм время образования однородной суспензии при смешении керосина и алюминиевого порошка в виде мелкодисперсных сферических частиц размером до 100 мкм не превышало 10 с, чему способствовала сильная турбулизация жидкости.The experiments showed that when shaking a cylindrical volume with a diameter of 10-40 mm and a length of 100-250 mm, the formation of a homogeneous suspension during the mixing of kerosene and aluminum powder in the form of fine spherical particles up to 100 μm in size did not exceed 10 s, which was facilitated by strong turbulence of the liquid.
Еще быстрее происходило образование суспензии или геля мелкодисперсного металлического порошка в жидкости (в обоих вариантах заряда) при использовании средства для перемешивания.Even faster, the formation of a suspension or gel of finely divided metal powder in the liquid (in both versions of the charge) when using means for mixing.
Термодинамические расчеты и эксперименты показали, что наиболее подходящими окислителями для бинарного заряда являются четырехокись (тетраокись) азота, азотная кислота, их смесь, перекись водорода и др., а для заряда, содержащего один объем, дополнительно к перечисленным - раствор нитратной соли, например аммиачной селитры в воде (с добавкой мочевины или без), а также просто вода. В качестве жидкого горючего можно использовать углеводородное жидкое горючее, низшие спирты и др. В качестве твердого горючего мелкодисперсные порошки алюминия, магния и др. (размер частиц не выше 100 мкм). Такие стехиометрические составы, как тетраокись азота + углеводородное горючее + Me (где Me означает, например, алюминий или магний), перекись водорода + этиловый спирт + Me, тетраокись азота + Me, азотная кислота + Me, азотная кислота + тетраокись азота + Me, перекись водорода + Me или вода + Me обладают энергией взрыва Q от 7000 до 14000 кДж/кг. Например, стехиометрический состав N2O4+Al имеет удельную теплоту взрыва Q=13700 кДж/кг, у состава HNO3+Al теплота Q=12500 кДж/кг, у состава Н2O+Al теплота Q=7580 кДж/кг, что в несколько раз превосходит удельную теплоту взрыва окислителей N2O4 или HNO3 с углеводородным топливом без добавки алюминия.Thermodynamic calculations and experiments have shown that the most suitable oxidizing agents for a binary charge are nitrogen tetroxide, nitric acid, their mixture, hydrogen peroxide, etc., and for a charge containing one volume, in addition to the above, a solution of nitrate salt, for example ammonium saltpeter in water (with or without urea), as well as just water. As liquid fuel, you can use hydrocarbon liquid fuel, lower alcohols, etc. Fine solid powders of aluminum, magnesium, etc. (particle size not higher than 100 microns) can be used as solid fuel. Such stoichiometric compositions as nitrogen tetroxide + hydrocarbon fuel + Me (where Me means, for example, aluminum or magnesium), hydrogen peroxide + ethyl alcohol + Me, nitrogen tetroxide + Me, nitric acid + Me, nitric acid + nitrogen tetroxide + Me, hydrogen peroxide + Me or water + Me have an explosion energy Q from 7000 to 14000 kJ / kg. For example, the stoichiometric composition of N 2 O 4 + Al has a specific heat of explosion Q = 13700 kJ / kg, the composition of HNO 3 + Al has a heat of Q = 12500 kJ / kg, the composition of H 2 O + Al has a heat of Q = 7580 kJ / kg, which is several times higher than the specific heat of explosion of oxidizing agents N 2 O 4 or HNO 3 with hydrocarbon fuel without the addition of aluminum.
Изменение в предлагаемых зарядах соотношений окислитель - жидкое горючее - металлический порошок или вода (жидкий окислитель) - металлический порошок дает возможность регулировать режим энерговыделения и кроме детонации осуществлять более мягкий режим быстрого турбулентного горения, что снижает уровень сейсмической волны после срабатывании заряда.A change in the proposed charges of the ratios oxidizer - liquid fuel - metal powder or water (liquid oxidizer) - metal powder makes it possible to regulate the energy release mode and, in addition to detonation, carry out a milder mode of rapid turbulent combustion, which reduces the level of the seismic wave after the charge is triggered.
Частицы металла химически инертны по отношению к жидкому горючему и могут длительное время храниться в массе жидкого горючего. Более того для увеличения эффективности инициирования заряда, увеличения его детонационных параметров и реализации режима быстрого турбулентного горения возможно применение химически и механически активированных частиц порошка металла.Metal particles are chemically inert with respect to liquid fuel and can be stored for a long time in the mass of liquid fuel. Moreover, to increase the efficiency of charge initiation, increase its detonation parameters and implement the regime of rapid turbulent combustion, it is possible to use chemically and mechanically activated particles of metal powder.
Предлагаемая конструкция бинарного заряда позволяет длительные и безопасные его хранение и транспортировку, быстрое и безопасное приведение его в рабочее состояние (путем встряхивания) на месте проведения взрывных работ, что значительно упрощает его установку (размещение) на различных объектах и преодолевает трудности его использования при разделении сложнопрофильных объектов.The proposed design of the binary charge allows long-term and safe storage and transportation, quick and safe bringing it into working condition (by shaking) at the place of blasting, which greatly simplifies its installation (placement) at various sites and overcomes the difficulties of its use in the separation of complex objects.
Снаряжение бинарного заряда заранее приготовленной суспензией или гелем металлического порошка в жидком горючем является безопасной процедурой и может быть проведено на месте проведения взрывных работ.Equipping a binary charge with a pre-prepared suspension or gel of metal powder in liquid fuel is a safe procedure and can be carried out at the place of blasting.
Аналогично было установлено, что пассивированные частицы (покрытые оксидной пленкой) многих энергетически выгодных металлов, например алюминия и магния, химически инертны к указанным выше жидким окислителям, например к четырехокиси азота, к азотной кислоте или смеси азотной кислоты с четырехокисью азота, перекиси водорода и др., а также к воде, так что образование суспензии или геля в заряде, содержащем один объем, заполненный жидким окислителем или водой и металлическим порошком, при перемешивании компонентов путем встряхивания заряда на месте проведения взрывных работ перед монтажом заряда является безопасной процедурой.Similarly, it was found that passivated particles (coated with an oxide film) of many energetically favorable metals, for example, aluminum and magnesium, are chemically inert to the above liquid oxidizing agents, for example, nitrogen tetroxide, nitric acid, or a mixture of nitric acid with nitrogen tetroxide, hydrogen peroxide, etc. ., as well as water, so that the formation of a suspension or gel in a charge containing one volume filled with a liquid oxidizing agent or water and metal powder, while mixing the components by shaking the charge and the place of blasting charge before the installation is a safe procedure.
Следует отметить, что заряды на основе воды и металлического порошка, например алюминия или магния, являются не только в высшей степени безопасными, но и экологически чистыми.It should be noted that charges based on water and a metal powder, such as aluminum or magnesium, are not only highly safe, but also environmentally friendly.
Время существования ("время жизни") суспензии или геля существенным образом зависит от размера частиц, их формы, вязкости жидкой фазы. Например, для частиц алюминия сферической формы размером порядка 1 мкм в четырехокиси азота это время составляет свыше 10 минут, а для частиц чешуйчатой формы размера 1×30 мкм - свыше 20 минут, что вполне достаточно для осуществления монтажа заряда и его подрыва. Для частиц меньшего размера возможно образование геля с временем существования до 1 часа. Сферические частицы крупного размера порядка 30-100 мкм образуют однородную суспензию с коротким временем жизни - от 1 минуты до 20 секунд, время жизни суспензии частиц такого же размера, но чешуйчатой формы существенно больше.The lifetime ("lifetime") of a suspension or gel substantially depends on the size of the particles, their shape, and the viscosity of the liquid phase. For example, for spherical-shaped aluminum particles with a size of the order of 1 μm in nitrogen tetroxide, this time is over 10 minutes, and for flake-shaped particles of 1 × 30 μm in size — more than 20 minutes, which is quite enough for the charge to be mounted and undermined. For particles of a smaller size, gel formation with a lifetime of up to 1 hour is possible. Large spherical particles of the order of 30-100 μm form a homogeneous suspension with a short lifetime - from 1 minute to 20 seconds, the lifetime of a suspension of particles of the same size, but scaly in shape, is significantly longer.
Следует подчеркнуть, что образование суспензии или геля с ограниченным "временем жизни" увеличивает безопасность заряда, так как в случае непредвиденных обстоятельств (например, отказа системы подрыва) спустя это время происходит расслоение суспензии, частицы металла выпадают на дно объема с жидкостью, и теплота последующего взрыва либо резко падает, либо заряд становится вообще не способным к энерговыделению.It should be emphasized that the formation of a suspension or gel with a limited "lifetime" increases the safety of the charge, since in case of unforeseen circumstances (for example, failure of the detonation system), after this time, the suspension is stratified, metal particles fall to the bottom of the volume with the liquid, and the heat of the subsequent the explosion either drops sharply, or the charge becomes generally incapable of energy release.
В снаряженном состоянии предлагаемый заряд безопасен. В заряде с герметичной оболочкой (перегородкой) жидкий окислитель и жидкое горючее с металлическим порошком размещены в различных изолированных друг от друга объемах, а по отдельности ни окислитель, ни горючее не являются взрывчатыми веществами, способными к детонации. В заряде, содержащем один объем, окислитель или вода и металлический порошок в виде пассивированных частиц разделены естественным образом в поле гравитации Земли при концентрировании твердой фазы на дне заряда. Приведение заряда в рабочее состояние возможно только при интенсивном встряхивании заряда или путем подачи импульсов электрического тока на устройство для приведения в движение магнитным полем средства перемешивания.When equipped, the proposed charge is safe. In a charge with an airtight shell (septum), the liquid oxidizer and liquid fuel with metal powder are placed in different volumes isolated from each other, and individually neither the oxidizer nor the fuel are detonating explosives. In a charge containing one volume, an oxidizing agent or water and a metal powder in the form of passivated particles are naturally separated in the Earth's gravity field when the solid phase is concentrated at the bottom of the charge. Bringing the charge into working condition is possible only with vigorous shaking of the charge or by applying pulses of electric current to the device to set the stirring means in motion by the magnetic field.
Для инициирования заряда необходимо подать на средство взрывания высоковольтный электрический импульс с высокой энергией порядка нескольких килоджоулей или использовать капсюль-детонатор. Это повышает степень безопасности заряда. В качестве средства взрывания заряда может быть использована взрывающаяся проволочка.To initiate a charge, it is necessary to apply a high-voltage electric pulse with a high energy of the order of several kilojoules to the explosive or use a detonator capsule. This increases the safety of the charge. An exploding wire may be used as a means of blasting a charge.
На чертеже представлены заряд бинарной конструкции (а) и заряд, содержащий один объем (б).The drawing shows the charge of a binary structure (a) and a charge containing one volume (b).
Корпус заряда 1 в обоих вариантах герметичен.Charge housing 1 is sealed in both versions.
В бинарном заряде (а) жидкий окислитель 2 и жидкое горючее 3 с металлическим порошком 4 размещены в разных объемах, разделенных герметичной оболочкой 5. В объем с жидким горючим 3 помимо металлического порошка 4 может быть помещено средство перемешивания 6.In the binary charge (a), the liquid oxidizing agent 2 and the liquid fuel 3 with metal powder 4 are placed in different volumes separated by a sealed sheath 5. In addition to the metal powder 4, a stirring agent 6 can be placed in the volume with liquid fuel 3.
В заряде, содержащем один объем (б), жидкий окислитель или вода 2 и металлический порошок 4 размещены в одном объеме, в котором помимо металлического порошка 4 может быть помещено средство перемешивания 6. Если средство перемешивания 6 в таком заряде изготовлено из магнитного материала, а корпус заряда 1 из немагнитного материала, то на корпусе заряда 1 может быть размещено устройство 7, выполненное в виде 10-12 витков изолированного провода, приводящее в движение магнитным полем средство перемешивания 6.In a charge containing one volume (b), the liquid oxidizing agent or water 2 and the metal powder 4 are placed in one volume, in which, in addition to the metal powder 4, stirring agent 6 can be placed. If the stirring means 6 in this charge is made of magnetic material, and Since the charge housing 1 is made of non-magnetic material, a device 7 can be placed on the charge housing 1, made in the form of 10-12 turns of an insulated wire, which moves the mixing means 6 in motion with a magnetic field.
Проведение взрывных работ по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.The blasting of the proposed method is as follows.
При использовании бинарного заряда размещают в требуемых местах объекта снаряженные заряды, осуществляют монтаж электровзрывной сети в пределах опасной зоны с подсоединением к ней средства подрыва зарядов и затем приводят заряды в рабочее состояние, организуя смешение компонентов в каждом заряде путем удаления перегородки между окислителем и горючим. После приведения зарядов в рабочее состояние подают инициирующий импульс электрического тока от средства подрыва в электровзрывную сеть на средство взрывания зарядов и осуществляют их подрыв.When using a binary charge, curb charges are placed in the required places of the object, an electric blast network is installed within the danger zone with the means for detonating the charges connected to it, and then the charges are brought into working condition, organizing the mixing of components in each charge by removing the baffle between the oxidizer and the fuel. After bringing the charges into working condition, an initiating impulse of electric current from the means of detonation is fed into the electric blast network to the means of detonating the charges and they are undermined.
Перед размещением бинарных зарядов на объекте рекомендуется их встряхивать для образования суспензии или геля металлического порошка в объеме с жидким горючим.Before placing binary charges on an object, it is recommended to shake them to form a suspension or gel of metal powder in a volume with liquid fuel.
Образование суспензии или геля металлического порошка в жидком горючем можно осуществлять отдельно от заряда, а заливку ее в объем для горючего бинарного заряда производить на месте проведения взрывных работ перед монтажом заряда.The formation of a suspension or gel of metal powder in liquid fuel can be carried out separately from the charge, and its filling in the volume for a binary fuel charge to produce at the place of blasting before the charge is installed.
При использовании заряда, содержащего один объем, образование суспензии или геля металлического порошка в жидком окислителе или воде (приведение заряда в рабочее состояние) производят путем встряхивания заряда на месте проведения взрывных работ перед монтажом заряда на объекте.When using a charge containing one volume, the formation of a suspension or gel of a metal powder in a liquid oxidizer or water (bringing the charge into working condition) is performed by shaking the charge at the place of blasting before installing the charge on the object.
Для возможности приведения заряда с одним объемом в рабочее состояние после монтажа заряда используют заряд с устройством, позволяющим приводить средство перемешивания в движение магнитным полем дистанционно путем подачи импульсов электрического тока на это устройство.In order to be able to bring a charge with one volume into working condition after the charge is installed, a charge is used with a device that allows you to remotely stir the stirrer by a magnetic field by applying electric current pulses to this device.
После приведения зарядов с одним объемом в рабочее состояние их подрыв осуществляют так же, как и бинарных зарядов, - подают инициирующий импульс электрического тока на средство взрывания.After bringing charges with one volume into working condition, they are undermined in the same way as binary charges — an initiating impulse of electric current is supplied to the explosive.
Использование заявляемых изобретений позволит существенно увеличить мощность взрыва, уменьшить интенсивность сейсмической волны при реализации энерговыделения в режиме быстрого турбулентного горения, а при использовании заряда с одним объемом существенно упростить конструкцию заряда, сделать его экологически чистым и в высшей степени безопасным.The use of the claimed inventions will significantly increase the power of the explosion, reduce the intensity of the seismic wave during the implementation of energy release in the regime of rapid turbulent combustion, and when using a charge with one volume, significantly simplify the design of the charge, make it environmentally friendly and extremely safe.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004117563/02A RU2267077C1 (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Explosive charge and method for conduction of blasting operations (modifications) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004117563/02A RU2267077C1 (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Explosive charge and method for conduction of blasting operations (modifications) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2267077C1 true RU2267077C1 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35870432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004117563/02A RU2267077C1 (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Explosive charge and method for conduction of blasting operations (modifications) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267077C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455425C2 (en) * | 2007-02-23 | 2012-07-10 | Ресепье | Device for separation with controlled start |
| RU2485434C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-06-20 | Николай Евгеньевич Староверов | Charge of staroverov - 9 (versions) |
| WO2014049018A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Wintershall Holding GmbH | Flowable composition, method for producing the flowable composition and method for fracing a subterranean formation using the flowable composition |
| RU2604104C2 (en) * | 2012-04-10 | 2016-12-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Method and apparatus for generating seismic pulses to map subterranean fractures |
| RU2793206C1 (en) * | 2022-08-11 | 2023-03-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Глобал Майнинг Эксплозив - Раша" | Cartridge with modifying additives for manufacture of granular industrial explosive compositions at the blasting site and a method for manual manufacture of aluminum-containing granulite (embodiments) |
-
2004
- 2004-06-09 RU RU2004117563/02A patent/RU2267077C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455425C2 (en) * | 2007-02-23 | 2012-07-10 | Ресепье | Device for separation with controlled start |
| RU2485434C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-06-20 | Николай Евгеньевич Староверов | Charge of staroverov - 9 (versions) |
| RU2604104C2 (en) * | 2012-04-10 | 2016-12-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Method and apparatus for generating seismic pulses to map subterranean fractures |
| WO2014049018A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Wintershall Holding GmbH | Flowable composition, method for producing the flowable composition and method for fracing a subterranean formation using the flowable composition |
| RU2793206C1 (en) * | 2022-08-11 | 2023-03-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Глобал Майнинг Эксплозив - Раша" | Cartridge with modifying additives for manufacture of granular industrial explosive compositions at the blasting site and a method for manual manufacture of aluminum-containing granulite (embodiments) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8037829B1 (en) | Reactive shaped charge, reactive liner, and method for target penetration using a reactive shaped charge | |
| JPH11503209A (en) | Method and apparatus for blasting hard rock | |
| RU2267077C1 (en) | Explosive charge and method for conduction of blasting operations (modifications) | |
| EP2651855B1 (en) | Rock and concrete breaking (demolition - fracturing - splitting) system | |
| US20110198913A1 (en) | Gas Generator For Splitting And Destructing Materials, Ignition Unit And Composition For Use In Gas Generators | |
| EP0969263B1 (en) | Breakdown device | |
| ES2886020T3 (en) | Metal Mix Explosion Capsule | |
| RU2402745C1 (en) | Method for destruction of solid rocks or concrete (versions) | |
| RU2174110C2 (en) | Explosive charge and method for blastings | |
| US3985078A (en) | Power supply | |
| JP4431169B2 (en) | Crushing cartridge and crushing method of rock or concrete structure using crushing cartridge | |
| US5176210A (en) | Thermochemical ice melting | |
| RU2262069C1 (en) | Explosive charge and method for conducting of blasting | |
| GB2341917A (en) | Non explosive rock and concrete breaking system | |
| US8048241B1 (en) | Explosive device | |
| Bezuidenhout | The development of a new non-metallic explosives initiator | |
| RU2209806C2 (en) | Multiple-factor elevated-power blasting composition | |
| CN206281418U (en) | Industrial flying plate detonator and its film flying excitation apparatus | |
| Davison et al. | Metafex composites: safe, energetic, economical replacements for explosives | |
| USRE3378E (en) | Improved mode of exploding nitro-glycerine | |
| JPH06221799A (en) | Detonator | |
| JP2012087497A (en) | Boulder stone removal device and boulder stone removal method | |
| RU2354637C1 (en) | Method for transfer of detonation impulse to explosive charge | |
| RU2422636C1 (en) | Hard rock or concrete destructing device | |
| RU2486434C1 (en) | Staroverov's shot - 5 (versions) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100610 |