RU2814403C1 - Intermediate detonator - Google Patents
Intermediate detonator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814403C1 RU2814403C1 RU2023129997A RU2023129997A RU2814403C1 RU 2814403 C1 RU2814403 C1 RU 2814403C1 RU 2023129997 A RU2023129997 A RU 2023129997A RU 2023129997 A RU2023129997 A RU 2023129997A RU 2814403 C1 RU2814403 C1 RU 2814403C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- detonating cord
- explosive
- explosives
- detonator
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 6
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229940079938 nitrocellulose Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 11
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N Pentaerythritol Tetranitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(CO[N+]([O-])=O)(CO[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229920006300 shrink film Polymers 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 102220522566 EZH inhibitory protein_F42D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 229920006257 Heat-shrinkable film Polymers 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 241000368289 Lepidosaphes ulmi Species 0.000 description 1
- 241000238367 Mya arenaria Species 0.000 description 1
- AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N-picrylnitramine Chemical group [O-][N+](=O)N(C)C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229960004321 pentaerithrityl tetranitrate Drugs 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к промежуточным детонаторам, предназначенным для инициирования промышленных взрывчатых веществ на открытых горных работах в скважинах для возбуждения зарядов из малочувствительных взрывчатых веществ (ВВ).The invention relates to intermediate detonators designed to initiate industrial explosives in open-pit mining in boreholes to excite charges of low-sensitive explosives (HE).
В частности, рассматривается конструкция устройства, предназначенного для производства взрывных работ на земной поверхности в качестве промежуточного детонатора в сухих скважинах во всех климатических районах при температуре от -30°С до +50°С.In particular, the design of a device intended for blasting on the earth's surface as an intermediate detonator in dry wells in all climatic regions at temperatures from -30°C to +50°C is considered.
Одним из приоритетных направлений в разработке и применении промышленных ВВ и средств взрывания (СВ) в горнодобывающей промышленности является повышение их безопасности при сохранении и повышении эксплуатационной эффективности. При проведении взрывных работ на земной поверхности практически уже отработан комплексный подход и критерии оценки взаимодействия трех составляющих скважинного заряда - это система инициирования (СИ), промежуточный детонатор и непосредственно ВВ, которые должны обеспечивать безопасность, надежность, соответствие условиям применения и способу заряжания.One of the priority areas in the development and use of industrial explosives and explosives (EF) in the mining industry is to improve their safety while maintaining and increasing operational efficiency. When carrying out blasting operations on the earth's surface, an integrated approach and criteria for assessing the interaction of the three components of a borehole charge have already been practically developed - this is the initiation system (IS), the intermediate detonator and the explosive itself, which must ensure safety, reliability, compliance with the conditions of use and the loading method.
Предприятие, выполняющее взрывные работы по горно-геологическим условиям, выбирает промышленные ВВ, СИ и, как связующее, подбирает промежуточный детонатор, то есть боевик, который должен быть совместим с системой инициирования, и надежно инициировать скважинный заряд ВВ. С развитием производства и появлением новых СИ стали разрабатываться и производиться различные типы промежуточных детонаторов для скважинных зарядов.An enterprise carrying out blasting operations in mining and geological conditions selects industrial explosives, SI and, as a binder, selects an intermediate detonator, that is, a gun, which must be compatible with the initiation system and reliably initiate the borehole explosive charge. With the development of production and the advent of new SI, various types of intermediate detonators for borehole charges began to be developed and produced.
Промежуточный детонатор применяют только на открытых горных разработках в забоях на любых глубинах. С помощью промежуточного детонатора достигается надежная детонация трудновозбудимых гранулированных и водосодержащих взрывчатых веществ в расчетном режиме. Такие детонаторы, в большинстве своем в виде шашек-детонаторов, завертывают в бумагу и упаковывают в деревянные или картонные ящики и хранят и перевозят в соответствии с правилами, относящимися к взрывчатым материалам II группы.An intermediate detonator is used only in open pit mining at any depth. Using an intermediate detonator, reliable detonation of difficult-to-excite granular and water-containing explosives is achieved in the design mode. Such detonators, most often in the form of detonator sticks, are wrapped in paper and packaged in wooden or cardboard boxes and stored and transported in accordance with the rules relating to Group II explosives.
Так, известна шашка-детонатор, включающая цилиндрический бумажный гидроизолированный корпус, в котором размещен заряд ВВ, со сквозным осевым каналом под детонирующий шнур (ДШ) и глухим каналом под капсюль-детонатор или электродетонатор (RU 2089827).Thus, a detonator block is known, including a cylindrical waterproofed paper body in which an explosive charge is placed, with a through axial channel for a detonating cord (DS) and a blind channel for a detonator capsule or electric detonator (RU 2089827).
Для малочувствительных, эмульсионных и горячельющихся взрывчатых веществ вышеуказанные шашки-детонаторы имеют недостаточную инициирующую способность и низкую прочность, обусловленную литьевым составом взрывчатого материала и бумажным корпусом изделия, что при использовании в зимнее время и для горячельющихся ВВ (с температурой 85-95°С) приводит к потере их целостности и работоспособности.For insensitive, emulsion and hot explosives, the above detonator blocks have insufficient initiating ability and low strength due to the casting composition of the explosive material and the paper body of the product, which, when used in winter and for hot explosives (with a temperature of 85-95 ° C), leads to to the loss of their integrity and performance.
Известна также шашка-детонатор, изготовленная из смеси, содержащей 50-70 мас. % тротила и 50-30 мас. % высокодисперсного ТЭНа, залитой в корпус из полимерного материала, а корпус представляет собой обечайку толщиной 0,5-3 мм со скругленными кромками на торцах и кольцевыми выступами на цилиндрической поверхности (RU 2177927).A detonator block made from a mixture containing 50-70 wt. is also known. % TNT and 50-30 wt. % of highly dispersed heating element, filled into a body made of polymer material, and the body is a shell 0.5-3 mm thick with rounded edges at the ends and annular protrusions on the cylindrical surface (RU 2177927).
Указанная шашка-детонатор по боковой поверхности защищена цилиндрическим полимерным корпусом, однако не имеет должной защиты с торцов, в связи с чем не обеспечивается ее целостность и работоспособность при длительном нахождении в среде горячельющихся взрывчатых веществ или в обводненных скважинах.The specified detonator block is protected along the side surface by a cylindrical polymer body, but does not have proper protection at the ends, and therefore its integrity and performance are not ensured during prolonged exposure to hot explosives or in flooded wells.
Известен промежуточный детонатор, включающий помещенный в полимерную оболочку эмульсионный состав, кислородный баланс которого не превышает минус 5%, чувствительность к удару характеризуется частостью взрыва 0%, а водоустойчивость достигает 10 суток при избыточном давлении 2 кгс/см2, а так же закрепленный на оболочке детонирующий шнур для инициирования основного ВВ, намотанный на боковую поверхность оболочки не менее, чем четырьмя витками, располагая их вплотную один к другому, а фиксацию шнура обеспечена креплением пластиковой стяжкой с самофиксацией (RU 93963, 10.05.2010, F42D 1/04).An intermediate detonator is known, which includes an emulsion composition placed in a polymer shell, the oxygen balance of which does not exceed minus 5%, shock sensitivity is characterized by an explosion frequency of 0%, and water resistance reaches 10 days at an excess pressure of 2 kgf/cm 2 , and also attached to the shell a detonating cord for initiating the main explosive, wound on the side surface of the shell with at least four turns, placing them close to one another, and the cord is secured by fastening with a self-locking plastic tie (RU 93963, 05/10/2010, F42D 1/04).
Как полимерный мягкий корпус детонатор не реагирует на изменение влажности и взаимодействие с кислородом в воздухе. Но недостаток данного решения заключается в ненадежности полимерной оболочки, представляющей собой тонкостенный полимерный рукав, концы которого связаны. Такая оболочка из рукава не имеет устойчивой формы и легко подвергается прорыванию, что приводит к вытеканию или просачиванию эмульсионного ВВ. Трудность закрепления детонационного шнура проявляется в том, что мягкая оболочка с эмульсионным ВВ не является жесткой опорой. Поэтому при заворачивании витков шнура на корпусе происходит перемещение ВВ, а в месте наложения витков образуется провал, на которм витки не держатся. Стяжка с самофиксацией позволяет удержать витки вместе, но не гарантирует, что эти витки не будут смещаться по корпусу.As a polymer soft body, the detonator does not respond to changes in humidity and interaction with oxygen in the air. But the disadvantage of this solution is the unreliability of the polymer shell, which is a thin-walled polymer sleeve, the ends of which are connected. Such a shell from the sleeve does not have a stable shape and is easily subject to rupture, which leads to leakage or leakage of the emulsion explosive. The difficulty of securing the detonation cord is manifested in the fact that the soft shell with the emulsion explosive is not a rigid support. Therefore, when wrapping the turns of the cord on the body, the explosive moves, and at the place where the turns overlap, a gap is formed, on which the turns do not hold. A self-locking tie helps keep the coils together, but does not guarantee that the coils will not move around the body.
Так же известен промежуточный детонатор, включающий корпус, в котором размещен заряд взрывчатого вещества, выполненный из сыпучего взрывчатого вещества, например, флегматизированного гексогена в герметичном полимерном корпусе в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2÷^0,8 мм, имеющей завинчивающуюся крышку, при этом по поверхности цилиндрической емкости выполнен паз, расположенный диаметрально в донной части и по образующим цилиндрической части и заканчивающийся в верхней части цилиндрической емкости уступами, этот паз используется для размещения в нем детонирующего шнура, а по боковой поверхности цилиндрической емкости выполнены кольцевые канавки под крепежные элементы, например, резиновые кольца (RU 2213929 С1, 10.10.2003, F42B 1/04).An intermediate detonator is also known, including a housing in which an explosive charge is placed, made of a bulk explosive, for example, phlegmatized RDX in a sealed polymer housing in the form of a cylindrical container with a wall thickness of 0.2÷^0.8 mm, having a screw cap , while a groove is made along the surface of the cylindrical container, located diametrically in the bottom part and along the generatrices of the cylindrical part and ending in the upper part of the cylindrical container with ledges, this groove is used to place a detonating cord in it, and along the side surface of the cylindrical container there are ring grooves for fastening elements, for example, rubber rings (RU 2213929 C1, 10.10.2003, F42B 1/04).
Это решение принято в качестве прототипа.This solution was adopted as a prototype.
Преимущество этого решения заключается в том, что корпус выполнен в виде цилиндрической емкости типа бутылочки с винтовой крышкой. Такой корпус обладает прочностью в пределах упругости полимерного материала, исключает прямое взаимодействие ВВ с влагой внешней среды. Прочность корпуса необходима, так как даже флегматизированный гексоген сохраняет чувствительность к ударам и трению. Но конструктивно этот детонатор выполнен сложно. Сам корпус выполнен с канавками, расположенными вдоль высоты корпуса и поперек корпуса в зоне дна. Эти канавки используются для укладки детонирующего шнура. При этом на корпусе выполнены кольцевые поперечные углубления. При таком исполнении детонационный шнур витиевато располагается в канавке вдоль длины корпуса и закрепляется кольцевыми стяжками, которые укладываются в кольцевые углубления. Видна сложность исполнения не только корпуса, но и то, что применяется ручной труд для закладки шнура и его закрепления кольцевыми стяжками.The advantage of this solution is that the body is made in the form of a cylindrical bottle-type container with a screw cap. Such a housing has strength within the elasticity of the polymer material and excludes direct interaction of explosives with moisture in the external environment. The strength of the housing is necessary, since even phlegmatized RDX remains sensitive to shock and friction. But this detonator is structurally complex. The body itself is made with grooves located along the height of the body and across the body in the bottom area. These grooves are used to lay the detonating cord. In this case, annular transverse recesses are made on the body. With this design, the detonation cord is ornately located in a groove along the length of the body and is secured with ring ties, which fit into the annular recesses. One can see the complexity of the execution of not only the body, but also the fact that manual labor is used to lay the cord and secure it with ring ties.
Кроме того, этот детонатор работает с применением неэлектрического детонатора, который располагается внутри корпуса и вдоль корпуса. А детонирующий шнур после укладки на внешней поверхности корпуса одним концом вводится через отверстие в стенке корпуса внутрь и подсоединяется к неэлектрическому детонатору. Появляется сложность герметизации отверстия в дне корпуса. При таком конструктиве повышается опасность разгерметизации детонатора.In addition, this detonator operates using a non-electrical detonator, which is located inside the housing and along the housing. And the detonating cord, after being laid on the outer surface of the housing, is inserted at one end through a hole in the housing wall and connected to a non-electric detonator. It becomes difficult to seal the hole in the bottom of the housing. With this design, the risk of depressurization of the detonator increases.
В отношении всех рассмотренных устройств вопрос безопасности пользования остается нерешенным в полной мере. Этот вопрос связан не только с порядком и условиями обращения с детонатором при заряжании скважины, но и с конструктивными особенностями исполнения этих детонаторов.For all the devices considered, the issue of safety of use remains unresolved fully. This issue is related not only to the procedure and conditions for handling the detonator when loading a well, but also to the design features of these detonators.
Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции для повышения безопасности ее применения в условиях при проведении взрывных работ.The invention is aimed at achieving a technical result, which consists in simplifying the design to increase the safety of its use in blasting conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что промежуточный детонатор для применения в сухих скважинах содержит закрываемую винтовой крышкой полимерную оболочку из полиэтилентерефталата, в полости которой размещен взрывчатый состав, состоящий из смеси пироксилинового зерненого пороха, залитого водным раствором аммиачной и натриевой селитр, детонирующий шнур с навеской взрывчатого вещества 12 г/пог.м, одной частью расположенный на боковой поверхности оболочки в виде шести витков, навитых по окружности вплотную один к другому, а другой частью, протянутой вдоль оболочки, выведенный наружу в зоне крышки, при этом полимерная оболочка в форме ПЭТ-бутылки с винтовой крышкой и с витками детонирующего шнура снаружи герметично зафиксирована рукавной термоусадочной пленкой.The specified technical result is achieved by the fact that the intermediate detonator for use in dry wells contains a polymer shell made of polyethylene terephthalate, closed with a screw cap, in the cavity of which an explosive composition is placed, consisting of a mixture of pyroxylin granular gunpowder, filled with an aqueous solution of ammonium and sodium nitrate, a detonating cord with a portion of the explosive substance 12 g/linear m, one part located on the side surface of the shell in the form of six turns, wound around the circumference close to one another, and the other part, stretched along the shell, brought out in the lid area, while the polymer shell is in the form of PET bottles with a screw cap and coils of detonating cord on the outside are hermetically sealed with shrink sleeve film.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are essential and are interrelated to form a stable set of essential features sufficient to obtain the required technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example of implementation, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of achieving the required technical result.
На фиг. 1 - общий вид промежуточного детонатора.In fig. 1 - general view of the intermediate detonator.
Согласно настоящему изобретению, рассматривается конструкция промежуточного детонатора (ПД), предназначенного для производства взрывных работ на земной поверхности в качестве промежуточного детонатора в сухих скважинах во всех климатических районах.According to the present invention, the design of an intermediate detonator (ID) is considered, intended for blasting on the earth's surface as an intermediate detonator in dry wells in all climatic regions.
В общем случае, ПД представляют собой заряды взрывчатого вещества (пироксилиновый зерненый порох, залитый водным раствором аммиачной и натриевой селитр) (фиг. 1), находящиеся в полимерном корпусе 1 с обмотанными вокруг корпуса ПД шестью плотно прижатыми друг к другу шестью витками 2 детонирующего шнура 3 с навеской взрывчатого вещества 12 г/пог. м. Снаружи корпус вместе с витками детонирующего шнура (ДШ) фиксируется термоусадочной пленкой 4. Из пленки выступает свободный конец 5 детонирующего шнура, длина которого варьируется от 2,0±0,15 до 8,5±0,15 метров с шагом 0,5 метра и определяется в соответствии с заявкой потребителя.In general, PDs are explosive charges (pyroxylin grained gunpowder filled with an aqueous solution of ammonium and sodium nitrate) (Fig. 1), located in a polymer housing 1 with six turns 2 of a detonating cord wrapped around the PD housing, tightly pressed to each other. 3 with an explosive charge of 12 g/linear. m. From the outside, the body, together with the turns of the detonating cord (DC), is fixed with heat-shrinkable film 4. The free end 5 of the detonating cord protrudes from the film, the length of which varies from 2.0 ± 0.15 to 8.5 ± 0.15 meters in increments of 0, 5 meters and is determined in accordance with the consumer’s application.
ПД выпускаются с массой взрывчатого вещества 600,0±3,0 или 800,0±4,0 гр, без учета массы детонирующего шнура и полимерной оболочки корпуса.PDs are produced with an explosive mass of 600.0±3.0 or 800.0±4.0 g, excluding the mass of the detonating cord and the polymer casing.
Для изготовления ПД применяются следующие сырье и материалы:The following raw materials are used for the manufacture of PD:
- селитра аммиачная по ГОСТ 2-2013 (селитра аммиачная гранулированная);- ammonium nitrate according to GOST 2-2013 (ammonium nitrate granulated);
- натрий азотнокислый технический по ГОСТ 828-77 (натриевая селитра);- technical sodium nitrate according to GOST 828-77 (sodium nitrate);
- вода техническая или пожарохозяйственного назначения;- water for technical or fire-fighting purposes;
- порох пироксилиновый зерненый марок 5/7; 7/7; 9/7; 12/7; 14/7 по ОСТ В84-2232-85;- grained pyroxylin gunpowder grades 5/7; 7/7; 9/7; 12/7; 14/7 according to OST V84-2232-85;
- шнур детонирующий марки ДШЭ-12 по ГОСТ РО 1375-001-2010 или ГОСТ 6196-78;- detonating cord grade DSHE-12 in accordance with GOST RO 1375-001-2010 or GOST 6196-78;
- корпус из ПЭТ (полиэтилентерефталата) по ТУ 2297-001-66203443-2014;- body made of PET (polyethylene terephthalate) according to TU 2297-001-66203443-2014;
- пленка поливинилхлоридная термоусадочная, рукав по ТУ 2245-001-72408008-2010.- polyvinyl chloride heat-shrink film, sleeve according to TU 2245-001-72408008-2010.
В ПД используется ВВ следующего состава (массовая доля компонентов в составе ВВ, % масс):The PD uses explosives of the following composition (mass fraction of components in the composition of the explosive, % mass):
Выбор ВВ в виде аммиачного пороха обусловлен, прежде всего, безопасностью его применения. Пороха, используемые в мирных целях, например, в качестве топлива в градобойных и геофизических ракетах, а также в различных газогенераторах безопасны в обращении, в продуктах их горения при ограниченном содержании твердой фазы нет экологически опасных и взрывоопасных газов (СО, оксидов азота, НС1 и др.), они устойчиво горят при относительно низком давлении и имеют низкую стоимость. В этом плане интересен пороха, содержащий, как минимум, нитрат аммония (НА), который выпускается в огромных количествах для получения удобрений и промышленных взрывчатых веществ (Колганов Е.В., А.В Соснин «Состояние и перспективы развития промышленных ВВ», «Горный журнал», 2005, №5, стр. 12-16].The choice of explosives in the form of ammonia gunpowder is determined, first of all, by the safety of its use. Gunpowders used for peaceful purposes, for example, as fuel in hail-breaking and geophysical rockets, as well as in various gas generators, are safe to handle; their combustion products, with a limited solid phase content, do not contain environmentally hazardous and explosive gases (CO, nitrogen oxides, HC1 and etc.), they burn stably at relatively low pressure and have low cost. In this regard, of interest is gunpowder containing, at a minimum, ammonium nitrate (NA), which is produced in huge quantities for the production of fertilizers and industrial explosives (Kolganov E.V., A.V. Sosnin, “State and prospects for the development of industrial explosives,” “ Mining Journal", 2005, No. 5, pp. 12-16].
Базовый порох имеет низкую скорость горения (при давлении, равном 4 МПа -2,2 мм/с) и высокую зависимость ее от давления - значение V в законе скорости горения равно 0,81. Нитрат аммония слабо увеличивает скорость горения базового пороха, в связи с чем было использован комбинированный окислитель: раствор аммиачной и натриевой селитр в воде (см. Е.В. Ульянова, А.П. Денисюк, Е.З. Тве, Д.Л. Русин «Баллиститные пороха с нитратом аммония», «Успехи в химии и химической технологии», том XXV, 2011, №12(128). Это позволило увеличить энергетические характеристики ВВ для промежуточного детонатора, сохранив при этом сохранении безопасности работы с ним и при хранении. Установлено, что скорость горения образцов, содержащих аммиачные компоненты, не изменяется при длительном непрерывном (+50°С, 720 часов) и при циклическом (+50…-40°С) термостатировании.Basic gunpowder has a low burning rate (at a pressure of 4 MPa -2.2 mm/s) and its high dependence on pressure - the V value in the burning rate law is 0.81. Ammonium nitrate slightly increases the burning rate of the base gunpowder, and therefore a combined oxidizer was used: a solution of ammonium and sodium nitrate in water (see E.V. Ulyanova, A.P. Denisyuk, E.Z. Tve, D.L. Rusin "Ballistic gunpowder with ammonium nitrate", "Advances in chemistry and chemical technology", volume XXV, 2011, No. 12 (128). This made it possible to increase the energy characteristics of the explosive for the intermediate detonator, while maintaining the safety of working with it and during storage It has been established that the combustion rate of samples containing ammonia components does not change during long-term continuous (+50°C, 720 hours) and cyclic (+50...-40°C) temperature control.
Основные физико-химические и взрывчатые характеристики полученного ВВ, используемого для изготовления ПД, указаны в таблице 1.The main physicochemical and explosive characteristics of the resulting explosive used for the manufacture of PD are listed in Table 1.
При правильном хранении порох долго сохраняет свои свойства, но является гигроскопичным материалом, поэтому требует герметизации. В рамках настоящего изобретения в порох зерненный введен раствор аммиачной и натриевой селитр в воде, в котором соотношения селитр и воды строго подобраны и не должны изменяться (например, вследствие поглощения аммиачной селитрой влаги из окружающей среды). Это указывает на необходимость применения корпуса, который надежно герметизировал бы ВВ и исключал химические реакции ВВ с окружающей средой при изменении влажности и температуры.When properly stored, gunpowder retains its properties for a long time, but is a hygroscopic material and therefore requires sealing. Within the framework of the present invention, a solution of ammonium and sodium nitrate in water is introduced into grain gunpowder, in which the ratios of ammonium nitrate and water are strictly selected and should not change (for example, due to the absorption of moisture from the environment by ammonium nitrate). This indicates the need to use a housing that would reliably seal the explosive and exclude chemical reactions of the explosive with the environment when humidity and temperature change.
В рамках изобретения предлагается в качестве корпуса использовать закрываемую винтовой крышкой полимерную оболочку из полиэтилентерефталата. Такая полимерная оболочка выполняется в форме ПЭТ-бутылки с винтовой крышкой. Применение ПЭТ-бутылки позволяет уйти от сложного производства специальных корпусов. Производство ПЭТ-бутылок хорошо отлажено и позволяет получать оболочки с высокой точностью толщин стенок. Применение винтовой крышки обеспечивает гарантированную герметизацию содержимого. Если винтовая крышка оснащена разрываемым кольцом - маркером несанкционированного вскрытия, то это позволяет гарантированно отнести такой детонатор к дефектному. Наличие кольца -маркера так же решает задачу исключения самопроизвольного развинчивания крышки и обеспечивает точность резьбовой затяжки.Within the scope of the invention, it is proposed to use a polymer shell made of polyethylene terephthalate as a housing, closed with a screw cap. This polymer shell is made in the form of a PET bottle with a screw cap. The use of PET bottles allows you to avoid the complex production of special cases. The production of PET bottles is well established and makes it possible to obtain shells with high precision wall thicknesses. The use of a screw cap ensures guaranteed sealing of the contents. If the screw cap is equipped with a breakable ring - a marker of unauthorized opening, then this makes it possible to guarantee that such a detonator is classified as defective. The presence of a marker ring also solves the problem of preventing spontaneous unscrewing of the lid and ensures the accuracy of threaded tightening.
Полиэтилентерефталат, как полимерный материал, считается одним из самых безопасных для человека и наименее вредным для окружающей среды. Сохраняет свои качества в диапазоне температур от -50°С до +85°С, обладает высокой ударной прочностью (выше стекла в 10 раз) и пожаростойкостью (отнесен к классу В1). Материал не поддерживает горение, но плавится под действием открытого огня. Полиэтилентерефталат устойчивость к химическим реагентам, в том числе и к селитрам в сухом и водном их состоянии.Polyethylene terephthalate, as a polymer material, is considered one of the safest for humans and the least harmful to the environment. Retains its qualities in the temperature range from -50°C to +85°C, has high impact strength (10 times higher than glass) and fire resistance (classified as B1). The material does not support combustion, but melts under the influence of open fire. Polyethylene terephthalate is resistant to chemical reagents, including saltpeter in its dry and aqueous state.
После заполнения оболочки ВВ корпус закрывается винтовой крышкой. В этом корпусе нет сквозных отверстий, сам корпус не имеет профильных продольных и поперечных канавок и углублений. Это позволяет максимально удешевить производство детонаторов и гарантировано повысить из изолированное нахождение от воздействия внешней среды.After filling the explosive shell, the housing is closed with a screw cap. There are no through holes in this housing; the housing itself does not have profile longitudinal and transverse grooves or recesses. This makes it possible to reduce the cost of production of detonators as much as possible and guarantee increased isolation from the influence of the external environment.
Для инициации процесса воспламенения ВВ в корпусе используется ДШ длиной от 2,0±0,15 до 8,5±0,15 метров с шагом 0,5 метра. Этот ДШ одной частью расположен на боковой поверхности оболочки в виде шести витков, навитых по окружности вплотную один к другому. ДШ выполнен с навеской взрывчатого вещества 12 г/пог.м. Другая оставшаяся часть ДШ протянута вдоль корпуса до крышки и выведена наружу в зоне этой крышки.To initiate the process of ignition of explosives in the housing, a blast furnace with a length of 2.0±0.15 to 8.5±0.15 meters is used in increments of 0.5 meters. This LW is located in one part on the side surface of the shell in the form of six turns, wound around the circumference close to one another. The DS is made with an explosive charge of 12 g/linear meter. The other remaining part of the LH is stretched along the body to the lid and brought out in the area of this lid.
Конструкцию любого детонирующего шнура представляет собой оболочку и начинку (навеску) из взрывчатого вещества. В качестве начинки ДШ, в зависимости от его конкретного назначения, используются ТЭН (тетранитропентаэритрит), A-IX-I (смесь гексогена и флегматизатора), тетрил, тротил и другие бризантные взрывчатые вещества в порошкообразном виде (слабоуплотненные) или в виде прессованных таблеток (таблетизированный шнур). Мощность детонирующего шнура рассчитывается по массе взрывчатого вещества (навески) на единицу длины, например, в граммах на метр. Используются шнуры от 12 гр взрывчатого вещества на погонный метр. В горной промышленности применяется детонирующий шнур с ТЭНом (как правило).The design of any detonating cord consists of a shell and a filling (load) of explosive material. Depending on its specific purpose, PETN (tetranitropentaerythritol), A-IX-I (a mixture of hexogen and a phlegmatizer), tetryl, TNT and other high explosives in powder form (weakly compacted) or in the form of pressed tablets ( tablet cord). The power of the detonating cord is calculated by the mass of the explosive (substance) per unit length, for example, in grams per meter. Cords of 12 grams of explosive per linear meter are used. In the mining industry, a detonating cord with a heating element (as a rule) is used.
Таким образом инициация начала горения ВВ в корпусе обеспечивается поджигом навески на витках. В герметичной оболочке горение ТЭН сравнительно легко переходит в детонацию со взрывом с температурой тепловыделения 3926°С при скорости детонации 6500 м/с), а температура плавления полиэтилентерефталата, используемого для производства термовыдувом обычных ПЭТ-бутылок -примерно 255-260°С (температура размягчения - 245°С). При поджоге вспышка высокой температуры от ТЭНа витков прожигает стенку корпуса и воспламеняет основной ВВ в корпусе. Выбор количества витков обусловлен требованием гарантии прожигания стенки корпуса оболочки и определен экспериментально и по данным практического применения ДШ.Thus, the initiation of the combustion of explosives in the housing is ensured by ignition of the sample on the coils. In a sealed shell, combustion of heating elements relatively easily turns into detonation with an explosion with a heat release temperature of 3926 ° C at a detonation speed of 6500 m/s), and the melting point of polyethylene terephthalate used for the production of conventional PET bottles by thermal blowing is approximately 255-260 ° C (softening temperature - 245°C). When ignited, a high temperature flash from the heating element of the coils burns through the wall of the housing and ignites the main explosive in the housing. The choice of the number of turns is determined by the requirement to guarantee the burning of the shell housing wall and was determined experimentally and based on data from the practical application of the DS.
При навивке шнура после получения шести витков свободный конец ДШ пропускается по корпусу под витками и вытягивается в обратную сторону. Такое крепление позволяет связать все витки между собой и не дать им возможности разъехаться. При горении плотно уложенных витков образуется мощный энергетический импульс, приводящий к взрыву ТЭНа.When winding the cord, after obtaining six turns, the free end of the long winding is passed along the body under the turns and pulled in the opposite direction. This fastening allows you to tie all the turns together and prevent them from moving apart. When tightly packed coils burn, a powerful energy pulse is generated, leading to an explosion of the heating element.
Полимерная оболочка в форме ПЭТ-бутылки с винтовой крышкой и с шестью витками детонирующего шнура снаружи герметично зафиксирована рукавной термоусадочной пленкой, которая герметизирует общую сборку и фиксирует витки с навеской на корпусе.A polymer shell in the form of a PET bottle with a screw cap and six turns of a detonating cord is hermetically sealed on the outside with a shrink sleeve film, which seals the overall assembly and fixes the turns with a hinge on the body.
Заявленный промежуточный детонатор (ПД) прошел испытания в производственных условиях карьера на участке недр «Митино-2» АО «Горняк» (Владимирская обл.). АО «Горняк» разрабатывает карбонатные породы (доломиты) VIII группы грунтов по СНиП и твердостью 6-9 по шкале М.М. Протодьяконова. Диаметр взрываемых скважин 105 мм. Сухие скважины. ПД применялся для инициирования скважинных зарядов из взрывчатого вещества, используемого при взрывных работах в карьере АО «Горняк» (гранулит-М, гранулит КСЮ). Инициирование ПД осуществляется от детонирующего шнура.The declared intermediate detonator (ID) was tested in the production conditions of a quarry at the Mitino-2 subsoil site of JSC Gornyak (Vladimir region). JSC Gornyak develops carbonate rocks (dolomites) of soil group VIII according to SNiP and hardness 6-9 on the M.M. scale. Protodyakonov. The diameter of the blasted holes is 105 mm. Dry wells. PD was used to initiate borehole charges from an explosive used in blasting operations in the quarry of JSC Gornyak (granulite-M, granulite KSYu). The PD is initiated from a detonating cord.
При испытаниях ПД размещался в верхней или нижней части скважины в зависимости от прямого или обратного инициирования. Перед опусканием ПД скважину частично заполняли ВВ на высоту согласно проекту, после чего опускали ПД. Далее, контролируя захват ПД в колонке взрывчатого вещества, продолжали заполнение скважины до достижения полной высоты по проекту. Инициирование ПД осуществлялось путем инициирования детонирующего шнура, свободный конец которого выступает из термоусадочной пленки, облегающей корпус.During testing, the PD was placed at the top or bottom of the well, depending on direct or reverse initiation. Before lowering the PD, the well was partially filled with explosives to a height according to the design, after which the PD was lowered. Next, controlling the capture of PD in the explosive column, we continued filling the well until the full height according to the design was reached. The initiation of the PD was carried out by initiating a detonating cord, the free end of which protrudes from the shrink film surrounding the body.
Результаты взрывных работ с использованием заявленного ПД сравнивались с результатами взрывных работ с использованием других промежуточных детонаторов, применяемых в карьере АО «Горняк» и карьере ГУЛ «Владимирское карьероуправление». В части контролируемой безопасности пользования заявленное решение показало хороший результат. В части проявления инициирующих свойств отказы не были выявлены.The results of blasting operations using the declared PD were compared with the results of blasting operations using other intermediate detonators used in the quarry of JSC Gornyak and the quarry of the Vladimir Quarry Management State Unitary Enterprise. In terms of controlled safety of use, the stated solution showed good results. No failures were identified regarding the manifestation of initiating properties.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814403C1 true RU2814403C1 (en) | 2024-02-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2200436A (en) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Ici Australia Operations | Primer |
| RU2000108644A (en) * | 2000-04-06 | 2001-12-10 | Красноярский фонд "Конверсионный технопарк" | METHOD OF DESTRUCTION OF ARMORED EQUIPMENT |
| RU2213929C1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-10-10 | ООО Научно-техническая фирма "ВЗРЫВТЕХНОЛОГИЯ" | Cartridge-detonator |
| UA22625U (en) * | 2006-12-05 | 2007-04-25 | Yurii Volodymyrovych Bryhinets | Method to make charge-bunch for charging contour wells |
| RU2325617C2 (en) * | 2006-07-24 | 2008-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of charge dispersal in well |
| CN106440959A (en) * | 2016-08-31 | 2017-02-22 | 郭远军 | Disposable directional gas blasting device and manufacturing method thereof |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2200436A (en) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Ici Australia Operations | Primer |
| RU2000108644A (en) * | 2000-04-06 | 2001-12-10 | Красноярский фонд "Конверсионный технопарк" | METHOD OF DESTRUCTION OF ARMORED EQUIPMENT |
| RU2213929C1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-10-10 | ООО Научно-техническая фирма "ВЗРЫВТЕХНОЛОГИЯ" | Cartridge-detonator |
| RU2325617C2 (en) * | 2006-07-24 | 2008-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of charge dispersal in well |
| UA22625U (en) * | 2006-12-05 | 2007-04-25 | Yurii Volodymyrovych Bryhinets | Method to make charge-bunch for charging contour wells |
| CN106440959A (en) * | 2016-08-31 | 2017-02-22 | 郭远军 | Disposable directional gas blasting device and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zou et al. | Explosives | |
| JP5328779B2 (en) | Cartridge ammunition, especially training ammunition | |
| US4178852A (en) | Delay actuated explosive device | |
| NO850910L (en) | TURNTABLE, BATTERY CHARGING AND PROCEDURE FOR BEGINNING OF COMBUSTION | |
| US3401632A (en) | Packaged booster explosive | |
| RU2591868C1 (en) | Explosive cartridge with tight detonating cap input device, method of making said cartridge and appliance for making said cartridge | |
| RU2814403C1 (en) | Intermediate detonator | |
| US11193740B2 (en) | Axially-centered external detonating cord packaged product | |
| US5259316A (en) | Method and apparatus for wet/dry, small bore hole explosive device | |
| US3730097A (en) | Fuze for use in firedamp-endangered and coal-dust-endangered operations | |
| US4487129A (en) | Methods of and containers for igniting explosives | |
| US3819429A (en) | Blasting agent for blasting in hot boreholes | |
| AU615510B2 (en) | Multi-directional initiator for explosives | |
| US2078298A (en) | Blasting | |
| FI69703B (en) | TAENDANORDNING | |
| US2726602A (en) | Blasting detonator | |
| AU2021224538A1 (en) | Canister assembly with protected cap well and booster explosive comprising the same | |
| US3482518A (en) | Burster-igniter device | |
| RU221048U1 (en) | Emulsion explosive cartridge | |
| RU2728031C1 (en) | Composition of explosive for intermediate detonators and method of making said explosive substance | |
| RU204020U1 (en) | EXPLOSIVE CHARGE | |
| UA22625U (en) | Method to make charge-bunch for charging contour wells | |
| RU2422637C1 (en) | Hard rock or concrete destructing device | |
| US953588A (en) | Blasting-fuse. | |
| Hall et al. | Investigation of Detonators and Electric Detonators |