Спосіб підривання зарядів

Cпocoб взрывания зарядов, включающих заряжание и инициирование зарядов взрывчатых ве ществ, отличающийся тем, что одновременно со взрывом основного (пустотелого) заряда взрывают дополнительный заряд, помещенный в полости основного (пустотелого) заряда, при этом расстояние между зарядами определяют из неравенства Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано в горном деле и строительстве. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ взрывания зарядов с осевой воздушной полостью (Горный журнал, 1977, № 2, с. 55). Недостатком такого способа взрывания является то, что вследствие уменьшения в зарядах взрывчатого вещества (ВВ) с осевой воздушной полостью массы ВВ их работоспособность снижается по сравнению со сплошными зарядами и недостаточно полно используется заряжаемый объем. Причиной, препятствующей получению технического результата предлагаемого изобретения является невозможность создания нормальных условий встречи ударных волн и газовых потоков продуктов взрывного превращения ВВ. Задачей изобретения является разработка способа взрывания зарядов, в котором путем улучшения условий встречи ударных волн и газовых потоков продуктов взрывного превращения, достигают повышения эффективности использования энергии взрыва. Поставленная задача решается тем, что в способе взрывания зарядов, включающем заряжение и инициирование зарядов ВВ, согласно изобретению, одновраменно со взрывом основного (пустотелого) заряда взрывают дополнительный заряд, помещенный в полости основного (пусто телого) заряда, при этом расстояние между зарядами определяют из неравенства l > k3 q × 4 D , где l - расстояние между зарядами, м k - эмпирический коэффициент, зависящий от типа взрывчатого вещества q - масса дополнительного заряда, кг D - максимальный размер (диаметр) поперечного сечения основного (пустотелого) заряда, м l > k3 q × 4 D , (13) 28507 (11) UA (19) l - расстояние между зарядами, м k - эмпирический коэффициент, зависящий от типа взрывчатого вещества, q - масса дополнительного заряда, кг D - максимальный размер (диаметр) поперечного сечения основного (пустотелого) заряда, м Использование предложенного способа взрывания зарядов улучшает условия встречи ударных волн и газовых потоков продуктов взрывного превращения ВВ, что приводит к созданию в полости основного заряда в месте этой встречи зоны сверхвысокого давления, в несколько раз превышающего то давление, которое образуется в полости при известных способах взрывания таких зарядов, что повышает эффективность взрыва. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 показан продольный разрез заряда, с помощью которого осуществляется предложенный способ взрывания; на фиг. 2 - поперечное сечение этого заряда. Заряд для осуществления предложенного способа взрывания состоит из основного (пустотелого) заряда - 1 с боевиком - 2. Внутри основного заряда выполнена полость - 3. В полости - 3 размещен дополнительный заряд - 4 с боевиком - 5. В основном (пустотелом) - 1 и в дополнительном - 4 зарядах может быть установлено по одному или A где 28507 несколько боевиков - 2 и - 5. Для создания основного (пустотелого заряда) - 1 могут быть использованы обычно применяемые взрывчатые вещества или их смеси. Полость - 3 в основном заряде - 1 образуют одним из известных способов, например, с помощью оболочки, надуваемой сжатым воздухом. Диаметр (величину) полости - 3 выбирают из условия, чтобы расстояние l между наружной поверхностью дополнительного заряда - 4 и внутренней поверхностью основного (пустотелого) заряда - 1, образующей полость - 3, был бы больше расстояния Rg , предельно допустимого по передаче детонации. Расстояние Rg определяется по формуле ков - 2 и - 5 взрывают дополнительный заряд - 4 и взрывчатое вещество - 1. В зависимости от типов ВВ и условий ведения взрывных работ дополнительный заряд - 4 может быть взорван одновременно со взрывчатым веществом - 1 или с замедлением (опережением) по отношению к моменту взрыва взрывчатого вещества - 1. Интервал замедления (опережения) выбирают также в зависимости от типов применяемых ВВ, условий и назначения взрывных работ. Ударные волны и газовые потоки от взрыва дополнительного заряда - 4 и взрывчатого вещества - 1 встречаются в полости – 3 и создают там зону - 7 дополнительного давления, в несколько раз превышающего давление, создающееся при взрывании известным способом. Это, естественно, значительно повышает эффективность использования энергии ВВ. Повышение эффективности использования энергии ВВ при предложенном способе взрывания зарядов ВВ, по сравнению с известным способом взрывания подтверждено экспериментами, в ходе которых определялось максимальное напряжение smax на фронте волны. Эффект взрыва оценивался также по выходу фракции -5 + 0 мм и по суммарной площади Sв вновь образованной поверхности разрушавшегося массива, которая определялась по известной формуле s g Sв = å d - Sg.p ., м2 rм ср где r м - плотность материала модели, кг/м 3, g - вы ход отдельных фракций, кг dср - средний диаметр фракций, мм Sg.р. - площадь поверхности отбиваемой части блока до разрушения, м 2 При этом условия проведения экспериментов при известном и предложенном способах взрывания были идентичны. Для каждой серии экспериментов заряды равной массы формировались из одних и те х же типов ВВ, но с различным конструктивным исполнением. Экспериментальные работы проводились в лабораторных условиях на песчано-цементных блоках, материал которых обладал прочностью на сжатие и аккустической жесткостью, не изменяющимися в процессе проведения опытов. Обобщенные результаты экспериментов приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2 значения наиболее важных характеристик - максимального напряжения на фронте волны, выхода мелких фракций и общей площади вновь образованной поверхности, определяющих эффективность использования энергии взрыва при использовании предложенного способа взрывания, в 1,45-1,63 раза выше значений этих показателей, достигаемых взрыванием зарядов известным способом, что с достаточной убедительностью подтверждает достоверность достижения цели настоящего изобретения. Повышение эффективности использования энергии взрыва ведет к снижению удельного расхода взрывчатых ве ществ, тр удовых и материальных затрат на добычу 1 т руды. Rg = k3 q × 4 D где Rg - расстояние, предельно допустимое по передаче детонации, м, k - эмпирический коэффициент, зависящий от типа взрывчатого вещества q - масса дополнительного заряда, кг D - максимальный размер (диаметр) поперечного сечения основного (пустотелого) заряда, м Коэффициент k приведен в табл. 1. Для аммиачно-селитряных ВВ, например, граммонита 79/21 - основной (пустотелый) заряд и аммонита № 6ЖВ - дополнительный заряд. Rg = 0,653 q × 4 D, м При наружном диаметре D=2 м основного (пустотелого) заряда, представляющего собой концентрированный заряд из граммонита 79/21 в горной выработке, диаметром 2 м и массе q=0,2 кг дополнительного заряда, представляющего собой патрон аммонита № 6ЖВ, диаметром 0,032 м и длиной 0,2 м: Rg = 0,653 0,2 × 4 2 » 0,46 (м) Следовательно, внутреннюю полость - 3 в данном случае необходимо выполнять так, чтобы ее диаметр d был больше 0,95 м, т.е. d > ( 2R g + 0,032 ) » 0,95 (м) Дополнительный заряд - 4 может быть установлен как по центру полости - 3, так и в любой ее точке; но при обязательном соблюдении условия l>Rg Величина l в зависимости от назначения взрывных работ может быть соизмерима с величиной Rg или в несколько раз превосходить последнюю. Это зависит также от соотношения масс основного и дополнительного зарядов. Максимальное значение l и оптимальное соотношение между l и Rg устанавливают по результатам экспериментальных взрывов, проведенных в конкретных условиях. Для установки дополнительного заряда - 4 в заданном месте полости - 3 к нему прикрепляются стержни - 6. Стержни - 6 выполняются из материалов, аккустическая жесткость которых сопоставима с аккустической жесткостью воздуха. Такими материалами могут быть, например, дерево, некоторые сорта резины и т.п. В качастве дополнительного заряда - 4 может быть применен любой из известных зарядов. Предложенный способ взрывания осуществляют следующим образом. С помощью боеви 2 28507 Таблица 1 Значение эмпирического коэффициента для некоторых типов ВВ Дополнительный заряд Граммонит Граммонит Тротил Тротил Динамит Основной заряд Граммонит Тротил Тротил Граммонит Граммонит 0,65 0,65 0,90 0,90 1,2 Таблица 2 Сравнительные показатели эффективности предложенного и известного способов взрывания зарядов Отношение расстояния между зарядом и датчиком к радиусу заряда Максимальное напряжение smax нa фронт волны, кгс/см 2 Выход фракции –5 + 0 мм, % Известный способ Известный способ 15 30 60 225 160 111 15 30 60 170 141 81 15 30 60 110 82 39 Предложенный способ Предложенный способ При взрывании тэна 336 69 81 243 61 76 114 29 47 При взрывании ВВ, типа аммонита 250 61 73 215 56 71 133 26 41 При взрывании ВВ, типа игданита 171 57 70 137 51 66 64 26 38 Фиг. 1 3 0бщая площадь Sв вновь образованной поверхности, м 2 Известный способ Предложенный способ 3,7 4,4 5,9 4,8 5,7 7,1 3,1 3,3 5,0 4,0 5,0 6,7 2,9 3,7 4,6 3,8 4,4 6,4 28507 Фиг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4