[1]Изобретение относится к области взрывного дела и может найти применение при изготовлении ВВ и ведении взрывных работ в различных отраслях промышленности, например в горнорудной, при добыче полезного ископаемого.
[2]Известен способ применения алюминия в составах и зарядах гранулированных и водонаполненных ВВ, например гранулиты АС-4, АС-8, заключающийся в том, что в составы ВВ в процессе их изготовления дополнительно вводят в качестве горючей добавки алюминиевый порошок или пудру, после чего эти ВВ помещаются в скважину (Патент №46810, кл, E21C 37/00, приоритет 01.02.2005 г., опубликовано 27.07.2005 г.).
[3]Указанный способ предусматривает использование алюминия, который значительно повышает эффективность взрывчатых свойств ВВ, только в мелкодисперсном виде. К недостаткам способа относится взрыво- и пожароопасные свойства, а также маркость и способность к пылению порошков и пудр из алюминия, что значительно повышает опасность изготовления ВВ, а также их использования при транспортировании и заряжании ими шпуров и скважин.
[4]Известен способ применения алюминия в ВВ при изготовлении и патронированных эмульсионных ВВ, заключающийся в том, что смесь газифицированной обратной эмульсии помещается в полимерную оболочку с торцевыми зажимами из алюминиевой проволоки (клипсы) диаметром 2,5 мм, а затем эти патроны помещаются в коробки из гофрокартона. При заряжании скважин коробки вскрываются. Затем патроны помещают в скважины, а коробки сжигают.
[5]Основным недостатком известных патронов является их низкая надежность, т.к. в результате заполнения оболочки горячей эмульсией (температура 80-90°С) происходит утончение полимерной пленки (полиэтилен), что может привести к порывам и нарушению ее герметичности при их хранении и транспортировании. А сжигание коробок загрязняет окружающую среду, увеличивает трудозатраты и создает определенные опасности на взрывных блоках.
[6]Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе в составы ВВ и заряды дополнительно вводится листовой вторичный алюминий, причем при патронировании ВВ в полимерной оболочке помещается в оболочку, изготовленную из него, а при формировании скважинного заряда в процессе их заряжания ВВ он, в виде устройства для создания осевой полости в заряде, изготовленного из этих пустотелых оболочек, помещается внутри состава ВВ.
[7]В качестве горючей добавки для ВВ предполагается использовать листовой алюминий для офсетной печати, причем толщина листов составляет 150-300 мкм.
[8]Этот алюминий обладает невысокими прочностью (предел прочности при растяжении 50-60 МПа) и твердостью (170 МПа, по Бринеллю), но высокой пластичностью (до 50%). Алюминий хорошо полируется, анодируется, имеет высокую отражательную способность (90%). Алюминий стоек к действию различных типов природных вод, азотной и органических кислот. На воздухе алюминий покрывается тонкой прочной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и коррозии.
[9]Использование оболочек из алюминия в составах гранулированных и водонаполненных аммиачноселитренных ВВ, особенно эмульсионных ВВ, позволяет не только улучшить взрывные свойства получаемых взрывчатых составов за счет высокой теплоты сгорания алюминия (при «сгорании» алюминия в воде на 1 кг продуктов выделяется 8800 кДж; это в 1,8 раза меньше, чем при сгорании металла в чистом кислороде, но в 1,3 раза больше, чем при сгорании на воздухе), но и повысить безопасность взрывных работ, а также экономить дефицитный мелкодисперсный алюминий за счет исключения его из составов ВВ.
[10]В основу способа заложена потенциальная энергия смесей алюминия с аммиачной селитрой, которая значительно выше, чем смесей тротила с селитрой.
[11]Кроме вышеприведенного новым свойством патронированных ВВ является повышение взрывчатых характеристик зарядов (бризантность и фугасность) за счет повышения их скорости детонации, обусловленной жесткостью листового алюминия, в связи с чем увеличивается полнота сгорания компонентов ВВ при взрыве. При этом данный способ позволяет сократить потребление ВВ на 5-20% за счет его частичной замены устройствами для осевой полости при взрывных работах, что значительно повышает безопасность, т.к. уменьшается контакт людей с ВВ и вредное влияние продуктов взрыва на окружающую среду.
[12]Известен способ применения картона в ВВ в виде устройства для получения осевой полости в скважинном заряде ВВ, в которых в качестве материала для их изготовления применяется картон. Затем они опускаются в скважину, после чего загружается ВВ («Взрывное дело», сборник 78/35, Совершенствование буровзрывных работ. Под ред. акад. П.В.Мельникова, Б.А.Симкина, М., «Недра», 1977 г. «Совершенствование отбойки горных пород при разработке руд на глубоких горизонтах», с. 69-73, Авт: Г.А.Воротеляк, В.А.Салганик, С.Кважинк, Железняк и др.).
[13]Картон в таких устройствах имеет малую прочность, при этом этот материал хорошо впитывает в себя воду и жидкие нефтепродукты. В связи с этим возникает высокая вероятность самовозгорания картона при его контакте с аммиачной селитрой, особенно с ее растворами. При этом у него невысокая температура сгорания (16700 кДж/кг).
[14]Таким образом, то, что в составах и зарядах ВВ осевой полости в скважинном заряде ВВ впервые в качестве материала используется вторичный листовой алюминий в виде оболочек и устройств для получения осевой полости в скважинном заряде ВВ, изобретение соответствует критериям «новизна» и «существенные отличия».
[15]Осуществление способа производилось следующим образом.
[16]Вначале изготавливались оболочки длиной 80 мм, а диаметром 32 мм и 100 мм, из алюминия с толщиной листов 300 мкм и с толщиной листов 1 мм из картона. При этом их размеры (высота, диаметр) учитывали требования к ВВ, испытываемым на стандартном стенде по определению эффективности взрыва ВВ. Затем в эти оболочки помещали ВВ (в количестве - 1 кг) или наоборот оболочки помещали в составы ВВ (в количестве - 0,9 кг), которые соответствовали известным промышленным гранулированным и эмульсионным ВВ типа гранулит УП-1, Порэмит-1А. После чего данные заряды сравнивались между собой путем их подрыва от 10 г тротиловой шашки на вышеуказанном стенде. Метод урезания эффективности действия ВВ по обжатию свинцовых цилиндров предназначен для оценки эффективности действия (относительной работоспособности) нового ВВ на соответствие требованиям технического задания заказчика и нормам технических условий по взрывным показателям. Сущность метода заключается в том, что под воздействием взрыва заряда ВВ заданного объема (1000 см3) или массой 1 кг, размещенного в массивной песчаной оболочке, определенная часть энергии через воздушный промежуток и массивную наковальню воздействует на свинцовый цилиндр, размер обжатия которого характеризует суммарное (главным образом, фугасное) действие ВВ. Метод позволяет определить эффективность действия гранулированных, водосодержащих, литых и других видов ВВ, предназначенных для заряжания скважин и имеющих критический диаметр детонации до 120 мм при взрывании в оболочке из песка.
[17]Критерием пригодности взрывчатых показателей ВВ считается среднее обжатие свинцового цилиндра, удовлетворяющее нормам технического задания или технических условий на испытуемое ВВ.
[18]На графических изображениях приведены чертежи испытуемых зарядов на стандартном стенде по определению эффективности взрыва ВВ.
[19]На фиг.1 изображен стандартный стенд по определению эффективности взрыва ВВ со сплошным зарядом ВВ, включающий в себя следующие объекты: 1 - основание стенда, 2 - свинцовый цилиндр, 3 - наковальня, 4 - песок, 5 - взрывчатое вещество, 6 - промежуточный детонатор, 7 - инициатор.
[20]На фиг.2 изображен стандартный стенд по определению эффективности взрыва ВВ с зарядом взрывчатого вещества 5 в помещенным в оболочку, выполненную из алюминия 8.
[21]На фиг.3 изображен стандартный стенд по определению эффективности взрыва ВВ с зарядом взрывчатого вещества 5 и помещенным в него устройством для образования осевой полости, выполненным из алюминия 9.
[22]На фиг.4 изображен стандартный стенд по определению эффективности взрыва ВВ с зарядом взрывчатого вещества 5 и помещенным в него устройством для образования осевой полости, выполненным из картона 10.
[23]Результаты испытаний составов ВВ с содержанием алюминия или без него приведены в таблице.
[24]
[25]Как видно из данных таблицы, лучшие показатели по эффективности взрывания гранулированные и водоэмульсионные ВВ имеют в том случае, когда они содержат алюминий в виде оболочки или осевой полости, который успевает полностью принять участие во взрывных процессах ВВ.
[26]По сравнению с известными способами предлагаемый способ имеет следующие технико-экономические преимущества:
[27]позволяет повысить безопасность изготовления ВВ и взрывных работ за счет исключения мелкодисперсного алюминия из составов ВВ;
[28]обеспечивает стабильность и повышает эффект взрыва как простейших ВВ, так и водонаполненных ВВ,
[29]исключает загрязнение окружающей среды ядовитыми газами и веществами за счет сокращения применяемых ВВ и обеспечения полноты их детонации.
