…Россия — это когда уже хочется кушать, а всё самое страшное ещё впереди.

Тротиловая шашка-детонатор и способ ее изготовления

Изобретение относится к области средств промышленного взрывания. Шашка выполняется из 45 - 62 мас.% содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми заполнены литым тротилом. Шашка восприимчива к штатным средствам инициирования, обладает повышенной, практически неограниченной водостойкостью.

Способ изготовления заключается в засыпке в разъемную изложницу гранул, содержащих воздушные включения, и вводе расплава с температурой 83 - 95˚C в пространство между гранулами, которые предварительно, а также в процессе ввода подвергают вакуумированию до остаточного давления 1 - 300 мм рт. ст. , после чего дают выдержку для затвердевания. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Классы МПК:

F42D1/04 устройства для инициирования
C06C7/00 Неэлектрические детонаторы; капсюли-детонаторы; запалы

Авторы:

Гороховцев А.Г., Ильин В.П., Кулакевич Я.С., Марьясин В.А., Работинский Н.И., Шарыкина Г.В.

Патентообладатель:

Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл"

Приоритеты:

подача заявки: 1996-03-27
публикация патента: 20.09.1998

Изобретение относится к области средств промышленного взрывания и может быть использовано при изготовлении шашек, применяемых в качестве промежуточных детонаторов для инициирования скважинных и других зарядов на открытых горных работах.

Известны промышленные шашки-детонаторы, например, по ОСТ 84-411-80. Наибольший интерес из них представляют тротиловые шашки, как по стоимости и безопасности применения, так и по возможностям промышленного производства. Такой шашкой является Т-400Г ОСТ 84-411-80, изготавливаемая прессованием. Наиболее близка к заявляемой прессованная тротиловая шашка ТП-400 по ОСТ 84-1366-76, содержащая гнездо под капсюль-детонатор. Однако, обеим этим шашкам присущ серьезный недостаток: низкая водостойкость, составляющая, несмотря на гидроизолизующее покрытие, не более 10 суток. Прессованная тротиловая структура пориста и в условиях обводненных скважин постепенно намокает и снижает восприимчивость к начальному импульсу, в частности, от детонирующего шнура (ДШ). Известна литая шашка-детонатор ТГ-500 ОСТ 84-411-80, изготавливаемая из смеси ТГ. Она обладает неограниченной водостойкостью без гидроизолирующего покрытия. Но литых шашек-детонаторов из тротила не применяют, поскольку в них не обеспечивается надежное возбуждение детонации от штатных средств инициирования (капсюлей-детонаторов (КД), электродетонаторов (ЗД), ДШ и т.д.) из-за пониженной восприимчивости литой тротиловой структуры.

Целью настоящего изобретения является создание такой тротиловой шашки, которая, имея необходимую восприимчивость к средствам инициирования, обладала бы и повышенной водостойкостью, а также способа изготовления такой шашки. (По конструкции заявляемая шашка повторяет прототип, т.е. содержит гнездо и канал, благодаря чему может работать от детонирующего шнура, электродетонатора и капсюля-детонатора. Шашка может иметь и варианты исполнения, специализированные, при необходимости, для работы только с шнуром или только с капсюлем, не нарушая существа заявляемого технического решения. Примеры конструктивного исполнения шашки представлены на фиг. 1, 2 и 3).

Поставленная цель изобретения достигается тем, что шашка выполняется из содержащих газовые включения тротиловых гранул, скрепленных между собой литым тротилом. Неожиданно оказалось, что такие шашки, изготовленные с применением гранул водной грануляции (гранулотола по ГОСТ 25857-83), надежно детонируют от ЭД-8, в то время как шашки, изготовленные бескусковой заливкой или с монолитными гранулами сухой грануляции, дают отказ. Дополнительные исследования показали, что гранулы водной грануляции имеют внутреннюю полость усадочного происхождения с очень тонким входным каналом. При получении гранулотола с предварительным газонасыщением (углекислотой) расплава, практикуемом на некоторых заводах с целью снижения влажности продукта, размеры полостей уменьшаются и появляются зоны рыхлостей, т.е. также газовых включений, но более мелких. Очевидно, что именно наличие воздушных (газовых) включений сенсибилизирует литую структуру шашки и делает ее восприимчивой к детонационному импульсу. Это подтверждается и опытами с гранулами, содержащими микросферы. В табл. 1 сведены результаты экспериментов, приведенных на модельной шашке массой 300 г.

Как видно из данных табл. 1, шашки, выполненные из гранул с газовыми включениями и тротила в качестве литьевого ВВ, детонируют от КД-8, ЭД-88 и ДШ-12.

Испытания на водостойкость показали, что заявляемые шашки после замачивания в течение 3 недель под давлением 5 бар полностью детонируют от штатных средств инициирования.

Для изготовления шашек потребовалось применить специальный способ, существенно отличающийся от способа изготовления шашки- прототипа (прессования).

Если в способе-прототипе формование шашки заключается в засыпке тротиловой чешуйки в составную изложницу (пресс-инструмент), уплотнении ее на прессе движущимся пуансоном, выдержке и последующем снятии давления и разборке изложницы, то в заявляемом способе вместо тротиловой чешуйки применяют гранулы, содержащие газовые включения, в качестве формующего элемента применяют заливочную крышку (воронку), а уплотняют их, вакуумируя пространство между ними и вводя в него расплав тротила с последующей выдержкой до полного затвердевания, в течение которой подпитывают шашку расплавом. При этом в процессе ввода расплава продолжают вакуумирование со стороны, противоположной месту ввода расплава. Такой характер вакуумирования необходим во избежание сосредоточения остаточного воздуха и образования так называемого воздуха "незатека" расплава. Он осуществляется достаточно просто: например, изложницу с гранулами вакуумируют в замкнутом объеме вакуумного короба (полости), после чего поджимают к заливочному устройству, а вакуумирование изложницы продолжают через неплотности в ее днище. В зависимости от требуемой высоты и массы шашки, а также от способа вакуумирования, величина остаточного давления в изложнице может меняться от 300 до 1 мм рт. ст., а расплав может вводиться под действием различного избыточного давления. Так, для формования шашки диаметром и высотой 50 мм при "сквозном" методе вакуумирования достаточно 200 мм рт. ст. и давления на расплав 0,5 кгс/см2, в то время как для шашки высотой 150 мм необходимо вакуумировать до 10 мм рт. ст. и создавать давление на расплав 2,5 кгс/см2.

При этом применяют гранулы с температурой 15-30˚C, а расплав с температурой 83-95˚C, поскольку такой тепловой режим, обеспечивая проникание расплава, гарантирует сохранность гранул без расплавления их.

Содержание гранул в шашке обусловлено требованием способа: полное заполнение гранулами объема изложницы. В случае применения уплотняющих приемов при засыпке (потряхивание или кратковременная вибрация) содержание гранул может достичь 62%, а при использовании низкоплотных гранул с микросферами может снизиться до 45%.

Шашки, указанные в табл. 1, были изготовлены при соблюдении следующих значений параметров технологического режима:

температура гранул - 17 - 23˚C

температура расплава - 87-90˚C

остаточное давление в изложнице - 50 мм рт. ст.
давление на расплав - 2 кгс/см2

выдержка до извлечения шашки - 180 сек

Результаты отработки параметров режима заявляемого способа представлены в табл. 2.

Необходимость в указанных выше форсированных режимах вызывается тем, что гранулы тротила невелики по размерам и слой их обладает высоким гидравлическим сопротивлением, что, в условиях интенсивного внутреннего теплообмена, серьезно ограничивает глубину проникания расплава.

Заявляемая шашка может быть изготовлена только заявляемым способом. В то же время, заявляемый способ применим лишь для изготовления тротиловых зарядов малых масс, чувствительных к средствам инициирования, которым и является заявляемая шашка - детонатор.

Применение заявляемой шашки в сочетании с заявляемым способом позволит резко расширить область применения тротиловых шашек-детонаторов и существенно удешевить взрывные работы в горнодобывающих отраслях.

Формула изобретения

1. Тротиловая шашка-детонатор, срабатывающая от штатных средств инициирования, отличающаяся тем, что она выполнена из 45 - 62 мас.% содержащих газовые включения тротиловых гранул, промежутки между которыми выполнены из литого тротила, составляющего остальное.

2. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что гранулы содержат от 0,2 до 10 мас.% микросфер, например, из фенолформальдегида или алюмосиликата.

3. Шашка-детонатор по п.1, отличающаяся тем, что гранулы имеют размеры от 1 до 5 мм.

4. Способ изготовления тротиловой шашки-детонатора, включающий заполнение сыпучим продуктом разъемной изложницы, уплотнение его, выдержку и извлечение готовой шашки из изложницы, отличающийся тем, что в качестве сыпучего продукта используют гранулы с газовыми включениями с температурой 15 - 30˚C, а для уплотнения изложницу с гранулами вакуумируют до остаточного давления 1 - 300 мм рт.ст., вводят в расплав с температурой 83 - 95˚C под давлением 0,1 - 2,5 кгс/см2, продолжая вакуумирование со стороны, противоположной месту ввода расплава, и выдерживают до извлечения шашки в течение 60 - 300 с.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве сыпучего продукта используют гранулы тротила водной грануляции.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют гранулы, полученные из расплава, насыщенного углекислым газом.