Шашка-детонатор

(51)7 06 21/00, 06 7/00 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Ерофеев Иван Евгеньевич Ковалев Владимир Васильевич Тухватулин Шамиль Талибулович Масягин Данил Геннадьевич(73) Дочернее государственное предприятие Казахский государственный научно-производственный центр взрывных работ Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный ядерный центр Республики Казахстан Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан(56) Шашка-детонатор литая ТГФ-850 Э. Технические условия. Нижний Новгород ГосНИИ Кристалл, 1997 малочувствительных к импульсу детонации от применяемых средств взрывания гранулированных и водонаполненных взрывчатых веществ (ВВ) в скважинных и сосредоточенных зарядах. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции шашек-детонаторов и технологии их изготовления, повышение их взрывчатой эффективности и безопасности применения. Это достигается тем, что шашка-детонатор для инициирования заряда малочувствительного к детонации взрывчатого вещества (ВВ), включающая заряд инициирующего ВВ, выполненный в виде цилиндра с осевым сквозным отверстием и оболочкой,снабжена вставкой в форме усеченного конуса с осевым отверстием, выполненной из первичного высокобризантного вторичного инициирующего ВВ, а цилиндрический заряд выполнен из бризантного промышленного ВВ, причем осевое отверстие цилиндрического заряда выполнено конусным с возможностью закрепления в нем вставки. 14451 Изобретение относится к области взрывных работ, в частности, к средствам для инициирования малочувствительных к импульсу детонации от применяемых средств взрывания гранулированных и водонаполненных взрывчатых веществ (ВВ) в скважинных и сосредоточенных зарядах. Импульс ударной волны от срабатывания источника детонации, т. е. детонирующего шнура, капсюля-детонатора или электродетонатора, вследствие их малой массы и диаметра, имеет ограниченную область действия и не может инициировать заряд большой массы из упомянутых ВВ. Поэтому для этой цели используют шашки-детонаторы, изготовленные из ВВ, обладающие повышенной скоростью детонации по сравнению со скоростью детонации основного заряда. Шашка-детонатор имеет заряд цилиндрической формы из литого или спрессованного ВВ, размещенный в цилиндрической бумажной или пластмассовой оболочке. Заряд имеет осевое продольное сквозное отверстие и параллельное ему эксцентрично расположенное боковое глухое отверстие. В боковом отверстии размещают детонатор, а в осевом детонирующий шнур или провода к электродетонатору (Технические условия. Шашка детонатор литая ТГФ-850 Э. ТУ 84-08628424-692-97. ГОСНИИ, Кристалл. Нижний Новгород, 1997). Выполнение двух отверстий, одно из которых эксцентричное, в заряде шашки-детонатора усложняет ее конструкцию и технологию изготовления. Кроме того, при использовании детонирующего шнура, он свободно размещается в осевом отверстии шашки, и сложно обеспечить его надежный контакт с материалом шашки. Соответственно, развитие детонации и ее передача происходит неравномерно, что снижает работоспособность шашкидетонатора. ВВ, используемое в шашках-детонаторах, должно обеспечить ударный импульс с давлением, равным или превышающим давление от импульса источника детонации. В практике взрывных работ наибольшее применение получили шашки-детонаторы из прессованного тротила (Т-400 Г, Т-900 Г, ТП-200 и ТП-400),сплавов тротила с ТЭНом (пентолитовые ПДП-300,ПДП-400, ПДП-600, ПТ-П 300, ПТ-П 500, ПТ-П 750) и тротила с гексогеном (ТГ-500, ТГФ-850, ТГ-П 300,ТГ-П 600, ТГ-П 850, ТГ-П 1000, ТГ-П 1700), балиститные прессованные (БШД-800 У, РУВ) (Перечень взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных к применению в Российской Федерации. М. Госгортехнадзор России,2002). Шашки из прессованного тротила являются самыми дешевыми. Однако они пористы и при погружении в воду постепенно намокают. При намокании поверхности осевого канала снижается чувствительность шашки к действию детонирующего шнура, особенно если его нити неплотно прилегают к стенкам канала и неравномерно детонируют. Использование в шашках-детонаторах литого тротила (Т-500 Л-К, Т-500 Л-КГ), вместо прессован 2 ного, повышает их водоустойчивость, но не улучшает существенно работоспособности, т. к получаемая плотность структуры ВВ значительно снижает его восприимчивость к детонации от детонирующего шнура и капсюля-детонатора. В обоих случаях импульс, создаваемый детонатором, не всегда достаточен для качественного инициирования детонации шашки-детонатора. В частности, поэтому шашки из литого тротила,например, Т-500 Л-К, Т-500 Л-КГ, более дорогие, чем шашки из прессованного тротила, не получили широкого распространения. Для того, чтобы повысить восприимчивость литого тротила к детонации, изготавливают литые шашки из сплавов тротила с ТЭНом или гексогеном. Они имеют повышенную водоустойчивость и скорость их детонации возрастает за счет использования более чувствительных вторичных инициирующих ВВ - ТЭНа и гексогена. На основании вышеизложенного, за прототип изобретения принята литая шашка-детонатор(Шашка-детонатор литая ТГФ-850 Э. ТУ, Нижний Новгород, 1997), которая допущена к постоянному применению на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан (письмо Департамента Агентства РК по чрезвычайным ситуациям 7/7042160 от 20 июня 2003 г.). Она имеет конструкцию,описанную выше, и изготовлена из сплава тротила с гексогеном. В состав сплава входит до 60 гексогена, что обеспечивает увеличение скорости детонации шашки (по сравнению с шашками из тротила) с 6,8 до 7,6 км/с и теплоты взрыва с 1020 до 1180 ккал/кг, т. е. на 12 и 16 соответственно, а в целом энергия взрыва возрастает на 25-30 . Однако гексоген, как и ТЭН, обладает повышенной чувствительностью не только к детонации, но и к внешним механическим воздействиям, что повышает опасность использования и хранения шашек, а кроме того и ТЭН, и гексоген имеют высокую стоимость, что повышает и общую стоимость шашек более чем в два раза (Прайс-листы за 2003 г. Заводов-изготовителей Бийский олеумный завод,г. Бийск, Алтайского края ОАО Промсинтез,г. Чапаевск, Самарской обл. ФГУП Красноуральский химзавод, г. Красноуральск). Задачей изобретения является разработка шашки-детонатора, опрошенной конструкции, обеспечивающей упрощение технологии ее изготовления,характеризующейся повышением взрывчатой эффективности и безопасности применения. Это достигается тем, что шашка-детонатор для инициирования заряда малочувствительного к детонации взрывчатого вещества (ВВ), включающая заряд инициирующего ВВ, выполненный в виде цилиндра с осевым сквозным отверстием и оболочкой,снабжена вставкой в форме усеченного конуса с осевым отверстием, выполненной из высокобризантного вторичного инициирующего ВВ, а цилиндрический заряд выполнен из бризантного промышленного ВВ, причем его осевое отверстие выполнено конусным с возможностью закрепления в нем вставки. В качестве ВВ вставки могут быть исполь 14451 зованы прессованные или насыпные в оболочке ТЭН или гексоген. В качестве ВВ цилиндрического заряда могут быть использованы прессованный или литой тротил, или прессованный баллиститный порох. Осевое отверстие вставки может быть выполнено глухим с возможностью размещения в нем капсюля-детонатора или электродетонатора, или сквозным с возможностью размещения в нем детонирующего шнура. Диаметр большего основания вставки преимущественно составляет 0,5-0,6 диаметра цилиндрического заряда, а масса вставки - от 15 до 40 общей массы шашки-детонатора. На поверхности вставки выполнены или могут быть выполнены, по меньшей мере, две продольные выемки с поперечным сечением в форме сегмента круга или треугольным. Отсутствие бокового отверстия в цилиндрическом заряде шашки упрощает ее форму и делает технологичной в изготовлении. Наличие вставки,выполненной из высокочувствительного вторичного инициирующего ВВ, обеспечивает возможность хранить вставки отдельно от цилиндрической части шашки, чем обеспечивается безопасность обращения с более массивными цилиндрическими частями и возможность уделить больше внимания безопасности хранения вставок. А при соединении цилиндрической части со вставкой и размещении шашки в основном заряде ВВу безопасность вставки обеспечивается тем, что она закрыта от механических воздействий менее бризантным промышленным ВВ, в центре которого она находится. Известно, что детонация в заряде ВВ возбуждается со скоростью, близкой к скорости детонации ее источника (детонатора), и в зоне, равной 1-2 диаметрам источника весьма быстро достигает номинальной величины, после чего вся указанная зона работает с показателями энергетических характеристик источника детонации (Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. М. изд. МГИ, 1992, с. 183). Поэтому предпочтительно, чтобы диаметр вставки составлял 0,5-0,6 диаметра цилиндрического заряда. В этом случае вторичное инициирующее ВВ вставки и бризантное промышленное ВВ цилиндрической части шашки будут работать как единый детонатор, т. е. энергетический импульс для инициирования основного заряда ВВ значительно повысится. Причем эффективность действия вставки может быть повышена еще больше за счет кумулятивного эффекта, путем выполнения продольных выемок на ее поверхности. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведен продольный разрез шашкидетонатора со вставкой, содержащей сквозное осевое отверстие, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - продольный разрез шашки-детонатора со вставкой, содержащей глухое осевое отверстие, на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3, на фиг. 5 - поперечное сечение шашки-детонатора со вставкой, имеющей продольные выемки сегментной формы, на фиг. 6 - то же, с выемками треугольной формы. Шашка-детонатор включает основной заряд 1,выполненный в виде цилиндра из литого или прессованного тротила, или прессованного баллиститно го пороха. Цилиндр имеет сквозное осевое конусное отверстие для размещения вставки 2, выполненной в форме усеченного конуса, изготовляемой из прессованного или упакованного в плотную оболочку (полиэтилен и др.) высокочувствительного вторичного инициирующего ВВ, типа гексогена или ТЭНа. Вставка 2 имеет сквозное осевое отверстие 3 для размещения детонирующего шнура, или глухое осевое отверстие 4 для размещения детонатора. Известно, что эффективность действия заряда ВВ может быть повышена за счет использования кумулятивного эффекта, т. е. концентрации ударной волны при отражении ее от наклонных стенок отражающей поверхности. Такие стенки могут иметь криволинейный профиль, или быть прямолинейными, сходящимися под углом. Поэтому, как вариант,возможно выполнение вставки с продольными выемками 5 на ее поверхности. Поперечное сечение выемок выполняется криволинейным, например, в форме сегмента круга (фиг. 5), или треугольным(фиг. 6). Использование шашки-детонатора производят следующим образом. В нерабочем состоянии цилиндрические заряды 1 шашек-детонаторов хранятся отдельно от вставок 2, что увеличивает их безопасность и срок хранения. При подготовке к заряжанию скважин вставка 2, в зависимости от ее конструкции и технологии взрывных работ, оснащается детонирующим шнуром,капсюлем-детонатором или электродетонатором и помещается в осевое отверстие цилиндрического заряда 1, где закрепляется за счет сопряжения их конусных поверхностей. Затем шашка-детонатор помещается в основной заряд ВВ. При взрывании первичный импульс от детонатора получает вставка 2 шашки-детонатора, выполненная из высокочувствительного ВВ. Благодаря этому и оптимальным размерам вставки, она моментально детонирует и инициирует детонацию в цилиндрическом заряде 1 шашки-детонатора. За счет увеличения массы инициирующего первичного заряда и оптимального соотношения размеров этого заряда, в виде вставки 2 и заряда 1, повышается эффективность инициирования вторичного заряда шашки-детонатора, и, как следствие - эффективность инициирования основного заряда ВВ в скважине шашкой-детонатором. При этом в 2-3 раза (с 60 до 30-20 ) сокращается расход дорогостоящего и более опасного в обращении гексогена или ТЭНа, а следовательно, и стоимость шашек-детонаторов. Физико-химические характеристики и экономические показатели, применяемых в горнодобывающей промышленности и разработанных по данному изобретению шашек-детонаторов приведены в таблице (Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым и средствам взрывания. М. Недра, 1977, 253 с Технические условия. Шашка-детонатор литая ТГФ-850 Э. ТУ 8408628424-692-97. Технические условия. Промежуточные детонаторы пентолитовые. ТУ 7276-00207510000-99). Кроме того, увеличивается срок гарантийного хранения основного заряда, так как для надежного эффективного взрыва шашки после истечения срока хранения потребуется только замена ее вставки. Внешний вид Массовая доля компонентов,Тротил Тэн Гексоген Размеры шашки, мм диаметр (ширина) длина высота диаметр канала диаметр гнезда глубина гнезда Масса шашки, г Плотность шашки, г/см 3 Скорость детонации, км/с Удельная теплота взрыва, ккал/кг Температура вспышки при постоянной температуре при времени задержки 60 с, С Чувствительность к удару по ГОСТ 4545-88, мм частота взрывов на приборе 1 Чувствительность к трению на приборе К-44-3, по ГОСТ 50835-95 нижний предел, МПа Отпускная цена заводов-изготовителей (без НДС) за 1 тонну,долл. США Тип шашки тротиловая Т-400 Г 14451 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Шашка-детонатор для инициирования заряда малочувствительного к детонации взрывчатого вещества (ВВ), включающая заряд инициирующего ВВ, выполненный в виде цилиндра с осевым сквозным отверстием и оболочкой, отличающаяся тем,что она снабжена вставкой в форме усеченного конуса с осевым отверстием, выполненной из высокобризантного вторичного инициирующего ВВ, а цилиндрический заряд выполнен из бризантного промышленного ВВ, причем его осевое отверстие выполнено конусным с возможностью закрепления в нем вставки. 2. Шашка-детонатор по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве ВВ вставки использован ТЭН. 3. Шашка-детонатор по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве ВВ вставки использован гексоген. 4. Шашка-детонатор по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что вставка выполнена из прессованного ВВ. 5. Шашка-детонатор по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что вставка выполнена из насыпного ВВ в оболочке. 6. Шашка-детонатор по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве ВВ цилиндрического заряда использован прессованный тротил. 7. Шашка-детонатор по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве ВВ цилиндрического заряда использован литой тротил. 8. Шашка-детонатор по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве ВВ цилиндрического заряда использован прессованный баллистный порох. 9. Шашка-детонатор по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что осевое отверстие вставки выполнено глухим с возможностью размещения в нем капсюлядетонатора или электродетонатора. 10. Шашка-детонатор по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что осевое отверстие вставки выполнено сквозным с возможностью размещения в нем детонирующего шнура. 11. Шашка-детонатор по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр большего основания вставки составляет 0,5-0,6 диаметра цилиндрического заряда, а масса - от 15 до 40 общей массы шашкидетонатора. 12. Шашка-детонатор по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что на наружной поверхности вставки выполнены, по меньшей мере, две продольные выемки. 13. Шашка-детонатор по п. 12, отличающаяся тем, что выемки имеют в поперечном сечении форму сегмента круга. 14. Шашка-детонатор по п. 12, отличающаяся тем, что выемки имеют в поперечном сечении треугольную форму.