Результат интеллектуальной деятельности: Промежуточный детонатор

Изобретение относится к средствам инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ (ВВ), а именно к промежуточным детонаторам, предназначенным для инициирования шпуровых, скважинных и других зарядов промышленных ВВ с использованием неэлектрических средств инициирования, электродетонаторов различных типов в сухих и обводненных шпурах и скважинах на открытых и подземных горных работах.

Известна конструкция шашки-детонатора (по патенту RU 2213929 C1, 20.02.2002, F42B 1/04), предназначенной для использования в качестве промежуточного детонатора для инициирования промышленных взрывчатых веществ. Шашка-детонатор включает корпус, в котором размещен заряд сыпучего взрывчатого вещества, например флегматизированного гексогена в герметичном полимерном корпусе в виде цилиндрической емкости с толщиной стенки 0,2-0,8 мм и крышки с резьбой для соединения с цилиндрической емкостью. По поверхности цилиндрической емкости выполнен паз, расположенный диаметрально в донной части по образующим цилиндрической части и заканчивающийся в верхней части цилиндрической емкости уступами, для размещения в нем средств инициирования. Недостатком данной конструкции является сложность в изготовлении и трудность в прессовании сыпучего взрывчатого вещества в тонкостенном полимерном корпусе.

Известен промежуточный детонатор (по патенту US 3451341 А, 24.06.1969, F42B 3/10), состоящий из открытого с одного торца корпуса, размещенной на этом торце крышки, выполняющей функцию гнезда для капсюля-детонатора, и уплотненного крышкой сыпучего взрывчатого вещества. Для изготовления корпуса предложено использовать металл, такой как медь, алюминий и т.п. Крышку выполняют из пластичного материала - полиэтилена, полипропилена и т.п. На внутренней поверхности гнезда выполняют два или три продольных выступа для фиксации капсюля-детонатора. Недостатком данной конструкции является сложность в изготовлении и трудность в прессовании сыпучего взрывчатого вещества из-за наличия капсюльного гнезда в крышке.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является конструкция промежуточного детонатора (по патенту RU 2333452 C2, 28.09.2006, F42B 3/00), который выбирается за прототип и содержит цилиндрический корпус, выполненный с хвостовиком, крышку, выполненную с гнездом под капсюль-детонатор и расположенную с возможностью фиксации на противоположном от хвостовика торце корпуса, и размещенный в корпусе заряд взрывчатого вещества. Внутренняя поверхность корпуса сопряжена с внутренней поверхностью хвостовика по конической поверхности. На внутренней поверхности гнезда выполнены два продольных выступа для фиксации капсюля-детонатора со смещением относительно центральной оси гнезда и обеспечения контакта капсюля-детонатора с поверхностью гнезда. Заряд взрывчатого вещества выполнен из сыпучего взрывчатого вещества и размещен в корпусе между крышкой и диафрагмой с плотностью на 1-25% выше насыпной. Недостатком данной конструкции является трудность в прессовании сыпучего взрывчатого вещества, так как при закрывании крышкой с капсюльным гнездом корпуса, с насыпанным в него сыпучим взрывчатым веществом происходит только перераспределение взрывчатого вещества, а излишки вещества выдавливаются из корпуса.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности инициирования промышленных ВВ, повышение безопасности при обращении с промежуточным детонатором за счет изменения его конструкции и технологии изготовления.

Технический результат достигается тем, что в промежуточном детонаторе, содержащем цилиндрический корпус, выполненный за одно с гнездом под капсюль-детонатор, имеющим на внутренней поверхности не менее одного продольного выступа для фиксации капсюля-детонатора, на одной торцевой стороне и крышку, расположенную с возможностью фиксации, на противоположной от гнезда под капсюль-детонатор открытой стороне, размещен заряд взрывчатого вещества, причем заряд взрывчатого вещества выполнен из сыпучего взрывчатого вещества и прессуется до плотности на 20-35% выше насыпной.

Крышка промежуточного детонатора может быть выполнена с одним и более фиксатором под ударно-волновую трубку, который (которые) служит для удобства при заряжании шпура (скважины) промежуточным детонатором и для защиты ударно-волновой трубки от трения о стенки шпура.

Крышка промежуточного детонатора может быть выполнена с хвостовиком диаметром равным 0,6-0,7 наружного диаметра крышки, и длиной 1-1,25 наружного диаметра крышки, расположенным вдоль оси крышки, и имеющим в сечении кольцевую форму или звездообразную форму из трех и более пластин, служащим для установки и удержания промежуточного детонатора в зарядном шланге при механизированном заряжании промышленных ВВ.

Цилиндрический корпус и крышка промежуточного детонатора могут быть изготовлены из полиэтилена или иного аналогичного материала.

Цилиндрический корпус с гнездом под капсюль-детонатор может быть выполнен составным для упрощения его производства, при этом корпус может быть изготовлен из бумаги, картона, полиэтилена или иного аналогичного материала.

В качестве порошкообразного ВВ могут быть использованы пентолит, гексоген и другие, близкие им по свойствам и чувствительности ВВ. Степень прессования ВВ по отношению к насыпной плотности сыпучего материала должна находиться в пределах на 20-35% выше насыпной, в результате чего повышается скорость детонационной волны и мощность инициирующего импульса. Прессование более 35% по отношению к насыпной плотности сыпучего материала затруднительно без специального инструмента, например металлической обоймы, из-за недостаточной прочности корпуса с гнездом под капсюль-детонатор, что усложняет и удорожает технологию изготовления промежуточного детонатора.

Фиксация крышки на цилиндрическом корпусе может быть обеспечена любым из известных способов, например, при помощи фиксирующих выступов на крышке и корпусе или при помощи сминающихся ребер. Продольный выступ (выступы) на внутренней поверхности гнезда под капсюль-детонатор предназначены для фиксации капсюля-детонатора и для обеспечения плотного прилегания капсюля-детонатора к поверхности гнезда, что обеспечивает надежность передачи взрывного импульса от капсюля-детонатора заряду ВВ.

При изготовлении промежуточного детонатора его геометрические размеры выбираются с учетом условий применения, при этом учитываются размеры шпуров, скважин, капсюля-детонатора и зарядного оборудования, необходимая масса и плотность ВВ в промежуточном детонаторе, необходимая для обеспечения надежного инициирования в заряде промышленного ВВ стационарной детонационной волны.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1, 2, 3, 4, 5.

На фиг. 1 показан продольный разрез промежуточного детонатора и вид со стороны капсюльного гнезда, где: 1 - цилиндрический корпус; 2 - гнездо под капсюль-детонатор; 3 - выступ (выступы) под капсюль-детонатор; 4 - заряд взрывчатого вещества; 5 - крышка.

На фиг. 2 показан продольный разрез промежуточного детонатора с пазом на корпусе, фиксатором и хвостовиком на крышке, вид со стороны капсюльного гнезда и вид со стороны крышки, где: 1 - цилиндрический корпус; 2 - гнездо под капсюль-детонатор; 3 - выступ (выступы) под капсюль-детонатор; 4 - заряд взрывчатого вещества; 5 - крышка; 6 - паз; 7 - фиксатор; 8 - хвостовик.

На фиг. 3 показан продольный разрез промежуточного детонатора с составным корпусом и гнездом под капсюль-детонатор, где: 1 - цилиндрический корпус; 2 - гнездо под капсюль-детонатор; 3 - выступ (выступы) под капсюль-детонатор; 4 - заряд взрывчатого вещества; 5 - крышка.

Работа промежуточного детонатора поясняется фиг. 4, 5.

На фиг .4 показан продольный разрез промежуточного детонатора с пазом на корпусе, фиксатором и хвостовиком на крышке, в сборе с капсюлем-детонатором, перед заряжанием в шпур (скважину), где: 1 - цилиндрический корпус; 2 - гнездо под капсюль-детонатор; 3 - выступ (выступы) под капсюль-детонатор; 4 - заряд взрывчатого вещества; 5 - крышка; 6 - паз; 7 - фиксатор; 8 - хвостовик; 9 - капсюль-детонатор; 10 - ударно-волновая трубка; 11 - зарядный шланг для механизированного заряжании промышленных ВВ.

На фиг. 5 показан продольный разрез промежуточного детонатора с составным корпусом и гнездом под капсюль-детонатор, в сборе с капсюлем-детонатором, перед заряжанием в шпур (скважину), где: 1 - цилиндрический корпус; 2 - гнездо под капсюль-детонатор; 3 - выступ (выступы) под капсюль-детонатор; 4 - заряд взрывчатого вещества; 5 – крышка; 9 - капсюль-детонатор; 10 - ударно-волновая трубка; 11 - зарядный шланг для механизированного заряжании промышленных ВВ.

Работа промежуточного детонатора, поясняемая фиг. 4: промежуточный детонатор удерживается в руке за цилиндрический корпус 1, капсюль-детонатор 9 в сборе с ударно-волновой трубкой 10 устанавливается в гнездо 2 под капсюль-детонатор до фиксации его выступом (выступами) 3, ударно-волновая трубка 10 устанавливается в паз 6 на торце цилиндрического корпуса 1, располагается поверх цилиндрического корпуса 1 и фиксируется фиксатором 7 крышки 5, далее промежуточный детонатор хвостовиком 8 на крышке 5 вставляется в зарядный шланг 11, а ударно-волновая трубка 10 располагается поверх зарядного шланга 11, после этого промежуточный детонатор досылается зарядным шлангом до упора в дно шпура (скважины) и производится механизированное заряжание шпура (скважины). Ударно-волновая трубка воспринимает инициирующий импульс от источника и передает его в капсюль-детонатор, который инициирует промежуточный детонатор, а он в свою очередь инициирует шпуровой (скважинный) заряд промышленного ВВ, чем и завершается работа промежуточного детонатора.

Работа промежуточного детонатора, поясняемая фиг. 5: промежуточный детонатор удерживается в руке за цилиндрический корпус 1, капсюль-детонатор 9 в сборе с ударно-волновой трубкой 10 устанавливается в гнездо 2 под капсюль-детонатор до фиксации его выступом (выступами) 3; ударно-волновая трубка 10 располагается поверх цилиндрического корпуса 1, далее промежуточный детонатор вставляется в зарядный шланг 11, а ударно-волновая трубка 10 располагается поверх зарядного шланга 11, после этого промежуточный детонатор досылается зарядным шлангом до упора в дно шпура (скважины) и производится механизированное заряжание шпура (скважины). Ударно-волновая трубка воспринимает инициирующий импульс от источника и передает его в капсюль-детонатор, который инициирует промежуточный детонатор, а он в свою очередь инициирует шпуровой (скважинный) заряд промышленного ВВ, чем и завершается работа промежуточного детонатора.

Примеры изготовления промежуточного детонатора.

В АО НМЗ «Искра» были изготовлены промежуточные детонаторы с цельнолитым корпусом и гнездом под капсюль-детонатор, а также промежуточные детонаторы с составным корпусом и гнездом под капсюль-детонатор.

Промежуточные детонаторы с цельнолитым корпусом и гнездом под капсюль-детонатор были изготовлены следующих геометрических размеров - диаметр корпуса 23 мм, длина корпуса вместе с крышкой и хвостовиком 180 мм, диаметр хвостовика крышки 18 мм. В качестве ВВ использовался гексоген А-1Х-1 ГОСТ РВ 1376-001-2006 с насыпной плотностью 0,82 г/см³, который прессовался пуансоном до плотности 0,99 г/см³, что на 21% выше насыпной плотности.

Промежуточные детонаторы с составным корпусом и гнездом под капсюль-детонатор были изготовлены следующих геометрических размеров - диаметр корпуса 18,5 мм, длина корпуса 135 мм. В качестве ВВ использовался пентолит марки 90/10 ТУ 7511903-598-92 с насыпной плотностью 0,72 г/см³, который прессовался пуансоном до плотности 0,94 г/см³, что на 30,6% выше насыпной плотности.

Испытания промежуточных детонаторов проводились на испытательном полигоне АО НМЗ «Искра», инициирование промежуточного детонатора при испытаниях осуществлялось от КД неэлектрической системы инициирования ИСКРА-С, АО НМЗ «Искра». Эффективность взрывного действия оценивалась по пробитию стальной плиты. Промежуточный детонатор, установленный вертикально на донышко крышки или хвостовик, обеспечивает сквозное пробитие стальной плиты толщиной 2 мм, что достаточно для эффективной работы промежуточного детонатора.

Предложенная конструкция промежуточного детонатора позволяет повысить надежность и безопасность промежуточного детонатора за счет обеспечения герметичности и водонепроницаемости, обеспечить прессование ВВ на 20-35% выше насыпной плотности, исключить образование дополнительных пустот в ВВ при транспортировании, что повышает восприимчивость к средствам инициирования, надежность инициирования промежуточного детонатора, эффективность его инициирующего действия, а также повышает удобство обращения с промежуточным детонатором при его заряжании в шпур (скважину).