RU2080545C1 - Cartridge for commercial explosive - Google Patents

Abstract

FIELD: drilling and blasting operations in gas- and dust-dangerous mines. SUBSTANCE: cartridge uses a cylindrical polyethylene envelope with a blind bottom, whose inlet is furnished with a cover and annular corrugations for joint with another cartridge so as to make up a single charge of several cartridges. The envelope bottom section is furnished with annular corrugations to be found on the cylindrical surface, corresponding to the annular corrugations at the envelope inlet, and with a cylindrical groove by the depth of the envelope wall. The envelope inlet up to the first corrugation is furnished with an annular shell, whose inside diameter and length equal the outside diameter and length of the groove in the envelope bottom section, respectively. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано при производстве взрывных работ на шахтах опасных по газу и пыли. The invention relates to blasting and can be used in the manufacture of blasting in mines dangerous for gas and dust.

Объем взрывных работ на шахтах продолжает оставаться большим. Взрывные способом добивается примерно 20% угля и проходится около 50% горных выработок. Безопасность взрывания шпуровых зарядов в шахтах, опасных по газу и пыли, обеспечивается предохранительными свойствами ВВ, забойкой и пламегасящий средой путем распыления воды и тонкодисперсных ингибиторных порошков. Однако безопасность взрывных работ, создаваемая забойкой и пламегасящей средой в значительной мере зависит от человеческого фактора. Более надежным средством обеспечения безопасности взрывных работ являются предохранительные свойства ВВ. Они должны совмещать в себе силу разрушения и средства обеспечения безопасности взрывания шпуровых зарядов в шахтах, опасных по газу и пыли. The volume of blasting in mines continues to be large. The blasting method achieves approximately 20% of coal and about 50% of the mine workings are mined. The safety of blasting blast holes in mines, which are dangerous for gas and dust, is ensured by the safety properties of explosives, clogging and fire-extinguishing media by spraying water and finely dispersed inhibitor powders. However, the safety of blasting created by clogging and fire-extinguishing media is largely dependent on the human factor. A more reliable means of ensuring the safety of blasting is the safety properties of explosives. They must combine the power of destruction and the means to ensure the safety of blasting blast holes in mines, dangerous for gas and dust.

На показатели предохранительности и практической эффективности влияют одни и те же параметры ВВ, причем, если их изменение приводит к повышению предохранительных свойств, то одновременно это же изменение приводит к снижению практической эффективности. Поэтому задача оптимизации свойств ВВ сводится к тому, чтобы достигнуть повышения уровня предохранительности при минимальном снижении практической эффективности ВВ. The safety parameters and practical effectiveness are affected by the same parameters of the explosive, and if their change leads to an increase in safety properties, then at the same time this change leads to a decrease in practical efficiency. Therefore, the task of optimizing the properties of explosives is to achieve an increase in the level of safety while minimizing the practical effectiveness of explosives.

В США разработана конструкция предохранительных патронов ВВ для применения в качестве наружных зарядов на категорийных угольных шахтах. Предложенный предохранительный патрон изготавливается в виде короткого цилиндра высотой 2,2 см и диаметром 17,8 см, облицованного слоем влажной соли NaCl толщиной 1,3 см с последующим латексно-марлевым покрытием. Заряд вмещает 650 г предохранительного пластифицированного ВВ. Другая конструкция патрона из ПВВ длина 203 мм, диаметр 51 мм, масса 650 г. Заряд имеет внутреннюю полистироловую оболочку, на которую наносится слой поваренной соли 14,4 мм. Наружная оболочка заряда изготовлена из резины. In the USA, the design of explosive safety cartridges for use as external charges in category coal mines has been developed. The proposed safety cartridge is made in the form of a short cylinder 2.2 cm high and 17.8 cm in diameter, lined with a 1.3 cm thick layer of wet NaCl salt followed by a latex-gauze coating. The charge holds 650 g of a plasticized safety explosive. Another design of the cartridge made of PVV is 203 mm long, 51 mm in diameter, 650 g in mass. The charge has an internal polystyrene shell, on which a layer of sodium chloride is applied 14.4 mm. The outer shell of the charge is made of rubber.

На шахтах нашей страны применяются патроны VI класса предохранительности П12ЦБ-2/2, ТУ 84-1072-85. Монозаряд из известных патронов формируется из необходимого числа патронов, в один из которых вставляется ЭД. Каждый патрон соединяется с последующим на принципе байонетного затвора (путем введения и поворота). Существенным недостатком известных патронов является несовершенство конструкции стыковочного узла незначительный по величине изгибающий момент стыковочного узла горизонтально расположенного монозаряда, приводит к их разъединению в процессе заряжания верхних шпуров и в конечном счете к неполной детонации шпуровых зарядов. Так из-за несовершенной конструкции стыковочного узла в патронах ВВ П12ЦБ-2/2 28.10.91 на шахте "Карагайлинская" ассоциации "Киселевскуголь" при проходке конвейерного штрека буровзрывным способом произошел взрыв метана и угольной пыли. От действия ударной волны, отравления ядовитыми продуктами взрыва и от ожогов погибли люди. At the mines of our country, cartridges of the 6th safety class P12TSB-2/2, TU 84-1072-85 are used. A single charge of known cartridges is formed from the required number of cartridges, one of which is inserted ED. Each cartridge is connected with the subsequent on the principle of a bayonet shutter (through the introduction and rotation). A significant drawback of the known cartridges is the imperfection of the design of the docking unit, the insignificant bending moment of the docking unit of a horizontally arranged single charge, leads to their disconnection during charging of the upper holes and ultimately to the incomplete detonation of the hole charges. So, due to the imperfect design of the docking unit in the cartridges of explosives П12ЦБ-2/2 10/28/91 at the mine "Karagailinskaya" Association "Kiselevskugol" during the passage of the conveyor drift blast-blasting methane and coal dust exploded. From the action of the shock wave, poisoning by the toxic products of the explosion and from burns, people died.

Известны также предохранительные патроны П12ЦБ-0, П12ЦБ-1 и П121ЦБ-2 (сб. научных трудов Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах. Государственный Макеевский Научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, Макеевка Донбасс, 1985, с. 7-9). Все они представлены в виде полиэтиленовой ампулы, заполненной угленитом 12ЦБ. Масса ВВ в патроне П12ЦБ-2-300, 350 или 400 г, диаметр 38-39 мм. Отличаются они один от другого конфигурацией донной части. В патронах Б12ЦБ-0 оболочка в донной части имеет кумулятивную выемку, в патронах П12ЦБ-1 торец донной части плоский, в патронах П12ЦБ-2 торец выпуклый, снабженный стыковочным узлом (авт. св. N 1119398). Патроны П12ЦБ-1 и П12ЦБ-2 с верхней части снабжены полиэтиленовой крышкой. Also known are safety cartridges P12TSB-0, P12TSB-1 and P121TSB-2 (collection of scientific papers Reducing injuries during blasting in coal mines. State Makeevka Research Institute for Safety in Mining, Makeevka Donbass, 1985, p. 7 -nine). All of them are presented in the form of a polyethylene ampoule filled with 12CB carbon dioxide. The mass of explosives in the cartridge P12TSB-2-300, 350 or 400 g, diameter 38-39 mm. They differ from one another in the configuration of the bottom. In B12CB-0 cartridges, the shell in the bottom has a cumulative recess, in P12CB-1 cartridges the end of the bottom is flat, in P12CB-2 cartridges the end is convex, equipped with a docking unit (ed. St. N 1119398). Cartridges P12TSB-1 and P12TSB-2 from the top are equipped with a polyethylene cover.

Монозаряд из патронов П12ЦБ-2 формируется из необходимого числа патронов. Каждый патрон соединяется с последующим путем прокалывания отверстия наколкой в крышке и введения в нее стыковочного узла предыдущего патрона или помещения выступов, заполненных в донной части ампулы в "замок", расположенный в крышке предыдущего патрона. Полиэтиленовая оболочка приводит к повышению энергетических показателей ВВ. Эти ПВВ обладают достаточно высокими детонационными свойствами при определении их по стандартной методике взрыванием зарядов из двух патронов. A single charge of ammunition P12TSB-2 is formed from the required number of cartridges. Each cartridge is connected with the subsequent one by piercing the hole with a tack in the lid and inserting the docking unit of the previous cartridge into it or placing protrusions filled in the bottom of the ampoule into a “lock” located in the cover of the previous cartridge. The polyethylene sheath leads to an increase in the energy performance of explosives. These PVV possess sufficiently high detonation properties when determined by the standard method of detonating charges from two cartridges.

Недостатками известных патронов П12ЦБ-2 является:
с увеличением числа патронов в заряде при образовании монозаряда расстояние передачи детонации между патронами снижается. При использовании таких ВВ в шахтах образование между торцами патронов инертных пересылок, толщиной всего 1-2 см, может стать причиной неполной детонации шпуровых зарядов; хотя патрон П12ЦБ-2 в донной части имеет стыковочный узел, исключающий раздвижку патронов в процессе короткозамедленного взрывания, имеющаяся выпуклость в его донной части значительно снижает скорость продуктов взрыва в направлении пассивного патрона. Передача детонации патронов П12ЦБ-1 (7-10)•10^-2 м, П12ЦБ-2 (4-6)•10^-2 м;
Недостатком стыковочного узла является:
непрочное соединение патронов между собой, что отрицательно сказывается в практических условиях заряжания забоя верхних шпуров. Происходит их рассоединение в шнурах: прокалывание наколкой крышки пассивного патрона при ведении взрывных работ в обводненных условиях создает предпосылки к переувлажнению ВВ. Следствие этого отказы, выгорания ВВ.The disadvantages of the known cartridges P12CB-2 are:
with an increase in the number of cartridges in the charge during the formation of a single charge, the detonation transmission distance between the cartridges decreases. When using such explosives in mines, the formation between the ends of the cartridges of inert shipments, with a thickness of only 1-2 cm, can cause incomplete detonation of borehole charges; although the P12TSB-2 cartridge in the bottom has a docking unit that excludes the expansion of the cartridges during short-blasting, the existing bulge in its bottom significantly reduces the speed of the explosion products in the direction of the passive cartridge. Detonation transfer of cartridges P12TSB-1 (7-10) • 10 ^-2 m, P12TSB-2 (4-6) • 10 ^-2 m;
The disadvantage of the docking station is:
weak connection of cartridges with each other, which negatively affects the practical conditions of loading the bottom holes of the upper holes. They are disconnected in cords: piercing the passive cartridge with a cap with piercing when blasting in flooded conditions creates the preconditions for the overmoistening of explosives. The consequence of this failure, burnout.

Наиболее близким техническим решением к изобретению, взятому за прототип, является патрон П12ЦБ-2/2 (ТУ 84-1072-85 Патроны высокопредохранительные в полиэтиленовой оболочке П12ЦБ-2). The closest technical solution to the invention, taken as a prototype, is the cartridge P12TSB-2/2 (TU 84-1072-85 High-safety cartridges in a polyethylene sheath P12TSB-2).

Известный патрон выполнен в виде полиэтиленовой ампулы, заполненной угленитом 12ЦБ. В верхней части ампула имеет цилиндрические гофры для соединения с другим патроном и снабжена полиэтиленовой крышкой. Дно патрона выполнено плоским. Масса ВВ в патроне 300, 350 или 400 г. диаметр 38-39 мм. The known cartridge is made in the form of a polyethylene ampoule filled with carbon dioxide 12CB. In the upper part of the ampoule has cylindrical corrugations for connection with another cartridge and is equipped with a polyethylene cover. The bottom of the cartridge is flat. The mass of explosives in a cartridge of 300, 350 or 400 g. Diameter is 38-39 mm.

Существенным недостатком известного патрона П12ЦБ-2/2, как и патрона П12ЦБ-2, является слабый стыковочный узел: при расположении вертикального монозаряда из двух патронов не исключено их разъединение, что в условиях шахты приводит к образованию между торцами патронов инертных пересылок, приводящих, как правило, к неполной детонации шпуровых зарядов; при осевом вращении двух патронов также возможно их разъединение; слабый изгибающий момент стыковочного узла горизонтально расположенного монозаряда, приводящий к их разъединению в процессе заряжания шпуров и в конечном счете к неполной детонации шпуровых зарядов. A significant drawback of the well-known cartridge P12TSB-2/2, as well as the cartridge P12TSB-2, is the weak docking unit: when the vertical mono charge of the two cartridges is located, their separation is possible, which in the conditions of the mine leads to the formation of inert transfers between the ends of the cartridges, resulting in as a rule, to incomplete detonation of hole charges; with axial rotation of two cartridges, their separation is also possible; the weak bending moment of the docking unit of a horizontally located mono-charge, leading to their separation in the process of loading the holes and ultimately to the incomplete detonation of the hole charges.

Цель изобретения повышение безопасности взрыва шпуровых зарядов в шахтах опасных по газу и пыли за счет обеспечения полной детонации шпуровых зарядов. The purpose of the invention is to increase the safety of the explosion of hole charges in mines hazardous for gas and dust by ensuring the complete detonation of hole charges.

Поставленная цель достигается тем, что в известном патроне, содержащим цилиндрическую полиэтиленовую оболочку с глухим дном, вход которой снабжен крышкой и кольцевыми гофрами для стыкования с другим патроном для образования монозаряда из нескольких патронов, согласно изобретению, данная часть оболочки снабжена, размещенными на цилиндрической поверхности, кольцевыми гофрами, выполненными соответствующими кольцевым гофрам на входе оболочки и цилиндрической проточкой на толщину стенки оболочки, а вход последней до первой гофры снабжен кольцевой обечайкой, внутренний диаметр и длина которой равны соответственно наружному диаметру и длине проточки. This goal is achieved by the fact that in the known cartridge containing a cylindrical polyethylene shell with a blank bottom, the entrance of which is provided with a lid and annular corrugations for docking with another cartridge for the formation of a single charge of several cartridges, according to the invention, this part of the shell is provided, placed on a cylindrical surface, ring corrugations made by the corresponding ring corrugations at the inlet of the shell and a cylindrical groove to the thickness of the wall of the shell, and the entrance of the last to the first corrugation is equipped an annular shell, the inner diameter and length of which are equal, respectively, to the outer diameter and length of the groove.

Другое отличие состоит в том, что длина обечайки принята из соотношения:
l:b:d=1:1:0,5,
где
l длина обечайки до первой гофры;
b расстояние от первой гофры до крышки патрона;
d диаметр патрона.Another difference is that the shell length is taken from the ratio:
l: b: d = 1: 1: 0.5,
Where
l the length of the shell to the first corrugation;
b distance from the first corrugation to the cartridge lid;
d cartridge diameter.

Кроме того, торец патрона выполнен с фаской. In addition, the end face of the cartridge is chamfered.

На фиг. 1 изображен общий вид патрона для промышленных ВВ; на фиг. 2 - узел стыковки двух патронов. In FIG. 1 shows a General view of the cartridge for industrial explosives; in FIG. 2 - node docking two cartridges.

Патрон содержит полиэтиленовую оболочку 1, крышку 2, цилиндрическую проточку 3, кольцевые гофры 4 на входе оболочки и кольцевые гофры 5 на цилиндрической поверхности в донной части оболочки для соединения с другим патроном для образования монозаряда из нескольких патронов. Патрон содержит также цилиндрическую обечайку 6 на входе оболочки и фаску 7 в торце патрона. Прямое назначение обечайки обеспечить герметичность с одной стороны и прочность стыковочного узла двух патронов с другой стороны при условии горизонтального расположения монозаряда от изгибающего момента. The cartridge contains a polyethylene shell 1, a cover 2, a cylindrical groove 3, annular corrugations 4 at the inlet of the shell and annular corrugations 5 on a cylindrical surface in the bottom of the shell for connection with another cartridge for the formation of a single charge of several cartridges. The cartridge also contains a cylindrical shell 6 at the inlet of the shell and a chamfer 7 at the end of the cartridge. The direct purpose of the shell is to ensure tightness on the one hand and the strength of the docking unit of the two cartridges on the other hand, provided that the mono-charge is horizontal from the bending moment.

Стыковка двух нескольких патронов с образованием монозаряда осуществляется следующим образом. The docking of two several cartridges with the formation of a single charge is as follows.

Для стыковки двух патронов необходимо данную часть одного патрона ввести во вход второго патрона, при этом торец последнего должен упереться в крышку 2 первого патрона, а проточка 3 разместиться в цилиндрической обечайке 6, а гофры 5 соединятся с гофрами 4 на входе второго патрона. Прочность и герметичность узла стыковки двух патронов будут обеспечены за счет: конфигурация цилиндрических гофр 5 в данной части одного патрона идентична конфигурации гофр 4 на входе второго патрона; наружный диаметр проточки 3 равен внутреннему диаметру обечайки 5; длина проточки равна длине обечайки 6. For joining two cartridges, it is necessary to introduce this part of one cartridge into the entrance of the second cartridge, while the end of the latter should abut against the cover 2 of the first cartridge, and the groove 3 should be placed in the cylindrical shell 6, and the corrugations 5 will connect with the corrugations 4 at the entrance of the second cartridge. The strength and tightness of the docking unit of the two cartridges will be ensured by: the configuration of the cylindrical corrugations 5 in this part of one cartridge is identical to the configuration of the corrugations 4 at the entrance of the second cartridge; the outer diameter of the groove 3 is equal to the inner diameter of the shell 5; the length of the groove is equal to the length of the shell 6.

Поскольку для изготовления оболочек патронов принят эластичный материал
полиэтилен, прочность и герметичность стыковки двух патронов будут обеспечены. Торец патрона выполнен с фаской 7 для удобства соединения двух патронов.As for the manufacture of shell casings adopted elastic material
polyethylene, durability and tightness of joining of two cartridges will be provided. The end face of the cartridge is made with chamfer 7 for the convenience of connecting two cartridges.

Преимущества предлагаемого патрона для промышленных ВВ заключается в следующем. The advantages of the proposed cartridge for industrial explosives is as follows.

1. Вертикальная неразъединимость монозаряда из двух патронов при приложении силы в 30 Н (3,0 кг). 1. The vertical inseparability of a single charge of two cartridges with a force of 30 N (3.0 kg).

2. Надежное соединение двух патронов при горизонтальном расположении монозаряда при величине усилия изгибающего момента не менее 2,50 Нм (0,25 кгм) в направлении приложенной силы под углом 90^o к горизонтальной оси соединенных патронов монозаряда.2. Reliable connection of two cartridges with a horizontal mono-charge with a bending moment force of at least 2.50 Nm (0.25 kgm) in the direction of the applied force at an angle of 90 ^o to the horizontal axis of the connected mono-charge cartridges.

3. Неразъединимость стыковочного узла монозаряда при вращении вокруг оси одного из патронов. 3. Inseparability of the mono-charge docking unit during rotation around the axis of one of the cartridges.

4. Неразъединимость патронов в процессе короткозамедленного взрывания. 4. Inseparability of cartridges in the process of short-delayed blasting.

5. Герметичность стыковочного узла что делает его применимым при взрывных работах в сильноувлажненных горных выработках. 5. The tightness of the docking unit makes it applicable for blasting in highly humid mines.

Claims (2)

1. Патрон для промышленных ВВ, содержащий цилиндрическую полиэтиленовую оболочку с глухим дном и крышкой на входе, с проточкой в донной части и обечайкой на входе оболочки, отличающийся тем, что на оболочке выполнены соответствующие друг другу гофры, расположенные на проточке и обечайке, при этом отношение длины обечайки к расстоянию от первого гофра до крышки патрона и к диаметру последнего выполнено равным соответственно 1 1 0,5. 1. A cartridge for industrial explosives, containing a cylindrical polyethylene shell with a blind bottom and a cover at the entrance, with a groove in the bottom and a shell at the entrance to the shell, characterized in that the shell is made of corrugations corresponding to each other located on the groove and the shell, the ratio of the shell length to the distance from the first corrugation to the cartridge cover and to the diameter of the latter is made equal to 1 1 0.5, respectively. 2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что на торце оболочки в донной части выполнена фаска. 2. The cartridge according to claim 1, characterized in that a chamfer is made at the end of the shell in the bottom.

Images