CC BY
117
© В.Г. Аолух, Н.В. Сенько, А.В. Старшинов, А.М. Черниловский, В.В. Анлреев, 2002
YAK 622.235:622.013:65.012.23
В.Г. Аолух, Н.В. Сенько, А.В. Старшинов,
А.М. Черниловский, В.В. Анлреев
СОВРЕМЕННЫЕ РОССИЙСКИЕ СРЕАСТВА ВЗРЫВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗВИТИЯ
В настоящее время в России активно разрабатываются новые технические решения, направленные на устранение существующего, по сравнению с мировой практикой, отклонения в структуре потребления взрывчатых материалов (ВМ) промышленного назначения.
Например, в США основную долю (до 90 %) от общего объема применяемых взрывчатых веществ (ВВ) составляют смесевые ВВ, изготавливаемые из невзрывчатых компонентов, в основном в непосредственной близости от места применения. В России этот показатель в 1999 г. составил около 43 %. Особенность структуры средств инициирования (СИ) и средств взрывания (СВ) российского производства характеризовалась до последнего времени отсутствием детонирующих шнуров (ДШ) с малой (менее 12 г/м) навеской ВВ, неэлектрических систем инициирования (НЭСИ) типа «Нонель», шашек-детонаторов из пентолита и некоторых других.
Наиболее значимые за последние 3-4 года изменения наблюдаются в структуре СИ и СВ, освоенных в промышленных масштабах на заводах-изгото-вителях ВМ в России.
Разработана и широко внедряется на горных предприятиях России, Монголии, Казахстана и других стран СНГ система неэлектрического инициирования СИНВ (изготовитель — Новосибирский механический завод «Искра», разрешение ГГТН РФ на применение № 04-35/339 от
15.08.97 г. и № 04/-35/481 от
28.07.98 г.).
Сравнительные технико-
эксплуатационные параметры СИНВ и «Нонель» (фирма «Бупо
Nobel») приведены в табл. 1 и 2, из которых видно, что основные параметры сравниваемых систем достаточно близки. Система «Нонель», по сравнению с СИНВ, обеспечивает несколько большую точность замедлений, ударноволновая трубка (УВТ) в этой системе имеет несколько меньший диаметр и меньшую жесткость, что облегчает монтаж взрывных сетей. В то же время УВТ СИНВ имеют большую прочность, а капсюль-детонатор устройств СИНВ-С и СИНВ-Ш — большую мощность.
Опыт практического применения в одинаковых условиях систем СИНВ и «Нонель» показал, что они обеспечивают примерно одинаковое качество взрывных
работ. Потребители отмечают
большее удобство монтажа
взрывных сетей с использованием поверхностных устройств «SL», однако при этом надежность соединений более низкая. Отмечались случаи самопроизвольного разъединения устройств «SL» и инициируемых УВТ.
Стоимость системы СИНВ существенно ниже, чем системы «Нонель». Комплект из двух
скважинных устройств и одного поверхностного системы СИНВ для скважины глубиной 18 м при сетке скважин 6х6 стоит 90 руб. Такой же комплект системы «Нонель» обходится в 250 руб. (по данным ОАО «Аппатит»).
Отечественным аналогом системы СИНВ является система «Эдилин», разработанная Муромским приборостроительным заводом (МПЗ) и допущенная к постоянному применению Госгортехнадзором РФ решением № 0810/404 от27.о5.99. Сисиема
«Эдилин» предназначена для ведения взрывных работ только на
земной поверхности. Она содержит поверхностные инициирующие устройства с замедлением (по терминологии МПЗ — поверхностные детонаторы) ДБИ2 со временем замедления от0 до 70 мс (5 серий) и скважинные инициирующие устройства с замедлением (по терминологии МПЗ — скважинные детонаторы) ДБИ1 с замедлением 475 и 500 мс.
Технико-эксплуатационные параметры системы «Эдилин» не в полной мере раскрыты в эксплуатационной документации,
направляемой потребителям.
Опыт практического применения системы «Эдилин» пока, по сути, ограничен Качканарским горнообогатительным комбинатом. Поэтому детальное сравнение систем СИНВ и «Эдилин» в настоящее время не представляется возможным.
На основе УВТ и КД системы СИНВ создано пиротехническое реле РП-Д (допуск ГГТН РФ к постоянному применению № 0810/264 от 12.04.2000 г.), имеющее шесть серий замедлений: 20, 30, 45, 60, 100 мс.
На НМЗ «Искра» и МПЗ освоено производство детонирующих шнуров с уменьшенной навеской ВВ (до 6 г/м): ДШН-6, ДШН-8, ДШН-10 (допуск № 08-10/32 от
15.01.99 г.) и ДШЭ-6ПВД, ДШЭ-9ПВД (допуск № 08-10/692 от
28.09.99 г.).
Широкое освоение в промышленности новых типов ВВ (горя-чельющихся, эмульсионных, гранулированных и др. с пониженной чувствительностью) и новых систем инициирования, включая НЭСИ и ДШ с малой навеской ВВ, привело к ужесточению требований к промежуточным детонаторам (ПД) для обеспечения надежного и безотказного взрывания. При этом уровень требований к шашкам-детонаторам возрос как с позиций надежности возбуждения детонации в самой шашке от первичных СИ с уменьшенным инициирующим импульсом (например, система «Нонель» или ДШ с малой навеской) и в условиях отрицательного воздействия внешней среды (флег-матизирующее действие воды, неблагоприятное влияние
Таблица 1
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ СИНВ (УСТРОЙСТВА СИНВ-П, СИНВ-С) И СИСТЕМЫ гНОНЕЛЬ ЮНИЛЕТ» (УСТРОЙСТВА Ж», *и»)
№п/п Наименование параметра Значение параметра
Система СИНВ Система Нонель
1. Количество серий замедления поверхностных устройств 8 6
2. Времена замедления поверхностных устройств, мс 20, 30, 45, 60, 80, 100, 150, 200 17, 25, 42, 67, 109, 176
3. Количество серий замедления скважинных устройств 11 4
4. Времена замедления скважинных устройств, мс 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 400, 425, 450, 500
5. Длина УВТ Любая Любая
6. Прочность УВТ на разрыв, Н 300 250
7. Прочность соединения УВТ с КД, Н 80-120 40
8. Термостойкость скважинных устройств, С0 85 80
9. Стойкость к гидростатическому давлению скважинных устройств: давление, Мпа время, сут. 1,2 14 ,3
10. Агрессивостойкость скважинных устройств Стойки к воздействию дизельного топлива и водной среды с рН от 4 до 9 Стойки к воздействию дизельного топлива и водной среды рН от 4 до 9
11. Количество УВТ, инициируемых от поверхностного устройства 8 5
12. Наличие инициирующих взрывчатых веществ в скважинных устройствах отсутствуют отсутствуют
13. Масса основного заряда КД скважинных устройств 1,5 0,8
14. Наличие инициирующих взрывчатых веществ в поверхностных устройствах отсутствуют имеются
15. Масса основного заряда в КД поверхностных устройств, г 0,5 0,3
16. Стойкость элементов систем к скользящему под углом 300 удару стального ударника, Дж 500 500
17. Гарантийный срок хранения, лет 3 2
повышенной температуры заряда ВВ), так и с позиций обеспечения необходимого по мощности и длительности воздействия
взрывного (ударно-волнового) импульса для возбуждения взрыва ВВ с малой чувствительно -стью.
Достаточно представительная подборка материалов по вопросам инициирования зарядов новых промышленных ВВ приведена в «Горном журнале» №11-12 за 1996 г. Проблему надежности инициирования ПД и зарядов ВВ с их помощью в последних разработках предлагается решать различными способами:
* изменением типа ВВ и
способа формирования ПД [1, 2,
* изменением геометри-
ческих размеров и формы ПД [4] и т.д.
При этом создано большое количество различных ПД [5], из которых уже более 10 допущено к постоянному применению (см. «Перечень ВМ, допущенных к постоянному применению» 1997 г. и дополнение к нему за 2000 г.). Еще большее количество ПД находится в стадии разработки и испытаний, среди них имеются достаточно не простые и не бесспорные предложения, особенно на базе ВВ, получаемых при рас-снаряжении боеприпасов [6, 7].
Отмеченные выше и другие ПД отечественной разработки уже выполняются с учетом применения новых СИ, включая НЭСИ, но все же отличаются от наиболее распространенных ана-
логов зарубежных фирм по конструкции каналов в шашке, материалу оболочки и, самое главное, по типу ВВ [8].
Сопоставление ПД по детонационным характеристикам ВВ (скорость детонации, давление детонации), приводимое в справочных таблицах справедливо при условии, когда взрывчатое превращение ПД происходит действительно в режиме детонации, характерном для данного типа ВВ и определенных размеров заряда: диаметра, базы (способа) измерения скорости детонации и положения этой базы относительно точки инициирования. В условиях реальных ПД, когда размеры их ограничены, а точка инициирования, особенно в случае обвязки ПД детонирующим шнуром, является неопределен-
Таблица 2
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ СИНВ (УСТРОЙСТВА СИНВ-Ш) И СИСТЕМ 'НОНЕЛЬ МС>, НОНЕЛЬ *1.Рг
№ п/п Наименование Значение параметра
параметра Система СИНВ Система Нонель МС Система Нонель ^
1. Количество серий замедления 30 18 25
2. Время замедления устройств, мс 0,20, 40, 60, 80, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, ,275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500 25, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1110, 1235, 1400, 1600, 1800, 2075, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 5500, 6000
3. Длина УВТ любая любая любая
4. Прочность УВТ на разрыв, Н 300 250 250
5. Прочность соединения УВТ с КД, Н 80 40 40
6. Количество УВТ, инициируемых в связке от ДШ 15 20 20
7. Наличие инициирующих взрывчатых веществ отсутствуют отсутствуют отсутствуют
8. Масса основного заряда КД, г 1,5 0,8 0,8
9. Стойкость элементов систем к скользящему под углом 300 удару стального ударника, Дж 500 500 500
10. Гарантийный срок хранения, лет 3 2 2
ной, расчетный режим детонации может не достигаться, а процесс превращения ВВ может осуществляться в переходном режиме. Можно предположить, что подобная ситуация наиболее вероятна для ВВ в виде литого тротила и смесевых систем конверсионного происхождения (балли-ститных и смесевых ракетных топлив). Соответственно давление в волне, выходящей на границу раздела ПД-ВВ скважинного заряда, может оказаться меньше расчетного, а инициирующая способность ПД недостаточной. При этом распределение давлений в пространстве из-за неопределенности точки инициирования ПД будет иметь случайный характер, и однообразие условий инициирования должно обеспечиваться заданием определенного положения ПД в скважине. Кстати, фактор положения ПД в скважине наглядно проявляется при применении ПД специальной формы [4], а влияние размеров ПД и точки его инициирования на возбуждение взрыва основного заряда во взрывной полости имеет качест-
венное и количественное описание [8].
В мировой практике наибольшее распространение имеют шашки- детонаторы из пентолита (смесь ТЭНа и ТНТ в соотношении приблизительно 1:1) с одним или двумя каналами диаметром порядка 8 мм для ДШ и гнездом под капсюль детонатора (описание некоторых зарубежных ПД приведено в другой статье в материалах настоящей конференции). Такая конструкция определяет наибольшую вероятность возбуждения взрыва ПД в точке, близкой к оси или центру ПД, и дальнейшего распространения взрывной волны к периферии на приблизительно одинаковые расстояния. Высокая эффективность использования пентолита может быть объяснена повышенной восприимчивостью его к инициирующему импульсу первичных СИ (ЭД, КД, ДШ, НЭСИ) и малой величиной участков перехода взрыва в стационарный детонационный режим.
За последние два года в России созданы и допущены к постоянному применению два типо-
ряда шашек-детонаторов из пентолита в полимерном корпусе: ПДП-300, ПДП-400, ПДП-600 по ТУ 7276-002-07510000-99 (решение ГГТН России о допуске № 08-10/936 от 28.12.99 г.) и ПТП-500, ПТП-750, ПТП-300 по ТУ 7288-036-07511608-2000 (решение ГГТН России о допуске № 08-10/738 и № 08-10/740 от 15.09.2000 г.). Оба типа шашек близки по конструкции и отлиты в цельные пластмассовые корпуса со скруглениями торцевых кромок. В шашках имеется сквозной канал диаметром 15-16 мм и гнездо под КД диаметром 8 мм, расположенные между собой по диаметральной плоскости на расстоянии 27 мм по осям. Большой диаметр сквозного отверстия в шашках выбран по аналогии с традиционными шашками из тротила и других ВВ для обеспечения обвязки шашки детонирующим шнуром в несколько витков, что для ВВ этих шашек (пентолит 50/50) не является обязательным.
Уже в ходе промышленного применения описанных новых СИ
и СВ (СИНВ, «Эдилин», пентоли-товые шашки) ведется их постоянное улучшение и совершенствование в части оптимизации технологических режимов изготовления, стабилизации целевых и эксплуатационных параметров, улучшения свойств, обеспечивающих удобство обращения, совершенствование окраски, мар-
кировки и др. с целью повышения их применимости, конкурентоспособности и возможности развития поставок на экспорт.
Наиболее перспективными в развитии СИ и СВ являются разработки электронного детонатора с высокой степенью задания точности срабатывания и расширение параметрического
ряда шашек из пентолита с массой от 25 г до 2 кг, предназначенных для инициирования скважинных и шпуровых зарядов различных ВВ, а также для сейсмических работ. Необходимость и актуальность таких разработок подтверждается заявками внутренних и зарубежных предприятий-потребителей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Назаров Н.А. Разработка и внедрение новых средств взрывания и зарядов ВВ. Горный журнал, №11-12, 1996 г., с. 56-57.
2. Глинский В.П., Мардасов О.Ф, Мацеевич Б.В, Шалы-гин Н.К, Мохова Н.В. Опыт применения промышленных шашек-детонаторов. Горный журнал, № 2, 2000. - С. 46-47.
3. Ильин В.П., Гороховцев А.Г, Кулакевич Я.С, Марья-син В.А. Новые современные шашки-детонаторы для скважинного взрывания В сб.: «Взрывное дело-99» М.: Изд. МГГУ. 1999. - С. 201-204.
4. Денисов С.Е., Кравчук И.Л.. Использование кумулятивного эффекта для увеличения эффективности детонации скважинных зарядов .«Уголь», № 1, 1997. - С. 51-52.
5. Феодоритов М.И. Разработка промежуточных детонаторов с использованием утилизированных ВВ. В сб.: мате-
риалы IV Международной научно-технической конференции по утилизации боеприпасов, Красноармейск, КНИИМ, 2000.
6. Петровский ИЯ, Антонов Ф.Ф, Галкин В.В. Боевик универсального назначения типа ББТ на основе конверсионных материалов. В сб: «Взрывное дело 91/48» М.: Изд. МГГУ, 1998. - С. 103-107.
7. Харитонов Н.Н, Ерушев А.Н. Комплексная утилизация боеприпасов и производство промышленных взрывчатых веществ на основе конверсионных материалов на государственном унитарном предприятии «Завод пластмасс». В сб.: «Взравное дело-99» М.: Изд. МГГУ, 1999. - С. 153-162.
8. Stig O. Olaffson. Applied explosives tehnology for constriction and mining. Sweden, ARLA, 1991.
KOPOTKO OБ ABTOPAX -----------------------------------------------------------
Додух B-Г, Сєнько H.B, Старшинов A.B, Черниловский A.fA.— ФГУП, «Роспромвзрыв». Aндрєєв B.B. — ГУП НМЗ, «Искра».
© Ж Жамьяи, B-Г. Aosyx,
H.B. Сеиьт, A.B. Cтаpшииoв,
A.M. Чepиилoвcкий, B.fi Фалеев., 2002
YAK 622.235:662.21
Ж. Жамьяи, BS. AoAyx, H.B. Сеиьko,
A.B. Cтаpшииoв, A.M. Чepиилoвcкий, B.fi Фалеев
OCOБEHHOCTИ CTPYKTYPЫ BM,
ПPИMEHЯEMЫX HA mPHhlX ^EA^^r^X PO-СИИ, CTPAH ШГ И MOHГOЛИИ
аспад единой системы хозяйствования определил различия в формировании структуры
взрывчатых материалов (ВМ), потребляемых в промышленности России, стран СНГ (Казахстан, Киргизстан, Узбекистан), а так-
Р Монголии. Эти различия обу-лены отсутствием заводов-
изготовителей ВВ в названных странах, кроме России, и активным продвижением продукции иностранных (не российских) фирм на рынке стран СНГ и Монголии, обладающих богатыми запасами природных минеральных ресурсов.
В традиционно сложившейся структуре ВМ России, сориентированной на преимущественное использование тротилсодержащих ВВ, только в последние 5 лет получила активное развитие тенденция на расширение объемов применения ВВ, изготавливаемых на местах применения из невзрывчатых компонентов, и новых средств взрывания (СВ). Анализ одного из направлений развития СВ в России представлен в материалах настоящей конференции.
В Монголии на крупнейшем горнодобывающем предприятии «Эрдэнэт» создано производство эмульсионных ВВ, технология и оборудование которого закуплены в Китае [1]. В итоге на этом предприятии доля ВВ, изготовляемых на месте, доведена до 90-95 % от общего объема по-
