Применение кумулятивных зарядов с плоской симметрией для разрушения горных пород и проходки горных выработок Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

---------------------------------------- © В.Н. Анисимов, А.Е. Франтов,

2006

УДК .622.235.4002.2

Статья 1

В.Н. Анисимов, А.Е. Франтов

ПРИМЕНЕНИЕ КУМУЛЯТИВНЫХ ЗАРЯДОВ С ПЛОСКОЙ СИММЕТРИЕЙ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Семинар № 3

~П практике горных работ исполь-

X# зуются различные типы кумулятивных зарядов:

• осесимметричные кумулятивные заряды [1];

• кумулятивные заряды использующие принцип «ударного ядра» [2].

Существует еще один тип кумулятивных зарядов: удлиненные кумулятивные заряды (УКЗ) с плоской симметрией. Заряды могут быть корпусными или бес-корпусными. Материалом для корпуса служит медь или малоуглеродистая сталь, облицовка кумулятивной выемки производится также с использованием металлополимеров. В качестве ВВ используются пластичные композиции на

основе гексогена, порошкообразные ВВ, ли-тьевые смеси ТГ и баллиститные пороха. Возможные поперечные сечения корпусных зарядов показаны на рис. 1.

При срабатывании зарядов процесс формирования кумулятивной струи состоит из двух этапов. На первом происходит схлопывание кумулятивной облицовки, а на втором - образование плоской кумулятивной струи («ножа»), которая бежит вдоль заряда. Скорость движения кумулятивной струи в плоскости симметрии составляет 2,5-3 км/с. Эффективность действия УКЗ определяется качеством схлопывания облицовки, которая в первую очередь зависит от симметричности инициирования.

ь

Рис. 1. Характерные сечения удлиненных кумулятивных зарядов: а, б, в - клиновидная облицовка; г полуцилиндрическая облицовка; 1 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - металлическая облицовка; 4 - преграда

Таблица 1

Характеристики зарядов ЗКЛБ, применяемых для дробления негабарита

Характеристика Тип заряда

ЗКЛБ-30 ЗКЛБ-50 ЗКЛБ-60

Масса без облицовки, г/м 810±4 5 1827±80 2630±100

Масса с облицовкой, г/м 1117±50 2861±90 3860±110

Толщина пробиваемой преграды (сталь 20), мм 20-22 33-36 40-43

Таблица 2

Характеристики зарядов ЗКЛБ, применяемых для проходки горных выработок

Характеристика Тип заряда

ЗКЛБ-10 ЗКЛБ-15 ЗКЛБ-20

Масса без облицовки, г/м 74±10 190±20 358±30

Масса с облицовкой, г/м 108±15 268±20 495±30

Толщина пробиваемой преграды (сталь 20), мм 6-7 9-11 13-15

Рис. 2. Схемы инициирования зарядов ЗКЛБ

В данной работе рассматриваются заряды на основе баллиститных порохов, имеющие следующие характеристики (табл. 1).

На рис. 2 показаны варианты инициирования зарядов УКЗ типа ЗКБЛ.

Отрабатывались различные схемы инициирования с использованием, в основном, детонирующего шнура ДТТТЭ-12, а также патронированного аммонита 6 ЖВ. Полное срабатывание зарядов ЗКЛБ достигается при

"ГирлвнЗа " 3KJ15-S0, ЗКЛБ-SO

Рис. З. Схемы установки зарядов ЗКЛБ

инициировании от 3-х ниток ДТТТЭ-12 осуществляемых внакрутку, 2-х ниток ДШЭ-12 продетых через осевое отверстие, от патронов аммонита 6ЖВ, скального аммонита. Проведена проверка передачи детонации от заряда к заряду при различном взаимном распо-

а)

Рис. 4. Разрушение негабаритных кусков зарядами

сти, под углом, при передаче детонации от заряда к заряду на расстояние 30-60 мм. Во всех случаях получено полное срабатывание зарядов.

Заряды ЗКЛБ 30, ЗКЛБ-50 и ЗКЛБ-60 использовались для дробления негабаритных кусков следующих типов горных

б)

ЗКЛБ: а) - до взрыва, б)- после взрыва

ложении: в торец, по боковой поверхно- пород: куммингтонито-магнетитовых

кварцитов, окварцованных магнетито-вых кварцитов, щелочно-

амфиболитовых кварцитов, талько-

магнетитовых кварцитов и окисленных кварцитов. Объем негабаритных кусков изменялся от 2 до 13 м3. Заряды на поверхности негабаритных кусков располагались в зависимости от направления слоистости: вкрест, перпендикулярно и параллельно слоистости. Схемы установки и конструкции применяемых зарядов показаны на рис. 3.

Как показали измерения после взрывов, негабаритные куски горных пород были раздроблены на отдельности с наибольшим линейным размером менее 1 м. Наиболее эффективное дробление при действии зарядов ЗКЛБ наблюдается при их расположении вкрест слоистости. При удельном расходе зарядов ЗКЛБ 0,2-0,3

1. Ладов С.В., Кобылкин И.Ф. Использование кумулятивных зарядов во взрывных технологиях: Учебное пособие.- М.: Изд-во МГТУ, 1995. - 47с.

2. Желуницын Ю.П., Калашников В.В., Иванов А.В., Драчев С.В. Конверсионное ис-

кг/м3 наблюдается трещинное разрушение без разлета осколков. На рис .4 показаны некоторые фрагменты разрушения негабаритных кусков.

Расход зарядов ЗКЛБ при проведении испытаний составил 0,2-0,9 кг/м3, что в несколько раз ниже, чем при применении штатных взрывчатых веществ.

Перспективным направлением использования зарядов ЗКЛБ является применение их в качестве шпуровых зарядов при проведении горных выработок. в том числе выработок специального назначения в щадящем режиме Для этих целей могут быть использованы заряды следующих типов (табл. 2). Подобные заряды могут быть применены во врубовых и оконтуривающих шпурах, с отработкой параметров в производственных условиях.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

пользование принципа «ударного ядра». Сб. докл. II Всероссийский научно-технической конференции «Утилизация-96». Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов. - М.: ЦНИИНТИКПК, 1997. С.87-89.

— Коротко об авторах --------------------------------------

Анисимов В.Н. - Московский государственный горный университет. Франтов А.Е. - ИПКОН РАН.

-А