CC BY
57
© И.Ю. Маслов, В.В. Пупков, В.Е. Фоменкова, Ф.Б. Кампель, В.П. Коробов, Б.В. Славский,
М.Б. Тогунов, Ю.А. Шитов, А.В. Лубских,
В.С. Котяшов, С.М. Лебелев, В.А. Фелосее, 2003
"ЛК 662.215.2
И.Ю. Маслов, В.В. Пупков, В.Е. Фоменкова,
Ф.Б. Кампель, В.П. Коробов, Б.В. Славский,
М.Б. Тогунов, Ю.А. Шитов, А.В. Лубских,
В.С. Котяшов, С.М. Лебелев, В.А. Фелосеев
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЗРЫВНОЙ ПОЛГОТОВКИ ГОРНОЙ МАССЫ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛЕТОНАТОРОВ С ОПТИМАЛЬНЫМИ ГАБАРИТНЫМИ РАЗМЕРАМИ ПРИ ИНИЦИИРОВАНИИ СКВАЖИННЫХ ЗАРЯЛОВ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВВ
При проведении полигонных испытаний эмулитов «ВЭТ» (ОАО «Ковдорский ГОК») и гранэмита И-30 (ОАО «Качканарский ГОК «Ванадий») были плучены результаты, свидетельствующие о влиянии габаритов промежуточного детонатора (при постоянной массе) на скорость детонации зарядов эмульсионных взрывчатых веществ.
Регистрация скорости детонации зарядов проводилась аппаратурой «VODMate» фирмы «І^а^еі» (Канада). Указанная аппаратура обеспечивает современный вариант реостатного метода [1, 2].
Краткое описание метода измерений
Комплект оборудования состоит из двух частей: датчик для измерения скорости (в дальнейшем именуется «проводник-датчик» или просто «датчик») и блок регистрирующей аппаратуры “І^а^еі” (“VODMate”).
Проводник-датчик представляет собой собственно одножильный кабель с внешним диаметром 3 мм. Центральная жила -это проволока из материала с большим удельным сопротивлением ( в нашем случае - константан) диаметром 0,2-0,3 мм. Она окружена полимерным покрытием (внутренняя изоляция), которое, в свою очередь, - оплеткой из тонкой стальной проволоки. От внешних воздействий (в ос-
новном, влаги) стальная оплетка защищена тонкой полимерной пленкой (внешняя изоляция). Кабель также поставляется «1г^а^е1» в катушках по 300 м. Сопротивление «проводника-датчика» 8,435 Ом X м.
Перед опытом, от катушки отрезается кусок соответствующей длины (на практике -1,5 длины заряда, но длиной не более 300 м - ограничение по техническим характеристикам прибора), с одного конца оплетка и жила замыкаются и датчик опускается в скважину на всю ее длину (либо вставляется в оболочку заряда, если опыты проводятся на открытой поверхности). С другого конца оплетка и жила присоединяются к коаксиальному кабелю типа «РК-50-2-13», а последний - к блоку « Instante1». После подрыва заряда детонационная волна проходит вдоль «проводника-датчика» и замыкает оплетку на жилу (по видимому, продуктами детонации в зоне реакции - обладающими высокой электропроводностью [3]). Длина датчика уменьшается, уменьшается и его сопротивление. Блок “Instante1” непрерывно измеряет величину сопротивления электрической цепи проводника-датчика и записывает ее во встроенную память. Запись начинается автоматически, после изменения сопротивления цепи на 1% от первоначального зна-
чения. Продолжительность записи устанавливается предварительно, с дискретностью 0,001 с, ручной настройкой (исходя из длины испытуемого заряда и ожидаемой скорости детонации) но по техническим характеристикам прибора не может превышать 2 с. Блок “Instante1” записывает каждое событие (взрыв одного заряда) в виде цифрового файла-таблицы «время-величина сопротивления» с возможностью последующей расшифровки на персональном компьютере (ПК) и распечатки полученных результатов в виде диаграммы «длина заряда - время», с автоматическим вычислением тангенса угла наклона полученной линии (а также различных участков этой линии), т.е. скорости детонации Б. Программное обеспечение, устанавливаемое на ПК, входит в комплект поставки и позволяет работать в операционных системах МБ БОБ, Windows'98 и выше. Согласно паспортным данным комплекта “Instante1” точность определения Б составляет 3% и лимитируется точностью изготовления датчика.
Экспериментальная часть
Определялась скорость детонации цилиндрических зарядов:
• эмулита ВЭТ-700 диаметром 240 мм и длиной 1115 мм («5 калибров - (К)).
• Гранэмита И-30 диаметром 160 мм и длиной 1000 мм («6 калибров - (К)).
Подрыв зарядов осуществлялся различными промежуточными детонаторами:
• эмулит ВЭТ-700 : шашкой ТГФ-850Э; шашкой Т-1000Л и цилиндрическими зарядами аммонита 6ЖВ каждый массой по 1 кг, но разного диаметра: от 240 мм (при длине 25 мм) до 54 мм (при длине 480 мм). Промежуточные детонаторы инициировались капсюлем-детонатором не электрической системы «Но-нель» С-475.
• Гранэмит И-30: шашкой БШД-800У и цилиндрическими зарядами аммонита 6ЖВ каждый массой по 1 кг, но разного диаметра: от 240 мм (при длине
• «Эмулит ВЭТ-700».
№ п/п Тип промежуточного детонатора Диаметр промежуточного детонатора, мм Длина промежуточного детонатора, мм Скорость детонации, м/с
1. ТГФ-850Э 79 115 4648
2. Т-1000Л 68 185 3824
3. Аммонит 6ЖВ 240 25 4830
4. - « - 110 120 5089
5. - « - 77 240 5121
6. - « - 54 480 5206
• «Гранэмит И-30»
№ п/п Габариты ПД из 0,5кг аммонита 6ЖВ Скорость детонации гранэмита И-30 (м/с), при плотности :
1,336 г/см3 (добавка ГГД - максимально возможная и0,6%масс.)
1. Д=145мм, Н=40мм. Отказ
2. Д=94мм, Н=80мм. 1058, признаки отказа
3. Д=66мм, Н=160мм. 3314
4. Д=54мм, Н=240мм. Не испытывался
5. Д=47мм, Н=320мм. 3442
5300 л
5200
5100
5000
4900
4800
ф Инициирование зарядов эмулита "ВЭТ-700" промежуточными
детонаторами из аммонита 6ЖВ ^^^•уравнение аппроксимирующей кривой
Рис. 1. Зависимость скорости детонации эмулита «ВЭТ-700» в открытых зарядах диаметра 240мм от длины промежуточного детонатора из аммонита 6ЖВ массой 1кг (выраженной в калибрах -отношение длины ПД к диаметру заряда)
□ Скорость детонации открытых зарядов эмулита ВЭТ-700 от ПД различных типов
5500
5000
4500
4000
3500
3000
ш
ТГФ-
850Э
6ЖВ
0,1К
6ЖВ
1,0К
6ЖВ
2,0К
Рис. 2. Экспериментальные зависимости скорости детонации открытых зарядов эмулита ВЭТ-700 диаметра 240 мм от промежуточных детонаторов различных типов
25 мм) до 54 мм (при длине 480 мм).
Промежуточные детонаторы инициировались капсюлем-детонатором КД-8.
В качестве оболочки, во всех случаях, служили гильзы из листа картона толщиной 1 мм, которые навивались на цилиндрические шаблоны (соответствующего диаметра) в три оборота.
После навивки, гильза снаружи фиксировалась лентой «скотч», шаблон вынимался и к внутренней поверхности гильзы по образующей приклеивался проводник-датчик. Далее один торец гильзы заполнялся монтажной пеной «Макрофлекс», которая после затвердевания служила дном оболочки. Затем в оболочку заливалось ЭВВ с введенной газогенерирующей добавкой и после завершения газообразования (примерно 30 мин) устанавливался инициирующий узел (промежуточный детонатор) и производился подрыв.
Полученные результаты приведены в таблицах.
Скорость детонации заряда Д = 160 мм гранэмита И-30 ниции-руемого шашкой-детонатором БШД-800У составила: 3027-2600 м/с (по длине заряда).
Исследовалось влияние длины промежуточного детонатора на скорость детонации заряда (длина ПД из аммонита выбиралась кратно диаметру заряда).
Графически, наиболее результаты экспериментов с эму-литом ВЭТ-700 представлены на рис. 1 и рис. 2.
Анализ результатом полученных с гранэмитом «И-30» свидетельствует о наличии аналогичной закономерности изменения скорости детонации от длины промежуточного детонатора при постоянном диаметре заряда ЭВВ.
Выводы:
1. Целью эксперимента было показать влияние габаритов ПД, при его постоянной массе, на скорость детонации зарядов.
2. Очевидно вырисовывается логрифмическая зависимость скорости детонации заряда от длины ПД. Кривая вы-полаживается при длине ПД более 1,5К. Задача об оптимальной длине ПД подробно рассмотрена в [4] и наши результаты являются тому только подтверждением.
3. Экспериментально доказана возможность регулирования скорости детонации зарядов эмульсионных взрывчатых веществ изменением только габаритов промежуточного детонатора (при постоянной мессе ПД).
«НЕДЕЛЯ Г0РНЯКА-2003» СЕМИНАР № 8
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гальперин Л.Н, Шведов К.К. Метод и установка для исследования переходных детонационных процессов. Ж. физ. Химии,1963.т.37, №5, - С. 1182-1186.
2. Галаджий Ф.М., Зенин В.Н, Вайнштейн Б.И. Совершенствование способов измерения скорости детонации // Взрывное дело, № 52/9. - М.: Госгортехиздат, 1963, - С. 108-114.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------------------------
Маслов Илья Юрьевич, Пупков Владимир Васильевич, Фоменкова Вера Евгеньевна — ООО “Промтехвзрыв”, Москва.
Кампель Феликс Борисович, Коробов Владимир Павлович, Славский Борис Васильевич, Тогунов Михаил Борисович, Шитов Юрий Аркадьевич — ОАО «Ковдорский горнообогатительный комбинат», г. Ковдор.
Дубских Александр Валентинович, Котяшов Владимир Станиславович, Лебедев Сергей Михайлович, Федосеев В.А. - ОАО «Качканарский горнообогатительный комбинат «Ванадий», г. Качканар.
получают Б]. Если же известен критический диаметр детонации d = dcr, то определяют и минимальную критическую скорость детонации Бсг [1]. Существует достаточное количество методов определения величины Б , подробно описанных в научно-технической литературе [2,3]. Однако, часто необходимо измерить величину Б непосредственно в скважине по всей длине колонки заряда (при поиске оптимальной плотности заряжания, для определения инициирующей способности промежуточного детонатора, наличия переходных режимов или малой скорости детонации и др.), когда метод ионизационных датчиков и оптические методы не пригодны. Для этой цели был разработан реостатный метод [4, 5].
Измерение скорости детонации реостатным методом основано на принципе работы реостата: изменение сопротивления измерительной цепи осуществляется движущимся вдоль реостатного датчика фронтом детонационной волны. Обычно, реостатный датчик представляет собой медный стержень с намотанной на него спиралью из тонкого провода в лаковой изоляции с высоким удельным сопротивлением (нихром, константан и др.). Как правило, датчик устанавливается по оси заряда, чтобы избежать влияния краевых эффектов.
© И.Ю. Маслов, В.В. Пупков, Ф.Б. Кампель, Б.В. Славский, М.Б. Тогунов, А.В. Лубских, В.С. Котяшов, С.М. Лебелев, 2003
УЛК 662.215.2
И.Ю. Маслов, В.В. Пупков, Ф.Б. Кампель,
Б.В. Славский, М.Б. Тогунов, А.В. Лубских,
В.С. Котяшов, С.М. Лебелев
ОПРЕЛЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ЛЕТОНАЦИИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ НОВЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВВ С ЦЕЛЬЮ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯЖАНИЯ ПРИ ВЗРЫВОПОЛГОТОВКЕ ЖЕЛЕЗНЫХ РУЛ
Скорость детонации (Б) является важнейшей характеристикой для всех ВВ. По величине Б судят о полноте детонации ВВ и о механизме протекания детонации. Максимальная скорость детонации ВВ, соответствующая полному выделению энергии ВВ (Омах ), называется идеальной скоростью детонации (Б]). По величине Б] обычно сравнивают ВВ между собой. Считается, что чем больше Б], тем мощнее ВВ, тем больше его работоспособность.
Величина Б легко измеряется в эксперименте, но обычно в открытых зарядах. Определяют зависимость Б от диаметра заряда d, которую экстраполируют на d = <х> и
■асвзящее время, в Российской федерации получили большое распространение эмульсионные промышленные ВВ изготовляемые на местах применения. Однако, практически повсеместно отсутствует приборная база для контроля качества этих ВВ. Плохое качество взрывов с применением ЭВВ зачастую связывают с плохим качеством самого ЭВВ. Но это справедливо лишь отчасти, т.к. для многих новых ЭВВ разработчиками не определены оптимальные параметры их применения: диаметр заряда, плотность заряжания, допустимая высота колонки заряда, необходимый промежуточный детонатор и проч.
3. Бриш А.А., Тарасов М.С., Цукерман В.А. Электропроводность продуктов взрыва конденсированных взрывчатых веществ. ЖЭТФ, Т.37. вып.6, - С. 1543-1550.
4. Физика взрыва /под ред. К.П. Станюковича. - М.: Наука.,1975.
