Неэлектрическая система взрывания на основе ударно-волновой трубки

Из инициирующих устройств (ИУ), выпускаемых предприятием, наиболее распространена система неэлектрического инициирования (СИНВ), состоящая из ударно-волновой трубки (УВТ) и капсюля-детонатора (мгновенного действия или с замедлением).

В 1969 г. в СССР был выдан патент на детонирующий шнур гражданину Швеции Пер Андерс Персону, представлявшему фирму «Нитро-Нобель, А Б». Формула изобретения звучала следующим образом: «Детонирующий шнур для инициирования капсюлей-детонаторов, содержащий пластикатную, например, поливинилхлоридную трубчатую оболочку и сердцевину из реактивного вещества, отличающийся тем, что с целью снижения мощности и устранения возможности непосредственного инициирования взрывчатых веществ в нем сердцевина выполнена в виде нанесенного на вну треннюю поверхность оболочки слоя вторичного взрывчатого вещества, например ТЭНа (гетранитропентаэри трита), или порошкообразного алюминия весом от 0,005 до 0,5 г, предпочтительно 0,2…0,1 г на погонный метр шнура и не перекрывающего внутреннего поперечною сечения по всей ее длине».

Этот принцип трубки с нанесенным ВВ на внутренней поверхности сохранился и по настоящее время, только сейчас трубка многослойная, из пластмассы, с хорошей адгезией к ВВ, формируется первый слой и на него наносится ВВ (октоген), имеющее высокую температуру термического разложения (более 190 °С). Это важно, так как ВВ наносится на расплавленный полимер с температурой — 160 °C. Затем на первую оболочку наносят вторую и третью из полиэтиленов различной плотности, обеспечивая таким образом достаточную механическую прочность и герметичность трубки.

Современная УВТ имеет разрывную прочность ~30 кг при внешнем диаметре 3,6…3,0 мм и вну треннем ~1,0 мм. С целью оптического контроля навески в ВВ добавляют от 1 до 7% алюминиевой пудры. Количество ВВ на погонный метр трубки при этом составляет 20 ± 6 мг. Температурный диапазон работоспособности УВТ зависит от применяемых полимеров с предельными значениями от -50 до +85 °С. Скорость распространения детонации по УВТ ~ 2 км/с. Детонационный процесс в УВТ представляет собой инициируемое ударной волной, распространяющейся по внутреннему каналу трубки, «взрывное горение» сорванных с поверхности частиц взрывчатого материала (ВМ), сгорание которых обеспечивает подпитку ударной волны и стационарность распространения процесса. Давление в ударном фронте составляет ~30…40 агм, его малая величина и кратковременность (~ 100 мкс) не нарушают^- целостности трубки. Наличие «пробки» из ВВ в канале трубки или сильного сужения канала может вызвать появление отраженной ударной волны и возрастание давления до величины, разрушающей оболочку, и, как следствие, возможное затухание процесса. Поэтому нельзя переламывать и надрезать УВТ, так же как интенсивно ее трясти, что может вызвать осыпание ВВ и образование пробки. Практика взрывных работ показала, что при аккуратном обращении УВТ работает безотказно, и в перспективе все основные виды взрывных работ будут вестись с применением системы неэлектрического взрывания на основе УВТ.

Важнейшим требованием к НУ является безопасность обращения с ними, высокая точность срабатывания и безотказность в работе. Так, при испытаниях на безопасность УВТ 1 вместе с входящим в систему «Искра» (рис. 9.3) капсюлем-детонатором 2 подвергается удару, имитирующему удар ковшом экскаватора (удар стального ударника весом 5 кг, падающего с высоты 10 м на снаряженное изделие); при этом не допускается ни единого случая срабатывания детонатора. Система «Искра» допущена к постоянному применению, как прошедшая испытания, но всем контролируемым параметрам.

Рис. 9.3. Система «Искра».

Она выпускается в трех видах исполнения. «Искра"-С — для внутрискважинного взрывания с 11 ступенями замедления от 100 до 500 мс, «Искра"-Ш — для шнурового взрывания с более чем 30 ступенями замедления от 0 до 10 с и поверхностного взрывания «Искра"-!! с 7 ступенями от 0 до 176 мс. Для соединения УВТ системы во взрывную цепь разработаны и выпускаются несколько типов соединителей для «Искра"-П и УВТ, для ДШ и УВТ и т. д. (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Примеры соединителей системы «Искра»:

а — соединитель (ДШ-1УВТ), черт. ИВШП 143.000.000−02;

6 — соединитель (ДШ-ЗУВТ), черт. ИВШП 313.000−01,-02;

" - соединитель (монтажный блок ДШ-18УВТ), черт.

ИВШП 326.000; г — соединитель (ДШ-6УВТ), черт. ИВШП 292.000; д — соединитель (ЗМВ-ДШ), черт. ИВШП 331.000.

Точность времени работы каждой серии замедления определяется в основном временем горения пиротехнического состава, размешенного в капсюле-детонаторе с замедлением, инициируемым импульсом УВТ. Изготовить равномерно горящие пиротехнические составы практически невозможно, поэтому разработчики и изготовители средств взрывания гарантируют, руководствуясь нормальным распределением разброса во времени срабатывания, непересекаемость соседних серий замедления. При этом номинально ошибка не должна превышать 10%. В большинстве случаев такая точность удовлетворяет потребителей.

Однако при работе вблизи населенных пунктов, а также в условиях повышенной сейсмоопасности такие разбросы во времени могут привести к одновременному взрыванию большего количества зарядов, чем приня то в расчетной схеме.