Предохранительный патрон

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Я 1)5 Р 42 0 5/О НИЯ ЕЛЬСТВУ М АВТОРСНО ВИ военизиро ванныДонбасаИ. Кононов,евертов р. Мастер-взрыв - 54.Г. Разрушение - М.: Недра,С 4 Сй ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Центральный штабгорноспасательных частей(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН (57) Изобретение относится к горному делу и м. б, использовано при ведении взрывх ных работ на шахтах, опасных по метану иугольной пыли. Патрон состоит из внутренней 1 и наружной 2 оболочек, размещенных друг в друге с зазором. В оболочке 1 размещен заряд 4 ВВ пониженной работоспособности. Зазор между оболочками заполнен наполнителем в виде гидрата 8 пламягасящего газа. При срабатывании электродетонатора 5 происходит взрыв заряда 4, а также разброс и разложение газовых гидратов 8. Улучшение предохранительных свойств при этом происходит за счет выделения дисперсного хлористого натрия, воды и больших объемов пламягасящегогаза, а также поглощения тепловой энергии при разложении газовых гидратов 8, 1 ил., 3 табл.1578439 Р -- А+ В/Т,3Изобретение относится к горному делу и предназначено для ведения взрывных работ в шахтах, опасных по метану, и на пластах, опасных по взрыву угольной пыли.Цель изобретения - повышение предохранительных свойств и расширение области применения патрона.На чертеже представлен патрон, продольный разрез.Патрон состоит из внутренней 1 и наружной 2 гильз (оболочек) с крышкой 3. Внутренняя гильза 1 заполнена предохранительным ВВ 4, например угленитом Э - 6, в котором размещен электродетонатор 5 с электроприводом 6. В межгильзовом пространстве (зазоре) размещены центрирующие кольца 7 а само пространство заполнено наполнителем - гидратом пламягасящего газа 8, например гидратом двуокиси углерода.Наружный диаметр устройства образуют две полиэтиленовые гильзы, входящие одна в другую с зазором между ними; внутренняя гильза заполнена угленитом Э - 6, а между- стенное пространство - водным 60-ным раствором аммиачной селитры; между гильзами размещено центрирующее кольцо, обеспечивающее одинаковую толщину слоя раствора по всей длине патрона.По условиям безопасности применения патрон относится к Ч 1 классу (высокопредохранительные ВВ).Патрон работает следующим образом.При срабатывании электродетонатора 5 происходит взрыв заряда 4, При этом выделяется большое количество дисперсного хлористого натрия, являющегося отрицательным катализатором горения. В результате повышения температуры и давления происходит разброс и разложение газовых гидратов 8, размещенных в межгильзовом пространстве, что приводит к дополнительному повышению энергии взрыва. Улучшение предохранительных свойств при этом происходит за счет выделения парообразной и капельно-жидкой воды, больших объемов инертного газа, а также поглощения тепловой энергии при разложении газовых гидратов.Если патрон СПпо эффективности эквивалентен заряду угленита Э - 6 весом 300 г, то предлагаемое устройство эквивалентно 310 в 3 г угленита Э - 6.Газовые гидраты в межгильзовом пространстве защищают ВВ в патроне от выгорания, благодаря чему такие патроны устойчивы против выгорания в шпурах,Патрон не воспламеняет взрывчатую смесь метана с водухом при взрыве заряда, состоящего из четырех патронов общим весом около 2 кг в стальной уголковой мортире при наличии отражательной стенки. Следовательно, заявленный патрон относится к числу высокопредохранительным (Ч 1 класс предохранительности). Такие патроны безопасны для применения не только в угольных, но и других шахтах и рудниках, атмосфера которых отличается повышенной опасностью воспламенения.Для снижения давления в межгильзовомпространстве заявленные патроны перед упо реблением следует хранить при температуре, не превышающей 0 - 5 С.Газовые гидраты - молекулярные соединения, представляющие собой твердые кристаллические вещества, напоминающие по 10 внешнему виду спрессованный снег.По структуре газовые гидраты являютсясоединениями включения (клатратами), которые образуются путем внедрения в пустоты кристаллических структур, составленных из молекул воды и молекул газа.Значение п изменяется от 5,75 до 17,0в зависимости от состава газа и условий образования гидратов.По закону Авогадро 1 моль гидраталюбого компонента содержит 22,4 л газа (при 20 нормальных условиях) и и молей воды, т. е.на 1 моль воды приходится 22,4/и л газа,Зная п, можно определить массовые и объемные характеристики компонентов гидратов газов (см. табл, 1).Из данных табл. 1 видно, что один объемгидрата может содержать несколько сотен объемов газа, а на один объем воды приходится 176,1 в 3 объемов газа. Связь значительного объема газа с одним объемом воды и позволяет получить высокие давления газа при разложении гидратов в ограниченном объеме.Связь между температурой и давлениемобразования газовых гидратов характеризуется уравнением: где Р, - давление диссоциации гидрата,равное минимальному давлению газа, при котором гидрат еще термодинамически устойчив;40А и Б - коэффициенты, индивидуальныедля каждого газа;Т - температура.Для разложения гидрата необходимо давление понизить до давления ниже дав ления его диссоциации и/или температуруповысить до температуры, превышающей температуру его диссоциации.В качестве примера рассмотрим гидратСО. Формула этого гидрата СО 6 НдО.Теплота образования гидрата в стандарт ном состоянии: - ЛН=59,9 кДж/моль.Примечательно, что при небольших избыточных давлениях гидрат существует при положительных температурах (см, табл. 2),Давление газа при разложении гидратаСО в замкнутом объеме при различных 55 температурах (рассчетные данные) приведено в табл. 3.Таким образом, разложение газовыхгидратов не только обеспечивает высокую1578439 Формула изобретения Таблица 1 Характеристика гидратов некоторых газов Показатель Газ 1,200 1,053 300 176,1 223 137,6 27.1, 9 781,1 412 788 Таблица 2 Разновесные параметры гидрата двуокисиуглерода (экспериментальные данные) Т 11 всл К Раис , кПа Т К Раис , кПа 3690 4290 282,3 282,3 2040 2580 3220 277,7279,1 280,8 Таблица 3 Давление газа при разложении гидрата СОвзамкнутом объеме при различных температурах(расчетные данные) приведены в табл, 3,Температура, С 50 400 270 140 Давление, МПа Составитель А. РайскийРедактор Л. Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор Т. МалецЗаказ 1904 Тираж 386 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениял и открытиял при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., л. 4,5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, О 5степень предохранительности, но и, благодаря высокому давлению, развиваемому газами разложения, повышает работоспособность ВВ. Предохранительный патрон, состоящий извнутренней и наружной оболочек, размеПлотность гидрата при 0 С и давлении гидратообразования, т/мзОбъем газа в одном объеме воды (Т=О С; Р=0,1 Г 1 Па),. мЗ/мзОбъем газа в одном объеме гидрата (при тех же устовиях), мЭ/м зМасса газа в единице объема гидрата, кг/м лМасса воды в единице объема гидрата, кг/м з щенных одна в другой с зазором, причем во внутренней оболочке размещен заряд взрывчатого вещества пониженной работоспособности, в зазоре между оболочками - наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения предохранительных свойств и расширения области применения патрона, межоболочечное пространство заполнено гидратом пламягасящего газа.