Наиболее полно определить работоспособность промышленных ВВ позволяет метод, основанный на измерении воронки выброса. Данный метод прямо воспроизводит условия практического использования ВВ. Он достаточно широко известен и изучен, используется для моделирования промышленных взрывов и не требует сложной измерительной аппаратуры.
Несмотря на кажущуюся простоту этот метод включает в себя ряд особенностей, которые невозможно смоделировать в других испытаниях. При взрыве в породе учитывается часть энергии взрыва, расходуемая на ее деформацию и нагрев. Пористость породы создает условия взаимодействия с ней продуктов детонации. Важной особенностью взрыва на выброс является наличие свободной поверхности, преодоление сил тяжести при подъеме породы и сравнительно большие времена совершения работы.
Основным недостатком этого метода можно считать трудоемкость и сравнительно невысокую точность, так погрешность по оценке некоторых авторов может достигать 10-14%. Однако, представляется возможным уменьшить погрешность измерений за счет улучшения контроля за состоянием среды и повышения точности определения объема воронки выброса.
Как уже отмечалось, для достоверности определения работоспособности необходимо достижение идеальных или близких к идеальным режимов детонации. При диаметре открытого заряда более 100мм для большинства испытываемых ВВ прирост скорости детонации при увеличении диаметра практически прекращается. Это указывает на достижение близких к идеальному режимов детонации.
Для выхода на нормальный режим детонации необходимо, чтобы длина заряда при мощном инициаторе составляла не менее 3-х его диаметров. При подобном соотношении масса заряда диаметром 105 мм и длиной 3dз при плотности ВВ 1,45г/см3 составляет около 3 кг.
Исходя из вышеуказанного, испытания по определению работоспособности ВВ проводились по воронке выброса. Поскольку изготовление изотропной прочной среды, в которой кроме воронки выброса можно было бы получить данные по качеству дробления породы, большого объема на один подрыв практически невозможно, при проведении испытаний было решено использовать песок. Важным его достоинством является изотропность, отсутствие прочности и близость по свойствам к реальным грунтам. Кроме того, возможно неоднократное проведение экспериментов с использованием одного и того же объема песка.
Для проведения экспериментов в песчаном карьере была подготовлена горизонтальная площадка размером 5ґ5 м с однородным по грансоставу песком плотностью 1,53-4,56 г/см3 и влажностью 5-10%. В центре площадки при помощи ручного бура подготавливали скважину, в которую вручную при помощи веревок опускали подготовленный заряд. Сверху скважину засыпали тем же песком.
После взрыва заряда и проветривания площадки измерялись радиус воронки и глубины по профилю, а затем расчитывался объем воронки. Самый простой и быстрый способ определения объема, при котором измеряются только радиус и глубина воронки. Объем в этом случае рассчитывается по формуле:
; (2)
Этот способ имеет весьма низкую точность и не может быть рекомендован к применению. Наиболее точным является способ со съемом профиля воронки. В этом случае через равные отрезки диаметра измеряется высота до стенки воронки.
Объем воронки вычисляется как сумма объемов элементарных усеченных конусов:
; (3)
Данный способ, как наиболее точный, использовался в данной работе для определения объема воронки выброса при оценке сравнительной эффективности ЭВВ. Для сравнительной оценки работоспособности были подготовлены заряды эмульсионного ВВ, содержащие 20%, 30%, 50% дробленной структуры БРТТ типа РСТ-4к и моноблочные заряды из БРТТ типа РСТ-4к. Масса зарядов составляла 3,0 кг, диаметр 105 мм, плотность 1,3-1,6 г/см3. Заряды инициировались при помощи тротиловой шашки типа Т-400г диаметром 80 мм.
Значения глубин воронок по профилю и их диаметры представлены в табл.3:
Таблица 3.
ТНТ прессован-ный
РСТ-4к моноблоч-ный
Эмульсия+50% РСТ-4к
Эмульсия+30% РСТ-4к
Эмульсия+20% РСТ-4к
Расстояние по профилю воронки ri , см
Глубина по профилю воронки hi, см
0
0
0
0
0
0
25
26
12
15
19
22
50
46
28
30
33
49
75
77
49
47
54
82
100
94
68
62
73
91
125
113
81
76
86
107
150
124
95
85
92
122
175
122
107
94
104
122
200
111
111
97
112
115
225
95
97
96
119
99
250
72
81
92
99
85
275
53
59
83
75
70
300
27
35
68
58
54
325
0
20
54
33
29
350
0
37
17
22
375
22
0
0
400
0
Примечание: ширина воронки выброса эмульсия+30% РСТ-4к равна 370см
Схема расположения заряда в ЭВВ в скважине представлена на рис.5, а схема определения объема воронки на рис.6.
Рис.5. Схема расположения заряда в ЭВВ при оценке работоспособности по воронке выброса.
Рис.6. Схема определения объема воронки выброса.
