Файл: Вовк, А. А. Действие взрыва в грунтах.pdf

развертки осуществляется кратковременным импульсом любой полярности амплитудой не менее 3,5 в, образующимся при раз­ ряде накопительной емкости в момент замыкания ионизацион­ ного датчика.

Широко применяемая схема запуска развертки осциллогра­ фов ИВ-13м предназначена для лабораторных измерений. При этом длина кабельной линии, соединяющей ионизационные дат­ чики с аппаратурой, незначительна и не оказывает существен­ ного влияния на формирование запускающего импульса. Изме­ рение скорости детонации удлиненных горизонтальных зарядов длиной 30—40 м требует увеличения длины кабельной линии до

100—170 м.

Измерение амплитуды импульса запуска с помощью элек­ тронного осциллографа СИ-1 показало, что при увеличении дли­ ны кабельной линии до 100 м амплитуда импульса запуска па­ дает до 1,5—1,6 в, что не обеспечивает надежного запуска изме­ рителей времени.

Анализ эквивалентной схемы запуска развертки (рис. 30) показывает, что уменьшение амплитуды запускающего импуль­ са при удлинении кабельной линии происходит за счет перерас­ пределения заряда накопительной емкости блока запуска и рас­ пределенной емкости кабельной линии. Запускающий импульс снимается с входного сопротивления осциллографа ИВ-13м при разряде через него накопительной емкости. Через это же сопро­ тивление разряжается и распределенная емкость кабельной ли­ нии, но в противоположном направлении, снижая при этом амплитуду полезного сигнала. Отсюда следует вывод, что боль­ шую амплитуду импульса можно получить с помощью увели­ чения накопительной емкости. Увеличение емкости с 30 и 70 пф позволяет повысить амплитуду импульса до 6—8 в без суще­ ственного снижения точности измерений.

На рис. 31 приведена схема блока запуска измерителя вре­ мени ИВ-13м. Для исключения влияния запускающих импуль­ сов на соседние каналы через источник питания в схему введе­ ны развязывающие цепочки R5C5— R7C7. В блоке запуска смонтирована также взрывная машинка, состоящая из конден­ сатора большой емкости С8, ограничивающего резистора R8 и индикаторной лампочки ТН-2. Нормально разомкнутая кнопка КН1 служит для заряда конденсатора перед взрывом, кнопка КН2 — для подачи напряжения на электромагниты ЭМ, смонти­ рованные на тубусах приборов; КНЗ — кнопка взрыва. Напря­ жение на электродетонатор подается только после того, как включаются электромагниты и открываются затворы фотокамер.

В исходном состоянии конденсатор С2 (см. рис. 30) заря­ жается через входное сопротивление осциллографа — резистор R3, а разряжается через ионизационный датчик сопротивлением R2, которое равно 200 ком. В момент, когда детонационная вол­ на достигает датчика, его сопротивление, как указывалось вы­

92

ше, резко падает до 35—40 ком, емкость С2 быстро разряжает­ ся через входное сопротивление осциллографа и сопротивление датчика (R2 и R3). С входного сопротивления прибора сни­ мается сигнал для запуска развертки. Абсолютная ошибка от­ счета времени по данной методике составляет 0,25 мксек.

Известно, что после кратковременного периода задержки возбуждения детонации скорость последней имеет самое низкое значение, которое непрерывно возрастает и на определенном расстоянии от инициатора (на участке разгона) достигает мак­ симального в данных условиях значения. При этом чем прочнее

Рис. 31. Общая схема блока запуска осциллографов ИВ-13м:

породное окружение и выше дисперсность игданита, тем быст­ рее детонация возбуждается и достигает своего максимума. Так, установлено [53], что для шпуровых зарядов игданита учас­ ток разгона составляет не более 9—10 d3 и скорость детонации в инициируемом заряде не должна составлять менее 70% устой­ чивой максимальной. Применение мощного инициатора для взрывания игданита нецелесообразно, поскольку в этом случае детонация имеет неустойчивый режим: после разгона скорости до значений, больших максимальной для данных условий, на­ чинается снижение ее до значений, ниже нормальной.

93

Исходя из этого датчики устанавливались в интервале рас­ стояний 5—10 d3 от места инициирования, чтобы исключить влияние инициатора. Последним служил заряд-боевик из двух стандартных двухсотграммовых шашек прессованного тротила. База I — расстояние между ионизационными датчиками —■вы­ биралась исходя из разрешающей способности аппаратуры. В нашем случае она принималась равной 15—25 см. При рас­ шифровке осциллограммы замерялись интервалы между разры­ вами спиральной развертки, соответствующие времени прохож­ дения фронтом детонационной волны расстояния между датчи­ ками и по величине базы находилась скорость детонации на соответствующих мерных участках: D — 1/t. Результаты экспе­ риментальных данных приведены в табл. 19.

Т а б л и ц а 19 Результаты измерений скорости детонации удлиненных зарядов

Необходимо заметить, что при проведении промышленно­ экспериментальных взрывов создать идентичные условия от опы­ та к опыту очень трудно. В частности, такой фактор, как плот­ ность ВВ, существенно влияет на процесс распространения де­ тонации по длине заряда. Японскими исследователями было ус­ тановлено, что для смесей на основе аммиачной селитры и ди­ зельного топлива максимальное значение скорости детонации наблюдается при рвв=1,0-р1,1 г/см3. При плотностях же 1,2— 1,3 г/см3 детонация ВВ не наблюдалась или происходило ее за­ тухание. Отсюда видно, что изменение значения плотности на 0,1 г/см3 приводит к существенному нарушению режима проте­ кания детонации. Такое нарушение режима может быть вызва­ но тем, что с увеличением плотности уменьшаются размеры га­ зовых включений и ухудшается газопроницаемость вещества. Это затрудняет воспламенение частиц ВВ, если оно происходит вследствие сжатия и разогрева газовых включений и если его

94

вызывают горячие газы, проникающие в поры между части­ цами.

Значительную роль в процессе распространения детонации играет пористость, т. е. удельная поверхность. Изменение порис­ тости гранул [87] и количества мелочи влияет на изменение кон­ такта горючего ДТ с окислителем АС. При этом адсорбцион­ ные силы аммиачной селитры способствуют сближению атомов, входящих в состав АС и ДТ, что в свою очередь способствует взрывной реакции. Установлено, что скорость детонации игда-

и равная 60—100 см2, влечет за собой увеличение скорости дето­ нации от 1500 до -2750 м/сек, т. е. почти в два раза.

На основании экспериментальных данных (табл. 19) по­ строена зависимость скорости детонации от диаметра заряда (рис. 32). Из рисунка видно, что во всем исследованном интер­ вале изменения скорости детонации D последняя зависит от ра­ диуса заряда, что свидетельствует о неидеальности режима де­ тонации во всем диапазоне значений d3. Однако, несмотря на неидеальный режим, установлена четкая картина характера за­ висимости D и числовые значения D в интервале радиуса заря­ да игданита 0,05—0,10 м применительно к сжимаемым грун­ там — суглинкам. Из рис. 32 видно, что при взрывании удлинен­ ных зарядов игданита целесообразно взрывать заряды с радиу­ сом не менее 0,075 м, поскольку в интервале г3=0,075ч-0,10 м значения увеличиваются всего на 300 м/сек, тогда как в интер­ вале г3= 0,05ч-0,075 м — на 1000—1120 м/сек, т. е. в первом случае D приближается к своему предельному значению.

Исследование затухания детонации удлиненных зарядов иг­ данита (L=10; 20; 30 м) производилось при г3, равных 0,06; 0,075 и 0,10 м. Результаты экспериментов позволяют сделать не­ которые выводы о затухании детонации по длине заряда по изменению значения приведенного сечения S/Cn выработки. Ре­ зультаты экспериментальных данных (табл. 20) дали возмож­

95

ность выявить характер изменения приведенного значения сече­ ния выработки по ее длине (рис. 33).

В заключение можно отметить, что на основе проведенных исследований представилась возможность установить такое зна­ чение диаметра заряда игданита (150 мм), ниже которого ско­ рость детонации резко падает, приближаясь к своему крити­ ческому значению. Таким образом, удлиненные заряды игда­ нита в промышленных целях следует использовать при диаметрах, выше указанного в условиях сжимаемых грунтов.

Т а б л и ц а 20

Параметры выемок

Дальнейшее изучение этого вопроса дает возможность, с одной стороны, установить предельное значение диаметра удли­ ненного заряда игданита, с другой,— разработать методику применения боевиков-оживителей по длине заряда с тем, чтобы исключить резкое затухание детонации, что позволит получать ирригационные каналы, коллекторы и другие гидротехнические сооружения постоянного сечения по всей длине, окруженные равномерной зоной уплотненного грунта с надежными противофильтрационными свойствами.

96