Материал: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

мортиры, подвешенной в виде маятника, в момент вылета из нее снаряда при взрыве 10 г заряда испытуемого ВВ. Масса мортиры н снаряда известна. Измеряют величину отклонения мортиры (угол ср), затем определяют работоспособность ВВ по формуле

Аы= Ей(1—coscp).

Для мортиры заданной конструкции величина Е0 является по­ стоянным параметром. Однако действительный характер работы взрыва в мортире отли­

называемом песчаном «бассейне» (рис. 143). Техника проведения испытаний состоит в помещении на определенную глубину W во влажном песке зарядов испытуемых ВВ одинаковой величины. После взрыва проводят измерение профиля воронки во взаимно перпен­ дикулярных направлениях. Показателем работоспособности является отношение объемов воронок испытуемого и эталонного ВВ (обычно штатного аммонита № 6ЖВ). Достоинства данного метода заключа­ ются в простоте проведения испытания и в возможности испы­ тывать заряды значительной массы. Недостатком является слож­ ность точного замера объемов воронок.

Метод оценки работоспособности по воздушной ударной волне основан на измерении избыточного давления Ар на фронте воздуш­ ной ударной волны при взрывании испытуемого ВВ и сравнении полученного результата тротиловым эталоном. Замерив избыточное давление Др г на фронте воздушной ударной волны при взрыве испы­ туемого ВВ (см. главу XVIII § 72), определяют опытным путем заряд тротила пгТнТ, который дает то же избыточное давление, что и испытуемый заряд массой тх. Работоспособность тротила Атнт

201

заранее известна, а работоспособность испытуемого заряда опреде­ ляют по формуле

л-и^тнт "'тнт

Преимущество этого метода заключаетя в возможности определять работоспособность весьма крупных зарядов. Недостатком является

Рис. 143. Схема опыта прп определении работоспособности ВВ

методом воронкообразования в песчаном бассейне:

а — разрез бассейна с зарядом до взрыва; б — профиль воронки после взрыва; W — л. н. с.

необходимость точной оценки избыточного давления Др, ибо малей­ шая ошибка- в его определении приводит к неправильным результа­ там определения работоспособности испытуемого заряда.

§ 76. Кумулятивное действие взрыва

Выше были рассмотрены обычные формы работы, возникающие при взрыве любого заряда. Существуют, однако, и специфические формы местного действия взрыва, проявление которых зависит от геометрической формы заряда. Образовав на торце заряда, противо­ положном инициатору (рис. 144, б), выемку конической или сфери­ ческой формы, можно значительно усилить местное действие взрыва

в пределах торцевой выемки очень мощного газового потока из схо­ дящихся в фокусе (на осп заряда) соударяющихся газовых струй.

Направление разлета частиц поверхностного слоя ВВ опреде­ ляется скоростью детонационной волны и местной скоростью звука, которая в 3 раза превосходит массовую скорость и направлена перпендикулярно поверхности заряда. Поэтому газы взрыва дви­ жутся в основном перпендикулярно поверхности заряда (рис. 144, а, б), отклоняясь несколько в сторону, противоположную месту ини­ циирования. При взрыве заряда с кумулятивной выемкой продукты

о с и з а р я д а , н а з ы в а ю т к у м у л я т и в н о й с т р у е й .

302

303

ф о к у с н ы м р а с с т о я н и е м к у м у л я т и в н о й с т р у и F. За фокусом давление и скорость струи падают, а струя постепенно рассеивается (см. рис. 144, б). Так как в форми­ ровании кумулятивной струи принимают участие слои ВВ, непо­ средственно окружающие кумулятивную выемку, кумулятивные заряды имеют специфическую форму конуса, усеченного конуса или полусферы. Пробивное действие кумулятивной струи зависит от скорости детонации и плотности ВВ, а также от формы и размеров кумулятивной выемки, материала и толщины облицовки.

1 — пест; 2 — кумулятивная струя; 3 — кратер; 4 — преграда; 5 — фронт плоской детонационной полны; 6 — BB

При помощи кумулятивных зарядов пробивают отверстия в сталь­ ных и железобетонных плитах, дробят негабаритные куски самых прочных скальных пород. С помощью кумулятивных зарядов, взрываемых на поверхности забоя, можно бурить скважины в самых крепких скальных породах. Этот эффект широко используют при производстве капсюлей-детонаторов и электродетонаторов для уси­ ления начального инициирующего импульса.

Впервые гидродинамическую теорию кумулятивной струи раз­ работал в 1945 г. акад. М. А. Лаврентьев. При этом была исполь­ зована классическая теория сходящихся струй, допускающая, что движение материала облицовки уподобляется движению струи иде­ альной несжимаемости жидкости. Вывод применим к заряду с кони­ ческой выемкой.

Процесс захлопывания металлической конусной облицовки по­ казан на рис. 146. При этом рассматривается простейший случай — набегание на конусную облицовку плоской детонационной волны.

В результате деформации поверхность металла приобретает форму клина, но угол 2 р между движущимися стенками клина ока­

304

зывается больше первоначального угла 2 а в вершине конуса обли­ цовки до ее деформации. Точка А — вершина вновь образовавше­ гося клина (точка схождения стенок) по мере обжатия облицовки перемещается с некоторой скоростью и0 в направлении распростра­ нения детонации. Если ввести подвижную систему координат, свя­ занную с точкой А , то в этой системе материал оболочки можно рассматривать как два потока одинаковых плоских струй, втекающих под некоторым углом 2 |3 в точку А.

Известно, что при схождении двух одинаковых струй под углом образуется также две струи, жидкость в которых движется в проти­ воположные стороны, в направлении биссектрисы угла. Поток металла, движущийся вправо, в данном случае образует кумулятив­ ную струю, а поток, движущийся влево, — пест. Процесс при этом установившийся , что позволяет воспользоваться уравнением Бер­ нулли, которое с учетом несжимаемости материала можно записать как

р = у p0ii2= const, (XIX.l)

где и — скорость потока.

Отсюда следует, что скорость потока в любой точке будет опре­ деляться только давлением. Причем можно считать давление в любой точке рассматриваемых потоков постоянным.

В неподвижной системе координат кумулятивная струя, пере­

где иа — скорость движения образующей облицовки.

В случае плоской детонационной волны, перемещающейся вдоль оси заряда со скоростью D, из чисто геометрических соображений