Akademia
Górniczo-Hutnicza

SPRAWOZDANIE Z ZAJĘĆ TERENOWYCH

REGULICE 2003.

Wykonali:

Kowalczyk Łukasz Gr. 3

Obara Grzegorz Gr.4

WWNiG

Kraków 16.06.2003r.

Wstęp:

W dniu 28 maja 2003 byliśmy na praktyce z zakresu materiałów strzałowych w placówce doświadczalnej AGH we wsi Regulice koło Krakowa. W tej placówce szkoli się studentów w zakresie znajomości materiałów wybuchowych oraz sposobu strzelania i inicjacji ładunków.

Teren kopalni w Regulicach posiada 3 wyrobiska , jednak dwa są nieczynne z powodu dużych zanieczyszczeń. Kopalnia obejmuje 32 hektary ,zaś 24 hektary to obszar górniczy do eksplatacji kopaliny.

14 lipca 1975 r. - teren został przejęty przez AGH z inicjatywy Juliana Sulimy- Samujło.

Konstrukcja składu w którym znajdują się materiały wybuchowe to:

• materiały znajdują się za podwójnymi drzwiami,

• instalacje : grzewcze , wentylacyjne , elektryczne są uwarunkowane przepisami,

• przepisowa instalacja odgromowa,

Wyposażenie składu :

• środki gaśnicze ,

• termometr i urządzenie wskazujące wilgotność powietrza,

• spis wszystkich znajdujących się w składzie środków wybuchowych,

• spis osób uprawnionych do pobierania i wydawania materiałów wybuchowych ,

• materiały wybuchowe znajdują się w szafach pancernych które są wyłożone drewnem (aby odizolować przed prądami błądzącymi)

• materiały są przechowywane w paczkach które są numerowane tą samą numeracją .

Materiały wybuchowe używane w górnictwie są przeważnie mieszaninami chemicznych związków wybuchowych oraz ciał palnych i tlenonośnych.

Ze względu na skład chemiczny materiały wybuchowe można podzielić na:

1. Prochy

2. Amonowo-saletrzane (amonity, karbonity, metanity)

3. Nitroglicerynowe (dynamity, barbaryty)

W laboratorium mogliśmy zapoznać się z następującymi związkami chemicznymi wykorzystywanymi do wyrobu mat. wybuchowych:

• Glikol etylenowy C₂H₆O₂ - stosowny do produkcji mat. typu nitroglikol.

• Oleje - dodawane do saletry jako środek palny.

• Zagęszczacze: skrobia, guar-gum

• Pył glinowy, węglowy - jako polepszacze

Do badania bryzantyczności - gwałtowności detonacji związanej z siłą działania, używa się płytek, które pod ciśn. detonacji ulegają spłaszczeniu. Wielkość spłaszczenia jest miarą bryzantyczności.

Zdolność wykonywania pracy w bloku ołowianych Trauzla - sprawdza się w bloku sześciennym o krawędzi 200mm z wydrążonym otworze o szerokości φ= 25mm i głębokości 125mm. Wielkość poszerzenia otworu jest miarą zdolności do wykonania pracy w bloku ołowianym.

Teleskopy do badania średnicy krytycznej - średnice maleją i możemy wyznaczyć krytyczną śr. poniżej której mat. nie detonuje.

Badanie siły inicjatora:

Inicjatory: - pobudzacze: ładunki kumulacyjne kierunkowe (heksogen, oktogen) wytwarzające strumień kumulacyjny

• zapalniki elektryczne: wytwarzają prąd potrzebny do zapalenia zapalników. Zapalnik składają się z tulejki papierowej, w której umieszczona jest masa zapalna. W wyniku energii cieplnej powstałej w zapalniku następuje inicjacja zapalnika.

Przeprowadzenie próby spalania mat. wybuchowych:

Materiał	Sposób spalania
m. plastycznych	Spala się spokojnym płomieniem, podobnie do saletry
Amonit	Ciężko go podpalić
Trotyl	Topi się powoli silnie kopcąc ( ujemny bilans tlenowy)
Pentryt	Pali się gwałtownie z sykiem (ujemny bilans tlenowy -10%)
Lont prochowy	Czas spalania ok. 110sek. co zgadza się z wartością oczekiwana Ok. 1cm/sek.

Wahadło balistyczne: zdolność do wykonania pracy na wahadle balistycznym.

Badamy kąt wychylenia wahadła po włożeniu ~10g mat. wybuchowego do otworu moździerza.

Masa wahadła 320kg,

Masa pocisku 16kg

skala w stopniach

pocisk

przewody

Materiał	Kąt wychylenia
Trotyl	15^o34'
Dynamit	17^o10'
Heksogen	17^o53'

Heksogen przyjmujemy jako materiał wzorcowy

Wzór: S= (1-cosα_o / 1-cosα_w ) * 100%

1. Trotyl (1-cos15^o34' / 1-cos17 ^o53' ) * 100%= 76,03% heksogenu

2. Dynamit (1-cos17 ^o10'/ 1-cos17 ^o53' ) * 100%= 92,35% heksogenu

Odpalenie ładunku kumulacyjnego i kształtki trotylowej:

Ładunek kumulacyjny: 35g heksogenu, odpowiednio ukształtowany przebił na wylot płyte stalową o grubości ok.10 cm.

Skupienie energii wybuchu daje prędkość średnio od 12-14km/s, a max nawet do 120km/s i ciśnieniu 165 mln [Atm]

(zastosowany jako zapalnik do bomby wodorowej)

Kształtka trotylowa: 75g trotylu na płycie. Na górnej powierzchni powstało nieznaczne wgniecenie natomiast pow. dolna została silniej poszarpana przez falę wychodzącą.

Badanie wrażliwości na uderzenie - kafar Kasta:

W urządzeniu tym na próbę spada młot (o masie 2kg) w próbach z różnej wysokości. Znając masę i wysokość (h) obliczę energię uderzenia młota.

Aby materiał spełnił wymagania nie mogą pojawić się żadne: trzaski, stuki, zwęglenia, iskry i podobne efekty w granicach określonych energii uderzenia.

h=0,5m, m=5kg Ep=24,5[J]- odgłos strzału

h=0,35m, m=5 kg, Ep=mgh=17,2 [J]- brak odgłosu

h=0,4m, m=5 kg, Ep=19,6[J] - odgłos strzału

Według przeprowadzonych pomiarów minimalna energia potrzebna do zdetonowania próbki dynamitu wynosi 19,6 [J]nie wiemy czy przy mniejszych energiach nastąpiła detonacja nie przeprowadziliśmy wystarczającej ilości prób. Być może nie jest to minimalna energia detonacji.

Badanie prędkości detonacji dla lontu pentrytowego:

Rozmieszczamy 5 sond w odległości 10cm. Rozerwanie pierwszej sądy włącza licznik i kolejne sondy dają informacje o zmianie prędkości wzdłuż lontu. Według normy prędkość ma wynieść ~6000m/s.

Wyniki:

Według odczytu aparatury:

1. 7,0 km/s

2. 6,7km/s

3. 8,6 km/s

4. 7,4 km/s Vśr = 7,4 km/s

Badanie skuteczności zapalników przy odpalaniu Saletrotu:

Saletrot (80% - saletry, 20% trotylu)

Ładunek saletrotu w rurze PCV o φ_wew.=71mm l = 0,5. Po odpaleniu zapalnikiem elektrycznym nie zdetonował w całości. Dopiero po dodaniu kształtki trotylowej nastąpiła całkowita detonacja. Wnioskować można, że saletrot potrzebuje silnego impulsu, mocnego inicjatora. Trotyl spełnił to zadanie.

Badanie średnicy krytycznej saletrotu:

Ładunek saletrotu znajdował się w teleskopie o kolejnych średnicach wewnętrznych: 46, 36, 28, 21, 16mm. Masa 2 kg. Po zdetonowaniu można było określić średnicę po której nastąpił zanik detonacji. Zanik detonacji nastąpił zaraz na początku układu rur czyli w rurze o średnicy wewnętrznej 46 mm. Zatem φ_kr.> 46 mm

_{Ø = 46 mm Ø = 36 mm Ø = 28 mm Ø = 21 mm Ø = 16 mm}

Detonowanie serii ładunków amonitowych przy pomocy połączeń mieszanych:

Serie ładunków amonitowych łączymy lontami detonacyjnymi i nonel-ami. Połączyliśmy przewody strzałowe na kilka sposobów w celu sprawdzenia i porównania skuteczności różnych połączeń:

Lont detonujący zadziałał w 100% natomiast z czterech połączeń nonelowskich zadziałały tylko dwa.

Podczas ćwiczenia mogliśmy się również przekonać o sile detonacji lontu, który owinęliśmy wokół dość grubej gałęzi imitującej ludzką rękę. Gałąź została całkowicie przecięta co uświadomiło nas o niebezpieczeństwach płynących z nieprawidłowego używania tego typu materiału.

zapalnik dynamit lont detonacyjny deska

zapalarka

rurki NONEL

zapalarka konektor MW

Odpalenie serii ładunków przy pomocy zapalników elektrycznych:

16 ładunków amonitowych połączonych szeregowo serią zapalników elektrycznych milisekundowych. My użyliśmy trotylu i saletrotu w jednym ładunku i dynamitu, oraz zapalników: natychmiastowego i węglowego 12 W 0,5 s . Zatem używaliśmy zapalnika o największym opóźnieniu 6s. Cały obwód miał rezystancje 60 Wszystkie ładunki odpaliły poprawnie, zastosowane opóźniacze pozwoliły na słuchowe zarejestrowanie każdego wybuchu.

Wnioski:

Podczas zajęć terenowych mieliśmy możliwość zapoznania i wypróbowania materiałów wybuchowych o których była wcześniej mowa na zajęciach teoretycznych. Mogliśmy zobaczyć w jaki sposób przygotowuje się materiały wybuchowe w laboratorium chemicznym oraz wejść na teren w którym się je składuje. Szczególnych wrażeń przysporzyły oczywiście, możliwość samodzielnej detonacji niektórych materiałów wybuchowych i efekty im towarzyszące.

---