Akademia
Górniczo-Hutnicza

SPRAWOZDANIE Z ZAJĘĆ TERENOWYCH

REGULICE 2003.

Paweł Krawczyk

GiG Grupa 2

Kraków 25.05.2004r.

W dniu 12 maja 2004 byliśmy na praktyce z zakresu materiałów strzałowych w placówce doświadczalnej AGH we wsi Regulice w okolicach 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.

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.

• 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. 117sek. 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^o10'
Dynamit	17^o00'
Heksogen	18^o05'

Heksogen przyjmujemy jako materiał wzorcowy

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

1. Trotyl (1-cos15^o10' / 1-cos18 ^o05' ) * 100%= 70,52% heksogenu

2. Dynamit (1-cos17 ^o00'/ 1-cos18^o05' ) * 100%= 88,46% heksogenu

Odpalenie ładunku kumulacyjnego i kształtki trotylowej:

Ładunek kumulacyjny: ok. 50g materiału na bazie heksogenu, odpowiednio ukształtowany przebił na wylot (otwór o malej średnicy) płyte stalową o grubości ok.6 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: 160g 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 5kg) 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.

1) h = 0,3m, m = 5kg, Ep=14,7 [J] - brak reakcji

2) h = 0,3m, m = 5kg, Ep=14,7 [J]- brak reakcji

3) h = 0,35m, m = 5 kg, Ep=17,2 [J]- huk, reakcja

4) h = 0,3m, m = 5 kg, Ep=14,7[J] - huk, reakcja

5) h = 0,25m, m = 5kg, Ep=12,3[J] - huk, reakcja

6) h = 0,15m, m = 5kg, Ep=7,4[J] -brak reakcji

Według przeprowadzonych pomiarów minimalna energia potrzebna do zdetonowania próbki dynamitu wynosi 12,3[J] i jest to tak zwana dolna granica wrażliwości.

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. 1,4 km/s

2. 1,4km/s

3. 1,4 km/s

4. 1,4 km/s Vśr = 1,4 km/s

Badanie średnicy krytycznej saletrotu:

Ładunek saletrolu ( 70/30 ) 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 w rurze o średnicy wewnętrznej 36mm. Zatem φ_kr.> 28mm

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

Badanie skuteczności zapalników przy odpalaniu Saletrotu:

Saletrol (94/6)

Ładunek saletrolu w rurze PCV o φ_wew.=71mm l= 0,5. Po odpaleniu zapalnikiem elektrycznym zdetonowal tylko zapalnik. Dopiero po dodaniu kształtki trotylowej nastąpiła nie całkowita detonacja. Wnioskować można, że trzeba zwiększyć średnice wewnętrzną ładunku.

Odpalenie serii ładunków przy pomocy zapalników elektrycznych:

15 ładunków dynamitu połączonych szeregowo serią zapalników elektrycznych. Użyliśmy zapalników węglowych półsekundowych, klasa 0,2A . Wszystkie ładunki odpaliły poprawnie, zastosowane opóźniacze pozwoliły na słuchowe zarejestrowanie każdego wybuchu.

Wnioski:

Podczas zajęć terenowych mieliśmy możliwość poznania 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.

---