Высокочастотный электротермический метод (часть 2)

В 1960 г. была разработана широко применяемая модернизированная конструкция патрона гидрокс БВ-48, представленная на рис. 10.9.

Патрон состоял из металлической гильзы 1 с рабочей камерой 2, которая с торцов перекрывалась зарядной 3 и разрядной 4 головками, а в последней были выполнены выхлопные отверстия 5. Причем пространство между рабочей камерой и разрядной головкой через переходник 6 герметично перекрывалось тонким металлическим диском или диафрагмой 7. Порошкообразный заряд горючего вещества 8 с электротермическим элементом 9 типа ЭТЭ-62 и уплотнительной пробкой 10 в зарядной головке размещается внутри гильзы. Для выпуска газов из гильзы в случае отказа, со стороны зарядной головки между резьбой и проточкой просверлено отверстие 11 диаметром 4 мм.
Параметры современного патрона выбраны на основе компромисса между массой, прочностью гильзы и величиной заряда. Внутренний диаметр патрона для зарядов двух типоразмеров 190 и 270 г составляет соответственно 30 и 38 мм, вместимость рабочей камеры 0,65 и 1 дм3, длина камеры 0,85 и 0,95 м, общая длина 1,2 и 1,35 м. Внешний диаметр патрона определен, исходя из параметрического ряда резцов с учетом необходимого зазора в шпуре, и составляет 48 и 54 мм под резцы 51 и 60 мм. Общая масса патрона достигает 20—25 кг. Диафрагма толщиной 1,5—2,0 мм выполнена из стали марки Ст.З.
Порошкообразный заряд представляет собой многокомпонентный основной состав, включающий аммиачную селитру, азотнокислый магний, древесную муку и воду в виде влаги, а также инициирующий состав, упакованные в картонную оболочку. Заряд при воспламенении электротермическим элементом инициирующего состава горит в замкнутом пространстве рабочей камеры, но не взрывается. Заряд в гильзе размещается на расстоянии 7—9 см от верхнего уплотнительного пыжа, что обеспечивает срабатывание патрона после инициирования в течение 7—8 с, хотя превращение основного состава из твердого в газообразное состояние осуществляется за 15—18 мс. Давление в рабочей камере патрона поднимается до 150—180 МПа.
Так же, как и в патроне аэрдокс, при давлении внутри патрона, превосходящем предел прочности срезного диска, происходит разрушение последнего, и газы устремляются в шпур через отверстия в разрядной головке. Если давление газа достигает предела прочности породы при растяжении, происходит формирование новых трещин или, чаще, развитие существующих в массиве и, как следствие, разрушение массива горных пород. По мере расширения газов в направлении устья шпура, длиной до 1,5 м, давление газа падает и разрушение или развитие существующих в массиве трещин прекращается. Условие разрушения массива на всю длину шпура определяется из следующего выражения

где W — линия наименьшего сопротивления (ЛНС), м; vгр — скорость роста трещины (~0,4 скорости продольной волны в массиве), м/с; lшп — длина шпура, м; vг — скорость истечения газов из шпура, м/с.