ингибитор поджигаемости предохранительных взрывчатых веществ

Формула изобретения

Применение фосфогипса в качестве ингибитора поджигаемости предохранительных взрывчатых веществ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам (ВВ), а именно к предохранительным ВВ (ПВВ), предназначенным для применения в забоях угольных шахт, опасных по газу и пыли.

Одной из основных причин воспламенений метана при взрывных работах в угольных шахтах являются выгорания ВВ. Так, по данным работы [1] вследствие выгораний произошло около 34% воспламенений метана от общего их числа, равного 202.

Среди взрывов метана с тяжелыми последствиями, расследование причин которых производится наиболее тщательно, доля выгораний, как источников этих взрывов, еще выше. Так, из 6 взрывов метана с тяжелыми последствиями, происшедших в западных районах бывшего СССР (Донбасс и Грузия) в 1985-91 гг. при взрывных работах 4 произошли вследствие выгораний. Следовательно, предотвращение выгораний ПВВ является одной из основных задач обеспечения безопасности взрывных работ в угольных шахтах.

Мировой опыт свидетельствует, что наиболее эффективный путь предотвращения выгораний повышение устойчивости ВВ к выгоранию путем уменьшения их горючести (поджигаемости). В угольной промышленности стран СНГ принято характеризовать поджигаемость ВВ показателем П₅₀-навеской стандартного воспламенительного состава, дающего 50% поджиганий испытуемого ВВ в манометрической бомбе [2] Чем больше П₅₀, тем ниже поджигаемость ВВ.

Штатные ПВВ аммониты Т-19 и ПЖВ-20, а также углениты Э-6 и 12ЦБ имеют П₅₀= 0,6-0,9 г, в то время как согласно упомянутым техническим требованиям П₅₀ должен быть не менее 1,2 г.

С целью снижения поджигаемости в состав ПВВ вводят специальные добавки ингибиторы поджигаемости. Способностью ингибировать горючесть (поджигаемость) обладает широкий круг веществ (см. например [3]). Однако вследствие многообразия требований, предъявленных к ингредиентам ВВ, лишь очень немногие из этих веществ нашли практическое применение. Одним из них является щавелевокислый аммоний в составе нитроэфиросодержащих высокопредохранительных ВВ бельгийского кемпоксита N 1 (см. доклад "Двенадцатилетний опыт применения предохранительных ВВ ионообменного типа" на ХIV Международной конференции по безопасности в угольной промышленности в Донецке, 1971, авт. Гоффарт и Ватерлоо, архив МакНИИ) и отечественного угленита N 8 (ТУ 84.401-89-79, разработчики ИГД им. А.А. Скочинского и ЦНИИХМ, г. Москва). Однако в странах СНГ оксалат аммония не выпускается.

Наиболее близок к предлагаемому техническому решению диаммонийфосфат, использованный в качестве ингибитора поджигаемости в некоторых ПВВ, в частности в предохранительном аммоните (IV класса) Т-19М (ТУ 84.520-426-85, разработанное НПО "Кристалл", г. Дзержинск). Т-19М удовлетворяет требованиям ГОСТ 21982-76 "Аммониты водоустойчивые предохранительные. Технические условия" к предохранительным аммонитам IV класса и имеет пониженную поджигаемость (П₅₀ у Т-19М составляет 1,3-1,4 г против 0,6-0,8 г у штатных ПВВ IV класса Т-19 и ПЖВ-20). Соответственно по показателю поджигаемости аммонит Т-19М удовлетворяет также вышеупомянутым техническим требованиям к ВВ с повышенной устойчивостью к выгоранию. Однако диаммонийфосфат слеживается и для его подготовки в аммонитном производстве необходимо дополнительное довольно сложное оборудование. Кроме того, диаммонийфосфат является дефицитным и сравнительно дорог. По этим причинам аммонит Т-19М, разработанный еще в 1983-85 гг. до настоящего времени не внедрен.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы для выпуска ПВВ с пониженной поджигаемостью (и соответственно с повышенной устойчивостью к выгоранию), а также удешевление этих ВВ и упрощение технологии их изготовления.

Это достигается применением фосфогипса в качестве ингибитора поджигаемости ПВВ.

Фосфогипс (см. например, кн. "Фосфогипс и его использование" под редакцией С.Д. Эвенчика и А.А. Новикова, М. изд. "Химия", 1990, а также "Химический энциклопедический словарь". М. изд. "Советская энциклопедия", 1983) образуется в производстве фосфорной кислоты и используется как сырье для изготовления фосфогипсового вяжущего, а также в сельском хозяйстве. Согласно ТУ 6-08-418-80 "Фосфогипс для сельского хозяйства" он содержит не менее 92% сернокислого кальция дигидрата (фактически 94-96%). Такое же содержание последнего и в фосфогипсе сырье для изготовления фосфогипсового вяжущего. Кроме того, фосфогипс содержит примеси, из которых основными являются фосфорные соединения.

Фосфогипс является нетоксичным и малогигроскопичным веществом, которое на воздухе не увлажняется и легко высушивается. Он практически не слеживается и в производстве ПВВ до смешения фосфогипса с другими ингредиентами потребуется только его подсушка и просейка через крупное сито для отделения комков и посторонних предметов.

Предлагаемое техническое решение получено в результате исследований, при проведении которых были изготовлены экспериментальные образцы, состоящие из основы и добавок. В качестве основы использовались

новое предохранительное ВВ V класса угленит 13П по ТУ 84.415-131-87, разработанному НПО "Алтай" (г. Бийск), имеющее пониженную поджигаемость и содержащее нитроэфиры, хлористый аммоний, натриевую и аммиачную селитры, полистирол, углекислый кальций, NaКМЦ, стеарат кальция;

предохранительное ВВ VI класса угленит 12ЦБ по ТУ 84.997-84, разработанное НПО "Алтай" и содержащее нитроэфиры, карбамид, натриевую селитру, уклекислый кальций, хлористый натрий, Na КМЦ, стеарат кальция.

Рецептура образцов и показатели их поджигаемости (П₅₀) приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, введение фосфогипса в состав характерных ПВВ четко снижает их поджигаемость (образцы 4 и 5, 6 и 7). Такая же добавка хлористого натрия наиболее распространенного пламегасителя в составах ПВВ на поджигаемость практически не влияет (образцы 6 и 8). Влияние фосфогипса на взрывчатые показатели ПВВ было проверено на образцах 7 и 8, имеющих основой угленит 12ЦБ. При этом установлено, что оно практически такое же, как влияние хлористого натрия.

Фосфогипс дешев и может поставляться в неограниченных количествах. Технология его применения в производстве ПВВ сравнительно несложная. Поэтому применение фосфогипса в качестве ингибитора поджигаемости ПВВ технически и экономически целесообразно.