состав водоэмульсионного взрывчатого вещества

Формула изобретения

СОСТАВ ВОДОЭМУЛЬСИОННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА, включающий аммиачную селитру, эмульгатор, флотационную золу электростанций, хлористый кальций, жидкие нефтепродукты и воду, отличающийся тем, что в нем флотационная зола предварительно пропитана нефтепродуктами, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Хлористый кальций - 12 - 16

Вода - 10 - 15

Жидкие нефтепродукты - 4 - 7

Флотационная зола электростанций - 4 - 6

Эмульгатор - 2 - 4

Аммиачная селитра - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывчатым веществам, используемым при ведении взрывных работ скважинными зарядами на разрезах и рудниках.

Известно водоэмульсионное взрывчатое вещество (ЭВВ), содержащее, мас. аммиачную селитру 63-69, натриевую или кальциевую селитру 12-16; эмульгатор 1,8-2,2; мазут или индустриальное масло 4-7; нитрит натрия 0,1 (сверх 100%) и воду 10-14 [1] Аммиачная селитра и нитрит натрия образуют при взаимодействии множество микропузырьков и выполняют роль сенсибилизаторов.

Недостатком известного ЭВВ является низкая стабильность консистенции и свойств.

Известен состав ЭВВ, содержащий дисперсную фазу, состоящую из 40-90% окислителя и 7,45-28% воды, и непрерывную фазу, состоящую из 1-10% масла, 0,5-5% эмульгатора, 0,05-10% микросфер с покрытием [2]

В качестве микросфер используют золу-унос, а в качестве покрытия хлористый кальций. Введение в состав золы-уноса с покрытием хлористым кальцием позволило снизить затраты на изготовление ЭВВ, так как используются отходы производства, и повысить стабильность консистенции и отдельных свойств состава. Однако покрытие микросфер золы-уноса хлористым кальцием отрицательно влияет на такие показатели как скорость и полнота детонации. Микросферы служат для создания локального разогрева ЭВВ до температуры, обеспечивающей поддержание цепной реакции взрыва, т.е. микросферы являются "горячими точками" в процессе взрыва, по которым передается детонация. Покрытие микросфер хлористым кальцием приводит к тому, что часть энергии "горячей точки" идет на разогрев вещества, не участвующего в реакции взрыва. Кроме того, хлористый кальций является флегматизатором и, следовательно, препятствует развитию цепной реакции взрыва.

Сущность изобретения заключается в том, что в составе ЭВВ в качестве сенсибилизатора также используется флотационная зола тепловых электростанций. Отличиями является то, что перед вводом в состав ее пропитывают жидкими нефтепродуктами, а также соотношение компонентов, мас. Эмульгатор 2-4

Флотационная зола электростанций 4-6 Хлористый кальций 12-16 Жидкие нефтепродукты 4-7 Вода 10-15

Аммиачная селитра остальное до 100

Пропитка флотационной золы жидкими нефтепродуктами позволяет улучшить показатели скорости и полноты детонации за счет того, что жидкие нефтепродукты принимают непосредственное участие в реакции взрыва и способствуют повышению температуры в "горячих точках" и энергии взрыва в целом. Кроме того, при разрушении микросфер не образуются флегматизаторы цепной реакции взрыва.

Флотационная зола тепловых электростанций представляет собой алюмосиликатные микросферы диаметром 30-500 мкм с толщиной стенок 0,5-3 мкм или белые шарики из вспученного и застывшего расплава. Твердое вещество алюмосиликатных микросфер содержит 58-65% оксида кремния, 25-37% оксида алюминия, 1-4% окиси железа, 0,8-2,0% смеси оксидов кальция и магния, 2-3% оксидов натрия и калия. Насыпная плотность флотационной золы составляет 250-450 кг/м³, теплопроводность 0,02-0,07 Вт/т град. Алюмосиликатные микросферы нерастворимы в воде, могут хорошо совмещаться с эмульсией "вода в масле", не поддаются сегрегации.

Технология изготовления ЭВВ заключается в следующем.

Флотационную золу собирают с поверхности золоотвала и очищают от инородных включений и тяжелых фракций. В результате этих операций получают флотационную золу, основная масса которой имеет гранулометрический состав от 10 до 250 мкм.

Аммиачную селитру смешивают с водой и хлористым кальцием, нагревают до температуры 80^оС и перемешивают до получения однородного раствора. Параллельно растворяют эмульгатор в жидком нефтепродукте, например мазуте, индустриальном масле и др. разогретом до 80^оС. Часть жидкого нефтепродукта в количестве 0,3-0,5% от общей массы состава смешивают с флотационной золой до получения однородной массы и равномерной пропитки микросфер золы. Затем при интенсивном перемешивании вливают водный раствор аммиачной селитры с хлористым кальцием в смесь эмульгатора с жидким нефтепродуктом, в результате чего образуется стойкая и текучая эмульсия. В полученную эмульсию вводят флотационную золу, пропитанную жидким нефтепродуктом, и тщательно перемешивают, после чего ВВ готово к применению. Хлористый кальций вводят в состав для стабилизации консистенции. Содержание компонентов выбирается в целях обеспечения стабильности состава, высокой скорости и полноты детонации, а также повышения эффективности взрыва.

Испытания опытных образцов водоэмульсионного ВВ включали определение критического диаметра детонации, скорости и полноты детонации, эффективности взрыва, времени сохранения консистенции и стабильности свойств.

Инициирование ЭВВ производили промдетонатором, в качестве которого использовали патроны аммонита ПЖВ 20. Эффективность взрыва оценивали величиной обжатия свинцового столбика между двумя стальными пластинами, нижнюю из которых устанавливали на твердом основании, а на верхней размещали заряд исследуемого ЭВВ диаметром 100 мм и массой 0,9 кг с промдетонатором массой 100 г.

Результаты испытаний опытных образцов приведены в табл. 1 и 2.

Из приведенных в табл.1 и 2 данных следует, что предложенный состав ЭВВ обладает высокой стабильностью и может храниться до 5 мес. Пропитка флотационной золы жидкими нефтепродуктами и подбор пределов содержания компонентов обеспечили увеличение скорости детонации по сравнению с известными аналогичными ЭВВ в 2-2,5 раза и полноты детонации до 80-85% против 65-70% Это способствовало повышению эффективности взрыва на 20-25%

Таким образом, при содержании флотационной золы в пределах 4-6% наблюдаются максимальные значения показателей. При превышении содержания золы верхнего предела происходит снижение значений ряда основных показателей, а при содержании ниже 4% наблюдается большой разброс значений показателей у каждого испытуемого образца, т.е. нарушается стабильность показателей. Добавка хлористого кальция в пределах 12-16% исключает расслоение приготовленного ВВ при низких температурах. Верхний предел содержания выбран с учетом кислородного баланса и пламягасящего действия хлористого кальция, а нижний предел по фактору стабильности состава.