взрывчатое вещество

Формула изобретения

1. Взрывчатое вещество, включающее окислитель, воду, мочевину или гексаметилентетрамин, минеральное масло, сенсибилизатор, гелеобразователь, отличающееся тем, что в качестве гелеобразователя оно содержит гель кремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.

Мочевина или гексаметилентетрамин 0,5 33,0

Минеральное масло 0,5 8,5

Вода 5 20

Сенсибилизатор 0,2 2,0

Гель кремниевой кислоты (в пересчете на двуокись кремния) 0,5 5,0

Окислитель Остальное

2. Вещество по п. 1, отличающееся тем, что в качестве сенсибилизатора оно содержит карбонат кальция, или тиомочевину, или нитрит натрия, или их смесь с поверхностно-активным веществом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству смесевых водосодержащих взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в горной промышленности при взрывной отбойке на открытых и подземных работах.

Известны водоустойчивые водосодержащие концентрированные или высокоплотные взрывчатые смеси водного геля с ANPO-HANPO, сларри (Л.В. Дубнов, Н.С. Бахаревич, А. И. Романов. Промышленные взрывчатые вещества. М. Недра, 1988, 358 с. В.Л. Барон, В.Х. Кантор. Техника и технология взрывных работ в США. М. Недра, 1989, с. 99-100; Заявка Великобритании N 1445594 Н.кл. C 1 D; Патент США N 3475238 Н.кл. 149-109; Патент США N 373053 Н.кл. 149-41).

Однако в этих ВВ используются дефицитные органические гелеобразователи (загустители) гуаргам, полиакриламид, карборксиметилцеллюлоза.

Известно также ВВ, взятое в качестве прототипа, наиболее близкое к предлагаемому (Заявка Великобритании N 2112373 Н.кл. C 1 D. Льющиеся ВВ). ВВ содержит в качестве первого компонента расплав кислородвыделяющейся соли, например аммиачной селитры, текучий в интервале температур от -10 до +90^oC и растворимый в расплаве горючий материал, например мочевину, а в качестве второго компонента обработанные маслом частицы аммиачной селитры. ВВ также содержит воду, загуститель, агенты сшивания и сенсибилизатор -диспергированная газовая смесь со стабилизатором (ПАВ), например продукты конденсации формальдегида и нафталинсульфонатов.

Недостатком этого ВВ является относительно низкая прочность геля, обусловленная применением органического полимерного гелеобразователя. Структура геля, образованного органическим полимером, недостаточно жесткая, поэтому дополнительно используют сшивающий агент буру, бихромат калия, бихромат натрия. Недостатком также являются применение в качестве стабилизатора диспергированной газовой смеси органического ПАВ, которое при больших гидростатических давлениях не может сдержать миграцию газовых пузырьков в объеме заряда ВВ.

Целью изобретения является повышение чувствительности ВВ к детонационному импульсу при большом гидростатическом давлении.

Для достижения указанной цели в известном ВВ, включающем окислитель, воду, мочевину или гексметилентетрамин, минеральное масло, сенсибилизатор, гелеобразователь, используют в качестве гелеобразователя гель кремниевой кислоты, при следующем соотношении компонентов, в мас.

Мочевина или гексаметилентетрамин 0,5 33,0

Минеральное масло 0,5 8,5

Вода 5 20,0

Сенсибилизатор 0,5 2,0

Гель кремниевой кислоты (в пересчете на двуокись кремния) 0,5 5,0

Оокислитель Остальное

Также в качестве сенсибилизатора можно использовать CaCO₃, тиомочевину, NaNO₂ или их смесь с ПАВ.

Признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, являются новыми, поскольку при проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не выявлены ВВ данного качественного и количественного состава. Следовательно, заявляемое в качестве изобретения техническое решение отвечает критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Введение нового ингредиента изменяет качественный и количественный состав смеси. Так, при содержании гелеобразователя в ВВ более 5% прочность структуры ВВ повышается, но растет вязкость ВВ, что затрудняет его перемешивание, при содержании гелеобразователя менее 0,5% снижается водоустойчивость ВВ. При содержании сенсибилизатора более 2% также снижается водоустойчивость ВВ, при содержании менее 0,5% сенсибилизатора падает чувствительность к детонационному импульсу и энергия взрыва ВВ. Содержание воды более 20% приводит к уменьшению чувствительности к детонационному импульсу и энергии взрыва ВВ, содержание воды менее 5% приводит к увеличению вязкости и температуры его приготовления. Содержание растворимого в расплаве горючего свыше 33% приводит к снижению водоустойчивости ВВ и отрицательному кислородному балансу, содержание же растворимого в расплаве горючего ниже 0,5% приводит к увеличению вязкости и температуры приготовления ВВ. При содержании нерастворимого в расплаве горючего более 8,5% также увеличивается вязкость и температура приготовления ВВ, изменяется на отрицательный кислородный баланс, при содержании нерастворимого горючего в расплаве менее 0,5% снижается водоустойчивость ВВ.

Пример 1. Смесь 75% расплава и 25% сухого вещества. При 60^oC смешивают в смесителе гель кремниевой кислоты 0,5% с водой 5% растворяют нитрат натрия 36,5% и мочевину 33% отдельно готовят смесь 24% нитрата натрия, 0,5% минерального масла и 0,5% тиомочевины. Перед заряжением в скважину смешивают обе части.

Пример 2. Смесь 75% расплава и 25% сухого вещества. При 25^oC смешивают в смесителе гель кремниевой кислоты 5% с водой 20% растворяют нитрат калия 49,5% и мочевину 0,5% отдельно готовят смесь 46% нитрата калия, 3% минерального масла и 1% тиомочевины. Перед заряжением в скважину смешивают обе части.

Пример 3. Смесь 50% расплава и 50% сухого вещества. При 20^oC смешивают в смесителе гель кремниевой кислоты 3% с водой 10% растворяют нитрат аммония 20% и мочевину 7% отдельно готовят смесь 46% нитрата аммония, 1% минерального масла и 1% тиомочевины. Перед заряжением в скважину смешивают обе части.

Пример 12. Смесь 25% расплава и 75% сухого вещества. При 15^oC смешивают в смесителе гель кремниевой кислоты 0,5% с водой 11% растворяют нитрат аммония 12,5% и мочевину 1% отдельно готовят смесь 70% нитрата аммония, 4,5% минерального масла и 0,5% тиомочевины. Перед заряжением в скважину смешивают обе части.

Другие примеры конкретного использования, прототип и их характеристики указаны в таблице.

Из таблицы видно, что критический диаметр на открытой поверхности у прототипа и предлагаемого ВВ практически равный, при увеличении гидростатического давления до 0,15 МПа чувствительность к детонационному импульсу у прототипа отсутствует, а предлагаемое ВВ детонирует безотказно.

Из примера 16 видно, что содержание геля кремниевой кислоты менее 0,5% ведет к уменьшению водоустойчивости. Пример 17 показывает, что увеличение содержания геля кремниевой кислоты более 5% ведет к ухудшению технологических свойств ВВ.

Применение геля кремниевой кислоты в качестве гелеобразователя позволяет расширить сырьевую базу предлагаемого ВВ, т.к. силикатные породы сырье для геля кремниевой кислоты распространены повсеместно. Гуарам, ПАА и КМЦ добываются только из органического сырья, стоимость добычи органических гелеобразователей выще, чем неорганических. Гель кремниевой кислоты имеет более жесткую структуру, при обезвоживании он частично сохраняет объем (силикагель) в отличие от органических гелеобразователей, что обеспечивает у предлагаемого ВВ стабильное распределение газовых пузырьков в объеме заряда до застывания ВВ. Также более жесткая облицовка газовых пузырьков при застывании ВВ создает значительное давление при схлопывании пузырьков в детонационной волне, что увеличивает чувствительность ВВ к детонационному импульсу.