состав взрывчатого вещества

Формула изобретения

Состав взрывчатого вещества, содержащий гранулированную аммиачную селитру, дизельное топливо и угольный порошок, при этом аммиачная селитра пропитана дизельным топливом и опудрена угольным порошком, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гранулированный или чешуированный тротил, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Гранулированный или чешуированный тротил - 4 - 8

Дизельное топливо - 1,5 - 3

Угольный порошок - 3 - 5

Гранулированная аммиачная селитра - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к составам взрывчатых веществ, приготовляемых непосредственно на месте применения, и может быть использовано при ведении взрывных работ на разрезах.

Известно взрывчатое вещество на основе гранулированной аммиачной селитры (АС) с добавкой до 2% жидкого горючего и угольного порошка в количестве, необходимом для компенсации недостающего до стехиометрии жидкого горючего [1, 2].

К недостаткам трехкомпонентного ВВ указанного состава следует отнести недостаточную эффективность взрыва, особенно для разрушения крепких пород, и колебание детонационной способности ВВ из-за различия свойств, свойства и влажности углей, из которых изготовляется порошок.

Известно также четырехкомпонентное промышленное взрывчатое вещество (RU 2005705, C 06 B 31/28, состав которого принимается за прототип.

Известный взрывчатый состав включает аммиачную селитру, пропитанную дизельным топливом и опудренную угольным порошком, а в качестве добавки - сульфат аммония.

Необходимость добавки обосновывается тем, что каменные, особенно бурые, угли обладают повышенной склонностью к самовозгоранию. Предлагалось, что присутствие угольных порошков в составе гранулированных ВВ усиливает их склонность в самовозгоранию.

Для устранения опасности самовозгорания углегранулитов в их состав был введен сульфат аммония, выполняющий функцию антипирогена-огнегасящего вещества.

Действительно, сульфат аммония существенно повышает противодействие самовозгоранию углегранулитов, содержащих бурые угли, но примерно в два раза снижает эффективность взрыва, что экономически невыгодно.

Для повышения эффективности взрыва и стабилизации свойств было решено заменить в составе патента угольный порошок и сульфат аммония на крупнодисперсный тротил (гранулированный или чешуированный).

Исследовался состав, содержащий 89% гранулированной аммиачной селитры, 3% дизельного топлива и 8% тротила. Свежеизготовленные образцы ВВ (углегранулита) имели высокую эффективность взрыва и удовлетворительную детонационную способность. Однако с течением времени из-за флегматизации тротила дизельным топливом эффективность взрыва и детонационная способность данного ВВ резко ухудшаются вплоть до отказа, так как тротил утрачивает сенсибилизирующую способность и превращается в обычную горючую добавку - энергоноситель, при этом в продуктах взрыва увеличивается окислов азота, что ухудшает экологию на разрезах.

Дополнительно было проверено влияние самовозгораемости углей на самовозгораемость их содержащих углегранулитов.

При этом оказалось, что большой объем угольного порошка массой около 5 кг при длительном хранении самовозгорается, а углегранулит на базе гранулированной аммиачной селитры, дизельного топлива и порошка каменных углей при длительном хранении не самовозгорается из-за интенсивного теплорассеивания под действием гранул АС.

На базе проведенных исследований разработан новый состав предлагаемого ВВ. Оно не имеет указанных недостатков. Сущность изобретения заключается в том, что в состав взрывчатого вещества, содержащего гранулированную аммиачную селитру, дизельное топливо и угольный порошок, в котором аммиачная селитра пропитана дизельным топливом и опудрена угольным порошком, дополнительно введен гранулированный или чешуированный тротил, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Гранулированный или чешуированный тротил - 4-8

Дизельное топливо - 1,5-3

Угольный порошок - 3-5

Гранулированная аммиачная селитра - Остальное

В известные составы угольный порошок вводился как горючая добавка для достижения стехиометрии в связи с уменьшением жидкого горючего, например, дизельного топлива, или как невзрывчатый сенсибилизатор для повышения детонационной способности. Исследованиями установлено, что введением угольного порошка можно избежать флегматизирующего воздействия дизельного топлива на тротил, что свидетельствует о том, что применение угольного порошка в данном составе ВВ обеспечивает получение нового положительного эффекта, не свойственного использованию угольного порошка в других составах ВВ. Данный эффект проявляется при определенном порядке смешения компонентов: сначала гранулированная АС пропитывается дизельным топливом, затем гранулы АС опудриваются угольной пылью и только на последней стадии в состав вводят крупнодисперсный тротил. Угольный порошок блокирует поры гранул АС, не дает возможности стекать дизельному топливу и впитывает излишки его, что исключает возможность флегматизирующего воздействия дизельного топлива на гранулы тротила.

По приведенной выше технологии были изготовлены модельные образцы состава ВВ и проведены его испытания. В таблице приведены составы испытуемых ВВ и результаты их испытаний.

Эффективность взрыва ВВ определялась по величине обжатия стандартного вертикально стоящего свинцового столбика, помещенного между двумя стальными пластинами, на верхней из которых располагался заряд ВВ массой 900 г и диаметром 120 мм. В проведенных испытаниях эффективность взрыва определялась непосредственно после приготовления образцов и через каждые 5 дней.

Результаты испытаний показывают, что добавка тротила увеличивает эффективность взрыва, однако у состава ВВ без угольного порошка этот показатель во времени резко уменьшается из-за флегматизации тротила.

Добавка угольного порошка в предлагаемый состав ВВ обеспечивает стабильность эффективности взрыва при хранении в течение 20 сут при величине добавки от 3 до 5%. При содержании угольного порошка менее 3% наблюдается флегматизация тротила дизельным топливом, т.е. угольного порошка не хватает для опудривания гранул АС.

Количество дизельного топлива выбирается так же, как и в других составах ВВ из условия приближения к нулевому кислородному балансу взрыва и составляет 2 - 4%. Добавка тротила ограничивается по верхнему пределу эффективностью взрыва, стоимостными показателями и содержанием в продуктах взрыва условной окиси углерода, а по нижнему пределу - началом роста показателей эффективности взрыва и детонационной способностью.

Изготовленный образец состава по патенту Российской Федерации обладает низкой эффективностью взрыва (13-14 мм) при увеличенном до 140 мм критической диаметре детонации и повышенном содержании условной окиси углерода (43 л/кг) в сравнении с предлагаемым ВВ. Увеличение критического диаметра детонации обусловлено снижением детонационной способности углегранулита.

Одним их основных показателей детонационной способности ВВ является критический диаметр детонации. Для определения критического диаметра детонации были приготовлены заряды цилиндрической формы в бумажных гильзах, которые инициировали промдетонатором - зарядами аммонита ПЖВ-20 массой 100 г.

Ввод в состав угольной пыли в заявленных пределах содержания компонентов позволил снизить критический диаметр детонации со 120 до 80 мм. С увеличением содержания тротила до 8% эффективность взрыва возрастает, а затем начинает уменьшаться, в то же время с увеличением содержания тротила увеличивается выделение условной окиси углерода, что отрицательно влияет на экологические показатели взрывных работ.

Проведенные испытания нового ВВ на основе гранулированной АС с добавкой дизельного топлива и угольного порошка показатели, что ввод в его состав тротила в количестве 4-8 мас.% обеспечивает увеличение на 15-20% эффективности взрыва и снижение критического диаметра детонации до 80 мм. Угольный порошок блокирует дизельное топливо в гранулах АС и препятствует флегматизирующему воздействию его на гранулы тротила, за счет чего обеспечивается стабильность свойств ВВ в течение не менее 20 сут.

Источники информации

1. Поздняков З.Г. Развитие и совершенствование гранулированных ВВ в СССР и за рубежом -М.: Недра, 1976, с.142.

2. Авторское свидетельство СССР N 1734457, F 42 D 3/04, 1990.

3. RU 2005705, C 06 B 31/28, 1994.