состав взрывчатого вещества

Формула изобретения

Состав взрывчатого вещества, содержащий гранулированную аммиачную селитру, чешуированный тротил, дизельное топливо и угольный порошок, отличающийся тем, что состав содержит высокодисперсный угольный порошок с размером частиц не более 90 мк и влажностью не более 0,8%, с содержанием летучих веществ не более 15% (тощие угли), и адсорбционно-стехиометрическое количество дизельного топлива, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.%:

Чешуированный тротил - 4,4 - 5,6

Угольный порошок с содержанием летучих веществ не более 15%, размером частиц не более 90 мк и влажностью не более 0,8% - 2,2 - 3,8

Дизельное топливо - 1,1 - 1,9

Гранулированная аммиачная селитра - Остальное до 100

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к составам промышленных малотоксичных взрывчатых веществ (ВВ) заводского производства, используемых при ведении взрывных работ на разрезах, карьерах и рудниках, применяющих скваженные заряды.

Известно взрывчатое вещество на основе гранулированной аммиачной селитры, приготовляемое непосредственно на месте применения, - комбизар УТ-5, содержащий гранулированный или чешуированный тротил 4-8%, дизельное топливо 2-4%, угольный порошок 3-5%, гранулированную аммиачную селитру - остальное до 100%.

Угольный порошок в составе препятствует флегматизации тротила дизельным топливом (соляровым маслом). Действительно комбизар УТ-5 не изменяет эффективности взрыва при хранении его в течение одного месяца. После истечения этого срока эффективность взрыва начинает ухудшаться, однако гарантийного срока 1 месяц достаточно для ВВ, которые изготавливаются на месте применения, так как они после приготовления сразу используются для заряжения скважин. Используемые при изготовлении комбизара УТ-5 угли, содержащие около 32% летучих веществ, снижают их термостабильность, то есть снижают термостабильность входящей в их состав аммиачной селитры. При нагреве комбизара УТ-5 до температуры 76,7^oC (проба Абеля) через две минуты появляются признаки разложения аммиачной селитры - окислы азота. При выдержке частей аммиачной селитры при этой температуре в течение четырех часов признаки ее разложения не обнаруживаются. Такая термостабильность комбизара УТ-5 приемлема при его изготовлении на месте применения.

Заводские образцы транспортируются в железнодорожных вагонах, которые в летнее время даже в Сибири нагреваются до температуры 40^oC, а в азиатской части СНГ они нагреваются до более высокой температуры. Тощие угли не снижают термостабильность аммиачной селитры, но их нельзя использовать при изготовлении ВВ на местах применения из-за отсутствия возможности измельчения угля до размеров частиц менее 90 мк на оборудовании местного изготовления ВВ. Применяется уголь с размером частиц 71% до 300 мк, 30% до 1000 мк.

При такой дисперстности только жирные, газовые и пламенные угли, содержащие около 32% летучих веществ, обеспечивают возможность получения необходимого уровня детонационной способности, а тощие угли не обеспечивают. Исследованиями установлено, что тощие угли, будучи тонко измельченными до размеров частиц менее 90 мк, эффективно сенсибилизируют детонацию аммиачной селитры. Высокая дисперсность компенсирует уменьшение содержания летучих веществ, сенсибилизирующих детонацию ВВ за счет появления новых физико-химических взаимодействий.

Предлагаемое ВВ не имеет указанных недостатков. Сущность изобретения заключается в том, что в составе, содержащем гранулированную аммиачную селитру, чешуированный тротил, дизельное топливо и угольный порошок, использован тонко измельченный уголь с содержанием летучих веществ не более 15%, с размером частиц менее 90 мк и влажностью не более 0,8%, а также уменьшенное до адсорбционной стехиометрии количество дизельного топлива, причем указанные компоненты содержатся в следующих соотношениях, мас.%:

Чешуированный тротил - 4,4 - 5,6

Угольный порошок с содержанием летучих не более 15%, размером частиц не более 90 мк и влажностью не более 0,8 - 2,2 - 3,8

Дизельное топливо - 1,1 - 1,9

Гранулированная аммиачная селитра - Остальное до 100

Мелкие частицы угля размером менее 90 мк сильнее адгезируются к гранулам аммиачной селитры за счет появления новых сил физико-химического взаимодействия. Молекулы жидких углеводородов - дизельного топлива прочнее связывают гранулы аммиачной селитры с мелкими частицами угля. Жидкие углеводороды одновременно адсорбируются на гранулах аммиачной селитры и мелкодисперстных частицах угля. Образуется новый агрегат-комплекс из трех веществ (гранулы аммиачной селитры, жидкий углеводород и мелкие частицы угля), связанных друг с другом адгезионными силами, который обладает свойством - не флегматизировать тротил. В образовании подобного агрегата участвует 1,1 - 1,9% дизельного топлива и 2,2 - 3,8% угольного порошка и гранулы аммиачной селитры.

Содержание дизельного топлива сверх 1,9% является излишним и флегматизирует тротил. Новый комплекс образуется, если уголь сухой, его влажность не должна превышать 0,8%.

Данный эффект проявляется только при определенном порядке смешения компонентов: сначала гранулированная аммиачная селитра пропитывается дизельным топливом, затем опудривается угольной пылью и только на последней стадии в состав вводят чешуированный тротил.

По проведенной технологии были изготовлены модельные образцы ВВ и проведены их испытания. В таблице приведены составы испытуемых ВВ и результаты их испытаний.

Эффективность взрыва определялась по величине обжатия стандартного вертикально стоящего свинцового столбика, помещенного между двумя стальными пластинами, на верхней располагался заряд ВВ массой 1000 г и диаметром 130 мм с продетонатором (10% от массы заряда) из аммонита или тонко измельченного тринитротолуола. Стабильность показателей достигается при содержании дизельного топлива 1,3 - 1,7%, чешуированного тротила 4,5 - 5,5%. Дальнейшее увеличение содержания тротила не существенно влияет на эффективность взрыва и ограничено кислородным балансом и стоимостным показателем. Увеличение свыше 1,7% и снижение ниже 1,3% содержания дизельного топлива снижает показатель эффективности взрыва.

Предлагаемое ВВ стабильно инициируется промдетонатором, в качестве которого использовали мелкодисперстный тротил в виде заряда диаметром 36 мм, массой 100 г. Промдетонатор на 2/3 своей длины внедряется в заряд испытуемого ВВ. Критический диаметр детонации изменяется в пределах 120 - 130 мм.

Проведенные испытания нового ВВ показали, что состав и соотношение компонентов в заявленных пределах обеспечивает возможность увеличения хранения до шести месяцев, так как образовавшийся трехкомпонентный комплекс препятствует флегматизирующему воздействию жидкого углеводорода на тротил.