взрывчатая смесь (варианты)

Формула изобретения

1. Взрывчатая смесь, включающая бризантное взрывчатое вещество, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит водный или водно-гликолевый или загущенный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, или водно-масляную эмульсию, и/или жидкое горючее - жидкий нефтепродукт или растительные или каменноугольные масла, и/или порошкообразное органическое горючее - продукты переработки древесины или твердых горючих полезных ископаемых, и/или порошкообразное металлическое горючее - ферросилиций или алюминий кремнистый, или силикокальций, или алюминий, в качестве бризантного взрывчатого вещества она содержит динитронафталин или смесь динитронафталина с гексогеном или с утилизированными измельченными плавкими смесями гексогена с тротилом и/или алюминием, и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или с пороховым взрывчатым составом при следующем содержании компонентов, мас.%:

Водный или водно-гликолевый или загущенный водный

или водно-гликолевый раствор неорганического

окислителя с поверхностно-активным веществом,

или водно-масляная эмульсия, и/или жидкое горючее,

и/или порошкообразное органическое

горючее, и/или порошкообразное

металлическое горючее 2,0-50,0

Динитронафталин или смесь динитронафталина

с гексогеном или с утилизированными измельченными

плавкими смесями гексогена с тротилом и/или алюминием,

и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или

с пороховым взрывчатым составом 98,0-50,0

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве тротила она содержит гранулотол или тротил гранулированный, или чешуированный, или порошкообразный, или измельченный утилизированный.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гексогена она содержит гексоген утилизированный флегматизированный.

4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве бездымного пороха она содержит пироксилиновый зерненый, или пластинчатый, или сферический, или трубчатый измельченный, и/или баллиститный артиллерийский трубчатый измельченный, и/или баллиститное ракетное твердое топливо измельченное, и/или баллиститный минометный порох.

5. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что водный или водно-гликолевый раствор или загущенный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом содержит 50-68 мас.% аммиачной селитры или смеси аммиачной селитры с кальциевой, и/или натриевой, и/или калиевой селитрой.

6. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что водно-гликолевый раствор или загущенный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя содержит 0,001-0,015 мас.% поверхностно-активного вещества.

7. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или карбоксиметилкрахмала, или полиакриламид, или гуаргам, или жидкое стекло в качестве загустителя.

8. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что водно-масляная эмульсия содержит воду, неорганический окислитель, жидкий нефтепродукт, эмульгатор в соотношениях, обеспечивающих образование эмульсии вода в масле, масло в воде.

9. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта она содержит дизельное топливо, или топочный мазут, или минеральные масла.

10. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве продуктов переработки древесины она содержит лигнин, или целлюлозу, или древесную муку, или древесный уголь, или их смесь.

11. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве продуктов переработки твердых горючих полезных ископаемых она содержит бурый или каменный уголь, или кероген, или торф, или их смесь.

12. Взрывчатая смесь, включающая бризантное взрывчатое вещество и аммиачную селитру, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит водный или водно-гликолевый или загущенный водный или водно-гликолевый растворы неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, или водно-масляную эмульсию, и/или жидкое горючее - жидкий нефтепродукт или растительные или каменноугольные масла, и/или порошкообразное органическое горючее - продукты переработки древесины или твердых горючих полезных ископаемых, и/или порошкообразное металлическое горючее - ферросилиций или алюминий кремнистый, или силикокальций, или алюминий, и/или карбамид, в качестве бризантного взрывчатого вещества она содержит динитронафталин или смесь динитронафталина с гексогеном, или с утилизированными измельченными плавкими смесями гексогена с тротилом, и/или алюминием, и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или с пороховым взрывчатым составом, в качестве аммиачной селитры она содержит пористую и/или плотную гранулированную и/или порошкообразную аммиачную селитру при следующем содержании компонентов, мас.%:

Водный или водно-гликолевый или загущенный водный

или водно-гликолевый раствор неорганического

окислителя с поверхностно-активным веществом,

или водно-масляная эмульсия, и/или жидкое

горючее, и/или порошкообразное органическое

горючее, и/или порошкообразное

металлическое горючее, и/или карбамид 0,5-30,0

Динитронафталин или смесь динитронафталина

с гексогеном или с утилизированными измельченными

плавкими смесями гексогена с тротилом, и/или алюминием,

и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или

с пороховым взрывчатым составом 3,0-38,3

Пористая и/или плотная гранулированная и/или

порошкообразная аммиачная селитра 54,3-92,8

13. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что в качестве тротила она содержит гранулотол или тротил гранулированный, или чешуированный, или порошкообразный, или измельченный утилизированный.

14. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что в качестве гексогена она содержит гексоген утилизированный флегматизированный.

15. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что в качестве бездымного пороха она содержит пироксилиновый зерненый, или пластинчатый, или сферический, или трубчатый измельченный, и/или баллиститный артиллерийский трубчатый измельченный, и/или баллиститный минометный порох, и/или баллиститное ракетное твердое топливо измельченное.

16. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что водный или водно-гликолевый раствор или загущенный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом содержит 50-68 мас.% аммиачной селитры или смеси аммиачной селитры с кальциевой, и/или натриевой, и/или калиевой селитрой.

17. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что водно-гликолевый раствор или загущенный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя содержит 0,001-0,015 мас.% поверхностно-активного вещества.

18. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или карбоксиметилкрахмала, или полиакриламид, или гуаргам, или жидкое стекло в качестве загустителя.

19. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что водно-масляная эмульсия содержит воду, аммиачную селитру или смесь аммиачной селитры с кальциевой, и/или натриевой, и/или калиевой селитрами, жидкий нефтепродукт и эмульгатор в соотношениях, обеспечивающих образование эмульсии вода в масле, масло в воде.

20. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта она содержит дизельное топливо, или топочный мазут, или минеральные масла.

21. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что в качестве продуктов переработки древесины она содержит лигнин, или целлюлозу, или древесную муку, или древесный уголь, или их смесь.

22. Смесь по п.12, отличающаяся тем, что в качестве продуктов переработки твердых горючих полезных ископаемых она содержит бурый или каменный уголь, или кероген, или торф, или их смесь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывчатым смесям, используемым для ведения взрывных работ методом шпуровых и скважинных зарядов.

Последние годы характеризуются ростом производства и применения в горной промышленности гранулированных взрывчатых веществ простейшего состава и технологического процесса изготовления. Это направление развития промышленных взрывчатых веществ обуславливается прежде всего экономическими соображениями. Наиболее дешевым и обеспеченным по сырьевым ресурсам источником энергии является аммиачная селитра, которая в сочетании с любым горючим образует взрывчатые смеси с различными энергетическими, детонационными и эксплуатационными характеристиками. В качестве горючих широкое применение находят жидкие невзрывчатые горючие (жидкие нефтепродукты, минеральные и растительные масла), порошкообразные органические (торф, уголь, древесная мука и др.) и металлические горючие, нитросоединения - органические соединения, содержащие одну или несколько нитрогрупп. Нитросоединения могут применяться как самостоятельно в виде бризантных взрывчатых веществ (гранулотол), так и в качестве компонентов взрывчатых смесей [1-8]. В смесях с аммиачной селитрой нитросоединения, обладающие отрицательным кислородным балансом и явно выраженными свойствами бризантных взрывчатых веществ, одновременно используются как горючее и сенсибилизатор по отношению к аммиачной селитре, обладающей низкой детонационной способностью.

Нитросоединения со слабо выраженными взрывчатыми свойствами, например динитронафталин, динитротолуол, используются в аммиачно-селитренных взрывчатых смесях как взрывчатое горючее. Примерами таких взрывчатых смесей являются: состав Фавье, содержащий 88 мас.% аммиачной селитры и 12 мас.% динитронафталина [9]; аммонит-ДНН, содержащий 88 мас.% аммиачной селитры марки ЖВГ и 12 мас.% динитронафталина [10], дитолан, содержащий 85-93 мас.% аммиачной селитры и 7-15 мас.% смеси динитотолуола и минерального масла или дизельного топлива [11]. Вышеназванные взрывчатые вещества относятся к неводостойким взрывчатым веществам и поэтому применяются в патронированном виде.

Известно взрывчатое вещество динафталит, содержащее 88,0 мас.% аммиачной селитры, 11,6 мас.% динитронафталина и 0,1-0,4 мас.% парафина [2], принятое авторами за прототип. Недостатками состава-прототипа являются:

- использование для изготовления взрывчатого вещества аммиачной селитры и динитронафталина определенной дисперсности, что требует предварительной подготовки исходных компонентов (сушка, измельчение, просев), что повышает стоимость взрывчатого вещества;

- из-за низкой водостойкости динафталит применяется в патронированном виде, что ограничивает область его использования, повышает стоимость изготовления.

Технической задачей изобретения являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет повышения и регулирования энергетических, детонационных и эксплуатационных характеристик, работоспособности взрывчатой смеси, позволяющих целенаправленно проектировать взрывные работы в зависимости от крепости и химического состава горных пород, обводненности скважин, расширение области использования за счет обеспечения водостойкости, снижение стоимости, расширение сырьевой базы, ассортимента и объема выпуска взрывчатых веществ.

Техническая задача была решена разработкой взрывчатой смеси и ее варианта:

- для обводненных скважин - вариант 1 - в качестве бризантного взрывчатого вещества взрывчатая смесь содержит динитронафталин или смесь динитронафталина с гексогеном или с утилизированными измельченными плавкими смесями гексогена с тротилом, и/или алюминием, и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или с пороховым взрывчатым составом, дополнительно содержит водный, или водно-гликолевый, или загущенный водный, или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, и/или водно-масляную эмульсию, и/или жидкое горючее - жидкий нефтепродукт, или растительные, или каменноугольные масла, и/или порошкообразное органическое горючее - продукты переработки древесины или твердых горючих полезных ископаемых и/или порошкообразное металлическое горючее – ферросилиций, или алюминий кремнистый, или силикокальций, или алюминий при следующем содержании компонентов, мас.%:

Динитронафталин или смесь динитронафталина

с гексогеном или с утилизированными измельченными

плавкими смесями гексогена с тротилом, и/или алюминием,

и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или

с пороховым взрывчатым составом 98,0-50,0

Водный, или водно-гликолевый, или загущенный водный, или

водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с

поверхностно-активным веществом, и/или водно-масляная эмульсия, и/или

жидкое горючее, и/или порошкообразное органическое горючее,

и/или порошкообразное металлическое горючее 2,0-50,0

- для сухих и увлажненных скважин, сульфидосодержащих пород и руд - вариант 2 - взрывчатая смесь содержит в качестве бризантного взрывчатого вещества динитронафталин или смесь динитронафталина с гексогеном или с утилизированными измельченными плавкими смесями гексогена с тротилом, и/или алюминием, и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или с пороховым взрывчатым составом, а в качестве аммиачной селитры – пористую, и/или плотную гранулированную, и/или порошкообразную аммиачную селитру, дополнительно содержит водный, или водно-гликолевый, или загущенный водный, или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, и/или водно-масляную эмульсию, и/или жидкое горючее - жидкий нефтепродукт или растительные, или каменноугольные масла, и/или порошкообразное органическое горючее - продукты переработки древесины или твердых горючих полезных ископаемых, и/или порошкообразное металлическое горючее - ферросилиций, или алюминий кремнистый, или силикокальций, или алюминий, и/или карбамид, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Динитронафталин или смесь динитронафталина

с гексогеном или с утилизированными измельченными

плавкими смесями гексогена с тротилом и/или алюминием,

и/или с тротилом, и/или с бездымным порохом, и/или

с пороховым взрывчатым составом 3,0-38,3

Пористая, и/или плотная гранулированная, и/или

порошкообразная аммиачная селитра 54,3-92,8

Водный, или водно-гликолевый, или загущенный водный, или

водно-гликолевый раствор неорганического окислителя с

поверхностно-активным веществом, и/или водно-масляная эмульсия, и/или жидкое

горючее, и/или порошкообразное органическое горючее, и/или

порошкообразное металлическое горючее, и/или карбамид 0,5-30,0

В качестве жидких нефтепродуктов могут использоваться дизельное топливо, или топочный мазут, или минеральные масла, в том числе отработанные; в качестве тротила - гранулотол или тротил гранулированный, или чешуированный, или порошкообразный, или измельченный утилизированный тротил; в качестве гексогена - измельченные утилизированные плавкие смеси гексогена с тротилом и/или алюминием или утилизированный флегматизированный гексоген; в качестве бездымных порохов - пироксилиновый зерненый, или пластинчатый, или сферический порох всех марок и типоразмеров, или измельченная трубка; или баллиститный артиллерийский порох – сферический, или измельченная трубка; или измельченное баллиститное ракетное твердое топливо, или баллиститный минометный порох. В качестве загустителя могут использоваться натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или карбоксиметилкрахмала, или полиакриламид, или гуар-гам, или жидкое стекло. Водно-масляная эмульсия изготавливается на основе воды, жидкого нефтепродукта, неорганического окислителя и эмульгатора, взятых в количествах, обеспечивающих образование эмульсии первого или второго родов типа “масло в воде” или “вода в масле”.

Необходимость двух вариантов взрывчатой смеси обуславливается значительным разбросом уровня обводненности, химического состава и крепости горных пород. Для обводненных скважин рекомендуется использовать взрывчатую смесь варианта 1; для сухих и увлажненных скважин, для сульфидосодержащих пород и руд - взрывчатую смесь варианта 2.

Одним из способов снижения стоимости буровзрывных работ является повышение плотности заряжания за счет уплотнения взрывчатого вещества в зарядной камере или применения взрывчатого вещества с высокой собственной насыпной плотностью. Известно, что динитронафталин выпускается отечественной промышленностью в виде чешуек или гранул с насыпной плотностью 700 кг/м³ , обладающих плохой смачиваемостью. Для производства состава-прототипа динитронафталин и аммиачная селитра дополнительно измельчаются, а взрывчатый состав выпускается в патронированном виде. Повышение насыпной плотности заявляемой взрывчатой смеси и ее варианта, содержащей динитронафталин в виде чешуек или гранул, достигается путем введения в состав взрывчатой смеси жидкой фазы – водного, или водно-гликолевого, или загущенного водного, или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, или водно-масляной эмульсии, или жидкого горючего, или порошкообразных органического и металлического горючих, или их смеси, аммиачной селитры различной насыпной плотности, замены части динитронафталина на бризантные взрывчатые вещества с большей насыпной плотностью по сравнению с динитронафталином, которые одновременно выполняют во взрывчатой смеси и другие функции. При малом содержании, но равномерном распределении по поверхности частиц бризантного взрывчатого вещества жидкая фаза в виде водного или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом и водно-масляной эмульсии и жидкое горючее выполняют в заявляемой взрывчатой смеси роль сенсибилизатора, повышая восприимчивость к детонационному импульсу, ускоряя процесс взрывчатого превращения. Одновременно жидкая фаза выполняет роль технологической добавки, обеспечивая сыпучесть взрывчатой смеси. Жидкая фаза и смесь ее с аммиачной селитрой (вариант 2) является и флегматизатором - снижает чувствительность взрывчатой смеси к механическим воздействиям, обеспечивает безопасность транспортирования, хранения и заряжания скважин. Водный или водно-гликолевый раствор с поверхностно-активным веществом или водно-масляная эмульсия на основе неорганического окислителя выполняет роль антистатической добавки - предотвращает накопление зарядов статического электричества, повышая тем самым безопасность изготовления и применения взрывчатой смеси. Поверхностно-активное вещество водного или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя повышает смачиваемость бризантного взрывчатого вещества и обеспечивает его потопляемость при заряжании обводненных скважин, более плотную укладку частиц и гранул взрывчатой смеси, при этом повышается плотность заряжания. Порошкообразное металлическое горючее, бризантное взрывчатое вещество (динитронафталин, его смесь с гексогеном, или тротилом, или бездымным порохом) являются одновременно горючими, сенсибилизирующими и энергонесущими компонентами взрывчатой смеси и ее варианта. В зависимости от крепости пород, требований к качеству получаемого горного сырья, стоимости ведения буровзрывных работ в заявляемую взрывчатую смесь вводятся различные нитросоединения: при ведении взрывных работ по слабым породам вводятся динитронафталин со слабо выраженными взрывчатыми свойствами; при ведении взрывных работ по породам средней крепости и крепким вводят смесь его с гексогеном, и/или тротилом, и/или бездымным порохом. При ведении взрывных работ по крепким и особо крепким породам в составах взрывчатой смеси вариантов 1 и 2 в качестве горючего дополнительно вводится порошкообразное металлическое горючее.

Применение взрывчатой смеси варианта 1 ограничено токсичностью продуктов взрыва из-за высокого содержания окиси углерода в продуктах взрыва взрывчатой смеси с отрицательным кислородным балансом. Взрывчатая смесь со стехиометрическим соотношением окислитель-горючее, которая в качестве аммиачной селитры содержит пористую, и/или плотную гранулированную, и/или порошкообразную аммиачную селитру, является взрывчатой смесью варианта 2. Взрывчатая смесь варианта 2 используется для ведения взрывных работ в сухих и увлажненных скважинах по породам любой крепости. Ввод в качестве дополнительного горючего карбамида, являющегося одновременно ингибирующей добавкой, позволяет использовать взрывчатую смесь варианта 2 еще и для ведения взрывных работ по сульфидосодержащим породам и рудам любой крепости.

Эффективность предлагаемой взрывчатой смеси вариантов 1, 2 оценивали по работоспособности, стабильности взрывотехнических характеристик, определяемых насыпной плотностью, теплотой взрыва, кислородным балансом, объемом газов, скоростью детонации. Работоспособность определялась методом воронкообразования - по объему воронки, образующейся при взрыве. При проведении опытных взрывов массы зарядов, типы и массы боевиков, условия инициирования, крепость горной породы, диаметр и глубина скважин для предлагаемой взрывчатой и эталонной смесей брались одинаковыми. По результатам взрывов определялся удельный расход предлагаемой и эталонной смесей. Коэффициент относительной работоспособности (К_вв) - отношение удельного расхода испытуемой взрывчатой смеси (К_ис.см) к удельному расходу эталонного взрывчатого вещества (К_эт). Чем меньше коэффициент относительной работоспособности, тем эффективнее взрывчатое вещество. В качестве эталона использовался аммонит №6ЖВ.

Для изготовления взрывчатой смеси вариантов 1, 2 использовалось только российское сырье:

- аммиачная селитра ГОСТ 2-85 (плотная), ГОСТ 14702-79 (порошкообразная -кристаллическая), ТУ 113-03-00203789-16-93, ТУ 2143-635-00209023-99, ТУ 2143-036-00203789-2003 (пористая);

- динитронафталин ГОСТ 6599-76;

- тротил ГОСТ 4117-78, утилизированный тротил по действующей техдокументации;

- гексоген ГОСТ В 5207-61, ГОСТ В 20395-74, его утилизированные смеси по действующей техдокументации;

- жидкое горючее, порошкообразное органическое и металлическое горючее, карбамид, калийная, натриевая и кальциевая селитры, эмульгаторы, поверхностно-активное вещество, загустители, бездымные пороха, пороховые взрывчатые составы по действующей техдокументации.

Для производства заявляемой взрывчатой смеси вариантов 1 и 2 водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя имеет следующий компонентный состав, мас.%:

Вода или водный раствор гликоля - 32,0-50,0

Неорганический окислитель - 68,0-50,0

Поверхностно-активное вещество - 0,001-0,015 (сверх 100%)

При использовании загущенных водных или водно-гликолевых растворов неорганического окислителя количество загустителя берется от 0,5 до 6,0 мас.%, в качестве загустителя могут использоваться натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или карбоксиметилкрахмала, или полиакриламид, или гуаргам, или жидкое стекло. При изготовлении растворов неорганического окислителя контролируется рН среды, которая должна поддерживаться в пределах 6,5-7,5 за счет ввода кислот, например, уксусной, щавелевой. Загущенные растворы могут структурироваться, например, дихроматом калия или натрия.

В состав водно-масляной эмульсии входит вода, жидкий нефтепродукт, неорганический окислитель и эмульгатор, которые берутся в количествах, обеспечивающих образование эмульсии “вода в масле”, “масло в воде”.

Изготовление взрывчатой смеси вариантов 1, 2 производится путем смешения жидких и твердых компонентов в смесителях, используемых для производства сыпучих аммиачно-селитренных взрывчатых веществ.

Сущность и преимущества взрывчатой смеси и ее вариантов поясняются примерами.

В табл. 1 представлены результаты испытаний взрывчатой смеси варианта 1, изготовленной на основе водного, или водно-гликолевого, или загущенного водного, или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом или водно-масляной эмульсии. Как следует из данных табл.1, взрывчатая смесь, содержащая одно и то же количество жидкой фазы (2,0 мас.%) – водный, или водно-гликолевый, или загущенный водный, или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя (аммиачная селитра или ее смеси с калиевой, или натриевой, или кальциевой) с поверхностно-активньм веществом, имеет практически одинаковые значения теплоты взрыва, кислородного баланса, объема газов, т.е. с термодинамической точки зрения типы предлагаемых неорганических окислителей раствора равноценны и взаимозаменяемы. Из данных табл. 1 следует, что замена раствора неорганического окислителя на водно-масляную эмульсию не приводит к существенному изменению характеристик заявляемой взрывчатой смеси, т.е. они взаимозаменяемы. Экспериментально установлено, что введение менее 2,0 мас.% водного, или водно-гликолевого, или загущенного водного, или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом или водно-масляной эмульсии недостаточно для равномерного распределения жидкой фазы по поверхности частиц (гранул) бризантного вещества; введение более 50,0 мас.% приводит к расслоению взрывчатой смеси на две фазы.

В табл. 2 представлены результаты испытаний взрывчатой смеси, изготовленной на различных типах порошкообразного органического горючего. Как следует из данных табл.2, взрывчатая смесь, содержащая одно и то же количество (2,0 мас.%) различных органических горючих, имеет практически одинаковые значения теплоты взрыва, кислородного баланса, объема газов, т.е. с термодинамической точки зрения типы предлагаемых порошкообразных органических горючих равноценны и взаимозаменяемы. Взрывотехнические характеристики взрывчатой смеси, содержащей в качестве добавок жидкую фазу или порошкообразное органическое горючее (образцы табл. 1, 2) практически одинаковые, выбор добавки регламентируется сырьевыми ресурсами региона, где изготавливается взрывчатая смесь.

Известно, что жидкий нефтепродукт (дизельное топливо, минеральные масла, в том числе отработанные), растительные и каменноугольные масла имеют близкий компонентный состав и термодинамические характеристики и практически не влияют на энергетические параметры заявляемой взрывчатой смеси и ее варианта (образцы 8-10 табл. 2), т.е. являются взаимозаменяемыми жидкими горючими.

В табл. 3 представлены результаты испытаний взрывчатой смеси, содержащей различные типы порошкообразного металлического горючего. Как следует из данных табл. 3, при одинаковом содержании динитронафталина (93 мас.%) и водного раствора неорганического окислителя (2 мас.%) теплота взрыва взрывчатой смеси определяется типом порошкообразного металлического горючего, кислородный баланс, объем газов, скорость детонации практически не зависят от типа металлического горючего. Изменяя количество и тип горючего - жидкое, или металлическое, или порошкообразное, или их смесь можно в широких пределах варьировать энергетическими и детонационными параметрами заявляемой взрывчатой смеси, а значит, достигается основной технический результат изобретения - повышение и регулирование энергетических и взрывотехнических характеристик, работоспособности взрывчатой смеси, что позволяет целенаправленно проектировать взрывные работы в зависимости от крепости взрываемых горных пород и требований к взорванной породе. Образцы взрывчатой смеси имели однородный состав, сохраняли стабильность детонационных и эксплуатационных характеристик в течение гарантийного срока хранения и использования.

В табл. 4 представлены результаты испытаний взрывчатой смеси, изготовленной на смеси динитронафталина с гексогеном, тротилом, бездымным порохом. Замена части динитронафталина на гексоген, или тротил, или бездымный порох, различное соотношение между ними приводит к изменению энергетических (теплота взрыва, объем газов), экологических (кислородный баланс) и детонационных (скорость детонации) характеристик, работоспособности, что также обеспечивает основной технический результат изобретения - повышение и регулирование энергетических и взрывотехнических характеристик, работоспособности взрывчатой смеси. Известно, что бездымные пороха и топлива отличаются компонентным составом, кислородным балансом, теплотой взрыва. Экспериментально установлена возможность повышения и регулирования взрывотехнических и энергетических характеристик, работоспособности заявляемой взрывчатой смеси в зависимости от типа бездымного пороха и порохового взрывчатого состава на его основе. Заявляемая взрывчатая смесь превосходит прототип по работоспособности, может использоваться в скважинах любого диаметра и любой обводненности при отбойке горных пород любой крепости. Образцы взрывчатой смеси имели однородный состав, сохраняли стабильность детонационных и эксплуатационных характеристик в течение гарантийного срока хранения и использования.

Как следует из данных табл. 1-4, использование динитронафталина или смесей его с гексогеном, или тротилом, или бездымным порохом, порошкообразных органических и металлических горючих, жидких горючих, водных или водно-гликолевых растворов неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, водно-масляной эмульсии в заявляемых пределах позволяет регулировать энергетические и детонационные характеристики взрывчатой смеси, при этом она сохраняет сыпучесть. Вода водного или водно-гликолевого раствора и водно-масляной эмульсии не является флегматизатором, она дополнительно выполняет роль окислителя по отношению к металлическому горючему. Жидкое горючее взрывчатой смеси, равномерно распределяясь по поверхности частиц бризантного взрывчатого вещества, обеспечивает сыпучесть, более плотный контакт между компонентами, повышая плотность заряжания; масляная пленка предотвращает ссыпание и агрегацию частиц металлического и органического горючих, перераспределение компонентов в процессе транспортирования, хранения и заряжания. Изготовленные образцы имеют низкую чувствительность к механическим воздействиям (удару, трению), однородны по составу и сохраняют сыпучесть в течение гарантийных сроков хранения и применения.

Учитывая взаимозаменяемость различных видов жидких горючих, водных или водно-гликолевых растворов неорганического окислителя с поверхностно-активным веществом, водно-масляной эмульсии, порошкообразных органических горючих изготовлены и испытаны образцы взрывчатой смеси варианта 2, результаты испытаний которой приведены в табл. 5.

Как следует из данных табл. 5, в зависимости от марки аммиачной селитры - пористая или плотная гранулированная, порошкообразная, отличающейся насыпной плотностью, изменяется лишь скорость детонации взрывчатой смеси одного и того же компонентного состава при постоянстве ее энергетических характеристик и чувствительности к механическим воздействиям. Экспериментально установлено, что жидкое горючее, порошкообразные металлическое и органическое горючие действуют во взрывчатой смеси варианта 2 так же, как и во взрывчатой смеси варианта 1. Взрывчатая смесь варианта 2 используется при ведении взрывных работ по породам любой крепости для заряжания сухих и увлажненных скважин, а при вводе в ее состав карбамида используется дополнительно для ведения взрывных работ по сульфидосодержащим породам и рудам. Заявляемая взрывчатая смесь превосходит прототип по работоспособности.

Заявляемая взрывчатая смесь и ее вариант являются россыпными взрывчатыми веществами, а значит, их стоимость ниже, чем у прототипа, т.к. в технологической схеме производства отсутствует фаза патронирования, динитронафталин и аммиачная селитра дополнительно не измельчаются. Упаковка заявляемой взрывчатой смеси и ее варианта осуществляется аналогично омасленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам.

Заявляемая взрывчатая смесь и ее вариант обеспечивают основной технический результат изобретения:

- повышение и регулирование взрывотехнических, энергетических и эксплуатационных характеристик взрывчатой смеси и ее варианта за счет выбранных компонентов и их соотношения;

- повышение эффективности ведения взрывных работ за счет выбора взрывчатой смеси с оптимальными характеристиками применительно к крепости и химическому составу горных пород, обводненности скважин;

- расширение области применения за счет ведения взрывных работ по породам любой крепости и химического состава; заряжания скважин любой обводненности - вариант 1 - для обводненных скважин, вариант 2 - для сухих и увлажненных скважин, для сульфидосодержащих пород и руд;

- расширение сырьевой базы и ассортимента выпуска взрывчатых веществ за счет выбранных компонентов и их соотношения.

Указанный технический результат изобретения достигается за счет предложенных компонентов, их соотношения, обеспечивающих стабильность компонентного состава, полноту детонации, стабильность детонационных и эксплуатационных характеристик, возможность регулирования энергетических и взрывотехнических параметров взрывчатой смеси и ее варианта.

Заряжание скважин заявляемой взрывчатой смесью, инициирование зарядов осуществлялось принятыми на карьерах способами. Заявляемая взрывчатая смесь и ее вариант испытаны в промышленных условиях с положительными результатами при взрывании горных пород любой крепости, любого химического состава, в скважинах различного диаметра, любой обводненности, в интервале температур плюс-минус 50°С.

Источники информации

1. ГОСТ 25857-83.

2. ГОСТ 21984-76.

3. ГОСТ 21988-76.

4. ГОСТ 21985-76.

5. Патент России №2130447.

6. Патент России №2211824.

7. Патент России №2155740.

8. Патент России №2203258.

9. К.Ф.Бостанжогло, Б.Д.Росси. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества М.: Оборонгиз, 1940.

10. Патент России №2160243.

11. Патент России №2216529.