состав промышленного взрывчатого вещества (варианты)

Формула изобретения

1. Состав промышленного взрывчатого вещества, включающий плотную гранулированную аммиачную селитру или/и пористую аммиачную селитру, отличающийся тем, что он содержит гексоген или/и флегматизированный гексоген с размерами частиц менее 0,7 мм и жидкий нефтепродукт с кинематической вязкостью менее 2400 мм²/с, определенной при температуре 20°С, или/и угольный порошок при следующем содержании компонентов, мас.%:

Гексоген или/и флегматизированный гексоген 0,5-40,0

Жидкий нефтепродукт

или/и угольный порошок 1,0-17,0

Плотная гранулированная аммиачная селитра

или/и пористая гранулированная аммиачная

селитра Остальное

при этом влажность состава менее 1,8 мас.% сверх 100 мас.%.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве гексогена используют утилизируемый гексоген, а в качестве флегматизированного гексогена используют утилизируемый флегматизированный гексоген.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта используют дизельное топливо, или/и минеральные масла, или/и нефтяной экстракт, или/и отработанные масла.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что размер гранул плотной аммиачной селитры и пористой аммиачной селитры менее 6 мм.

5. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве аммиачной селитры используют водоустойчивую аммиачную селитру.

6. Состав промышленного взрывчатого вещества, включающий плотную гранулированную аммиачную селитру или/и пористую аммиачную селитру и жидкий нефтепродукт, отличающийся тем, что он содержит гексоген или/и флегматизированный гексоген с размерами частиц менее 0,7 мм и тротил или/и динитронафталин при следующем содержании компонентов, мас.%:

Гексоген или/и флегматизированный гексоген	0,5-40,0
Тротил или/и динитронафталин	0,5-40,0
Жидкий нефтепродукт	1,0-17,0
Плотная гранулированная аммиачная селитра
или/и пористая гранулированная аммиачная
селитра	Остальное

при этом влажность состава менее 1,8 мас.% сверх 100 мас.%.

7. Состав по п.6, отличающийся тем, что в качестве гексогена используют утилизируемый гексоген, а в качестве флегматизированного гексогена используют утилизируемый флегматизированный гексоген.

8. Состав по п.6, отличающийся тем, что в качестве тротила используют чешуированный тротил, или/и гранулированный тротил, или/и утилизируемый чешуированный тротил, или/и утилизируемый гранулированный тротил с размерами частиц менее 14 мм.

9. Состав по п.6, отличающийся тем, что в качестве динитронафталина используют чешуированный динитронафталин, или/и гранулированный динитронафталин, или/и утилизируемый чешуированный динитронафталин, или/и утилизируемый гранулированный динитронафталин.

10. Состав по п.6, отличающийся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта используют дизельное топливо, или/и минеральные масла, или/и нефтяной экстракт, или/и отработанные масла.

11. Состав по п.6, отличающийся тем, что размер гранул плотной аммиачной селитры и пористой аммиачной селитры менее 6 мм.

12. Состав по п.6, отличающийся тем, что в качестве аммиачной селитры используют водоустойчивую аммиачную селитру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к составам промышленных взрывчатых веществ, используемым при ведении взрывных работ на земной поверхности разрезов и карьеров с температурой от минус 50 до плюс 50°С на породах и рудах любой крепости.

Широко известен [1, с.2, таблица 1, столбик "М"] смесевой взрывчатый состав гранулит М, который представляет собой смесь селитры аммиачной пористой (94,5%) и масла приборного или поглотительного или солярового (5,5%). При этом стоимость гранулита М примерно в 1,3 раза выше стоимости игданита [2, с.33].

Игданит [3, с.92] представляет собой взрывчатую смесь непористой (плотной) гранулированной аммиачной селитры (94,5%) с дизельным топливом (5,5%). Однако в скважине игданит со временем расслаивается, т.к. используемая в настоящее время во взрывчатых составах гранулированная аммиачная селитра способна удержать небольшое количество дизельного топлива. Часть дизельного топлива стекает в нижние слои заряда. При этом нарушается соотношение компонентов, что приводит к снижению энергетических характеристик взрывчатого состава. Инструкция по применению предписывает использовать игданит в течение одной рабочей смены.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является патент [4], который принят за прототип. Состав взрывчатой смеси содержит горючий компонент (жидкий нефтепродукт), 2-23 мас.%, и смесь пористой гранулированной аммиачной селитры с плотной гранулированной аммиачной селитрой - остальное до 100 мас.%.

Однако наличие гранулированной аммиачной селитры и только невзрывчатого компонента (жидкого нефтепродукта) в составе прототипа приводит к его низкой эффективности действия взрыва.

Предлагаемый состав промышленного взрывчатого вещества (варианты) не имеет указанного недостатка. При создании изобретения ставилась задача получить высокоэффективный состав промышленного взрывчатого вещества, обладающего большой эффективностью действия взрыва.

Для достижения такого технического результата предлагается следующий состав промышленного взрывчатого вещества (варианты).

Вариант 1. Состав промышленного взрывчатого вещества содержит плотную гранулированную аммиачную селитру или/и пористую аммиачную селитру, жидкий нефтепродукт с кинематической вязкостью менее 2400 мм²/c, определенной при температуре 20°С, или/и угольный порошок и гексоген или/и флегматизированный гексоген с размерами частиц менее 0,7 мм при следующем содержании компонентов, мас.%:

Гексоген или/и флегматизированный гексоген	0,5-40,0
Жидкий нефтепродукт
или/и угольный порошок	1,0-17,0
Плотная гранулированная аммиачная селитра
или/и пористая гранулированная аммиачная
селитра	Остальное до 100,

при этом влажностью состава менее 1,8 мас.% сверх 100 мас.%.

В качестве гексогена используют утилизируемый гексоген, а в качестве флегматизированного гексогена используют утилизируемый флегматизированный гексоген.

В качестве жидкого нефтепродукта используют дизельное топливо, или/и минеральные масла, или/и нефтяной экстракт, или/и отработанные масла. Размер гранул плотной аммиачной селитры и пористой аммиачной селитры менее 6 мм. В качестве аммиачной селитры используют водоустойчивую аммиачную селитру.

Вариант 2. Состав промышленного взрывчатого вещества содержит плотную гранулированную аммиачную селитру или/и пористую аммиачную селитру, жидкий нефтепродукт, гексоген или/и флегматизированный гексоген с размерами частиц менее 0,7 мм и тротил или/и динитронафталин при следующем содержании компонентов, мас.%:

Гексоген или/и флегматизированный гексоген	0,5-40,0
Тротил или/и динитронафталин	0,5-40,0
Жидкий нефтепродукт	1,0-17,0
Плотная гранулированная аммиачная селитра
или/и пористая гранулированная аммиачная
селитра	Остальное до 100,

при этом влажностью состава менее 1,8 мас.% сверх 100 мас.%.

В качестве гексогена используют утилизируемый гексоген, а в качестве флегматизированного гексогена используют утилизируемый флегматизированный гексоген.

В качестве тротила используют чешуированный тротил, или/и гранулированный тротил, или/и утилизируемый чешуированный тротил, или/и утилизируемый гранулированный тротил с размером частиц менее 14 мм.

В качестве динитронафталина используют чешуированный динитронафталин, или/и гранулированный динитронафталин, или/и утилизируемый чешуированный динитронафталин, или/и утилизируемый гранулированный динитронафталин.

В качестве жидкого нефтепродукта используют дизельное топливо, или/и минеральные масла, или/и нефтяной экстракт, или/и отработанные масла.

Размер гранул плотной аммиачной селитры и пористой аммиачной селитры менее 6 мм. В качестве аммиачной селитры используют водоустойчивую аммиачную селитру.

Высокоэффективный состав промышленного взрывчатого вещества, обладающий большей эффективностью действия взрыва, чем прототип, получается за счет дополнительного содержания в составе гексогена или/и флегматизированного гексогена с размерами частиц менее 0,7 мм, жидкого нефтепродукта с кинематической вязкостью менее 2400 мм²/с, определенной при температуре 20°С, или/и угольного порошка и за счет оптимизации соотношений между компонентами состава по первому варианту изобретения; и содержания в составе гексогена или/и флегматизированного гексогена с размерами частиц менее 0,7 мм и тротила или/и динитронафталина и за счет оптимизации соотношений между компонентами состава по второму варианту изобретения.

Включение в состав промышленного взрывчатого вещества по варианту 1 гексогена или/и флегматизированного гексогена с размерами частиц менее 0,7 мм и жидкого нефтепродукта с кинематической вязкостью менее 2400 мм²/с, определенной при температуре 20°С, или/и угольного порошка обеспечивает повышение энергии взрыва предлагаемого состава, что приводит к увеличению эффективности действия взрыва.

Для размеров частиц гексогена и флегматизированного гексогена более 0,7 мм наблюдается существенное снижение скорости реакции взрывчатого превращения. При значениях концентрации гексогена или/и флегматизированного гексогена менее 0,5 мас.% практически повышение эффективности действия взрыва не происходит, а при значениях концентрации гексогена или/и флегматизированного гексогена более 40 мас.% существенно повышается цена состава.

При вязкости жидкого нефтепродукта более 2400 мм²/с осуществляется плохое смешение компонентов, что приводит к неравномерности распределения компонентов в составе и в итоге - к снижению эффективности действия взрыва.

Количество жидкого нефтепродукта или/и угольного порошка в составе менее чем 1,0 мас.% нельзя обеспечить при непрерывном их дозировании, количество - более 17,0 мас.% приводит к значительному отрицательному кислородному балансу состава, что в конечном итоге приводит к снижению эффективности действия взрыва.

При влажности состава более 1,8 мас.% сверх 100 мас.% через 12 месяцев хранения может наблюдаться нерассыпчатость состава.

Использование в составе утилизируемого гексогена, утилизируемого флегматизированного гексогена приводит к снижению количества взрывчатых веществ на складах и позволяет проводить замену их с просроченным сроком хранения.

В качестве жидкого нефтепродукта используют дизельное топливо, или/и минеральные масла, или/и нефтяной экстракт, или/и отработанные масла.

Гранулы плотной аммиачной селитры и пористой аммиачной селитры с размером более 6 мм приводят к существенному снижению скорости реакции их взрывчатого превращения.

Водоустойчивая аммиачная селитра лучше сохраняет рассыпчатость состава во время его хранения.

Включение в состав промышленного взрывчатого вещества по варианту 2 гексогена или/и флегматизированного гексогена с размерами частиц менее 0,7 мм и тротила или/и динитронафталина обеспечивает повышение энергии взрыва предлагаемого состава, что приводит к увеличению эффективности действия взрыва. Для размеров частиц гексогена или/и флегматизированного гексогена более 0,7 мм наблюдается существенное снижение скорости реакции взрывчатого превращения.

При значениях концентрации гексогена или/и флегматизированного гексогена, тротила или/и динитронафталина менее 0,5 мас.% практически повышение эффективности действия взрыва не определяется, а при значениях концентрации гексогена или/и флегматизированного гексогена, тротила или/и динитронафталина более 40% существенно повышается цена состава.

Если количество жидкого нефтепродукта в составе менее чем 1,0 мас.%, то нельзя обеспечить его равномерное распределение по составу, количество - более 17,0 мас.% приводит к значительному отрицательному кислородному балансу состава, что в итоге приводит к снижению эффективности действия взрыва.

При влажности состава более 1,8 мас.% сверх 100 мас.% через 12 месяцев хранения может наблюдаться нерассыпчатость состава.

Использование в составе утилизируемого гексогена, утилизируемого флегматизированного гексогена приводит к снижению количества взрывчатых веществ на складах и позволяет проводить замену их с просроченным сроком хранения.

Гранулы плотной аммиачной селитры и пористой аммиачной селитры с размером более 6 мм приводят к существенному снижению скорости реакции их взрывчатого превращения.

Водоустойчивая аммиачная селитра лучше сохраняет рассыпчатость состава во время его хранения.

Для подтверждения эффективности действия взрыва предлагаемого изобретения были проведены эксперименты. Эффективность действия взрыва составов определяли по величине обжатия стандартного свинцового цилиндра. Методика проведения исследований была следующей.

Испытуемый состав массой 1000 г помещали в бумажную гильзу внутренним диаметром 120 мм. Промежуточный детонатор (промдетонатор) заполняли тротилом в виде порошка массой 100 г. Диаметр промдетонатора равнялся 50 мм.

Сверху по оси заряда погружали во взрывчатый состав промдетонатор на 2/3 его высоты. Свинцовый цилиндр помещали на ровную стальную плиту. Цилиндр имел диаметр 40 мм и высоту 60 мм. На цилиндр устанавливали стальной усеченный конус с наибольшим диаметром, равным 300 мм, вверх. Затем на боек устанавливали картонную стойку, обеспечивающую заданное расстояние (150 мм) от верхнего основания до заряда. Картонную стойку сгибали в виде боковой поверхности прямой треугольной призмы. На картонную стойку устанавливали приготовленный заряд. После центровки заряда в промежуточный детонатор помещали электродетонатор и проводили подрыв.

В результате резкого удара продуктов детонации по стальному конусу свинцовый цилиндр деформируется.

До и после взрыва измеряли высоту свинцового цилиндра в четырех взаимно перпендикулярных направлениях. Мерой эффективности действия взрыва является величина обжатия цилиндра, т.е. разность между средними его высотами до и после взрыва. Для каждого состава проводили не менее двух параллельных определений и вычисляли среднее арифметическое, округленное до целого числа.

Экспериментальные данные по зависимости величины обжатия свинцового цилиндра от состава приведены в таблице.

Из таблицы видно, что у прототипа величина обжатия цилиндра 5-7 мм, а у предлагаемых составов - больше и равна 8-33 мм. Следовательно, предлагаемый состав имеет большую эффективность действия взрыва, чем прототип.

Преимуществом предлагаемого состава промышленного взрывчатого вещества является возможность применения его с высокой эффективностью действия взрыва при проведении взрывных работ на породах средней и высокой прочности при зарядке их в сухие и осушенные скважины, а также в скважины любой степени обводненности при зарядке их в полиэтиленовые рукава и в патронах.

Источники информации

1. Гранулиты. ГОСТ 21987-76.

2. Демидюк Г.П., Бугайский А.Н. Средства механизации и технология взрывных работ с применением гранулированных взрывчатых веществ. - М.: Недра, 1975.

3. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд.2, перераб. и доп. - М.: Недра, 1977, с.92.

4. Патент RU №2231515 С2, 7 С 06 В 31/28, 27.06.2004, Бюл.№18.

Таблица
Наименование	Составы, мас.%									Величина обжатия свинцового цилиндра, мм
	Гранулированная аммиачная селитра		Жидкий нефтепродукт		Гексоген (флегматизированный гексоген)	Тротил	Динитронафталин	Угольный порошок	Влажность, сверх 100 мас.%
	Плотная	Пористая	Дизельное топливо	Нефтяной экстракт
Прототип	19,6	78,4	2,0	-	-	-	-	-	-	5
	15,4	61,6	23,0	-	-	-	-	-	-	6
	71,2	17,8	11,0	-	-	-	-	-	-	7
Предлагаемые составы:
Вариант 1
1.1	-	98,5	1,0	-	0,5	-	-	-	0,3	8
1.2	43,0	-	17,0	-	(40,0*)		-	-	1,8	32
1.3	-	75,5	-	2,5	(21,0)		-	1,0	0,4	12
1.4	75,5	-	2,0	-	21,0*	-	-	1,5	0,5	18
1.5	71,5	-	-	2,5****	(26,0)		-	-	0,6	22
1.6	23,0	50,0	1,0	-	26,0	-	-	-	0,3	24
1.7	-	74,0	-	-	9,0	-	-	17	0,2	13
Вариант 2
2.1	18,0	80,0	-	1,0	0,5	0,5	-	-	0,2	8
2.2	-	42,5	-	17,0	40,0	-	0,5***	-	1,8	33
2.3	-	58,5	1,0	-	(0,5)		40,0*	-	0,3	14
2.4	34	40,0	-	2,5****	21,0	2,5***	-	-	0,5	19
2.5	-	74,0	2,5	-	(21,0)	2,5**	-	-	0,6	21
2.6	47,0	-	-	12,0	1,0	40,0*	-	-	1,2	30
2.7	-	52,0	17,0	-	11,0	-	20,0**	-	1,8	18
* - утилизируемый, ** - гранулированный, *** - чешуированный, **** - отработанное масло.