взрывчатый состав "дисетол"

Формула изобретения

Взрывчатый состав, содержащий аммиачную селитру, горючую добавку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве сенсибилизатора тротил, а в качестве горючей добавки он содержит смесь динитротолуола, или динитронафталина, или их композиции в любом соотношении и минерального масла или дизельного топлива в соотношении соответственно 20-80:20-80 при следующем содержании компонентов, мас.%:

Смесь динитротолуола или динитронафталина,
или их композиции в любом соотношении
и минерального масла или дизельного топлива	1,25-25,0
Тротил гранулированный или чешуйчатый	2,1-24,9
Аммиачная селитра гранулированная	50,1-96,65

при этом содержание минерального масла или дизельного топлива составляет не менее 1,0 мас.% и не более 5,0 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленным гранулированным взрывчатым веществам (ВВ) для заряжания шпуров и скважин при производстве взрывных работ в горнодобывающей промышленности.

Известно гранулированное ВВ-игданит, содержащее аммиачную селитру (АС) 94,5 мас.% и дизельное топливо (ДТ) 5,5 мас.% [1]. Недостатками известного состава являются:

- низкая физическая стабильность, проявляющаяся в том, что со временем часть ДТ стекает в нижние слои ВВ и флегматизирует его, при этом снижается энергия взрыва, ухудшается состав газов, по этой причине игданит не подлежит хранению и изготавливается непосредственно перед применением;

- относительно низкая детонационная способность - критический диаметр d_кр 160-200 мм в картонной оболочке [2];

- низкая относительная работоспособность f (0,926 [3] по граммониту 79/21).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гранулированное ВВ «Дитолан» [4], содержащее аммиачную селитру 85-93 мас.% и смесь динитротолуола (ДНТ) с минеральным маслом или дизельным топливом 7-15 мас.% в соотношении соответственно R=40-90:10-60.

Недостатками известного взрывчатого состава являются:

- сравнительно низкая детонационная способность - критический диаметр детонации 80-120 мм в картонной оболочке, 51-69 мм в стальной оболочке;

- низкая относительная работоспособность (f=0,743-0,955);

- кроме того, запасы и производство ДНТ в настоящее время ограничены.

Задачей изобретения является разработка гранулированного взрывчатого состава, обладающего высокими детонационной способностью, относительной работоспособностью, и имеющего широкую сырьевую базу. Поставленная задача достигается тем, что предложенный гранулированный взрывчатый состав «Дисетол» включает в качестве окислителя аммиачную селитру, в качестве горючей добавки - смесь динитротолуола, или динитронафталина (ДНН), или их композиции в любом соотношении и минерального масла или дизельного топлива в соотношении соответственно R=20-80:20-80 и в качестве сенсибилизатора содержит тротил (ТНТ) при следующем содержании компонентов, мас.%:

- Смесь динитротолуола или динитронафталина
или их композиции в любом соотношении
и минерального масла или дизельного топлива	1,25-25,0
- тротил гранулированный или чешуйчатый	2,1-24,9
- аммиачная селитра гранулированная	50,1-96,65

Введение в состав ВВ "Дисетол" гранулированного или чешуйчатого ТНТ, как и гранулированной АС, обеспечивает хорошую сыпучесть и минимальное пыление ВВ, т.е. технологичность и безопасность при механизированном или ручном заряжании шпуров и скважин. Кроме того, у гранулированных ВВ, как правило, зона химических реакций при детонации более широкая, чем и обеспечивается более равномерное по сравнению с порошкообразными ВВ дробление породы за счет меньшей зоны переизмельчения [5].

Использование в качестве горючего смеси ДНТ или ДНН или композиции ДНТ/ДНН и минерального масла или ДТ в соотношении соответственно 20-80:20-80, в качестве сенсибилизатора гранулированного или чешуйчатого ТНТ в указанных количествах повышает детонационную способность взрывчатого состава и относительную работоспособность, а также расширяет его сырьевую базу. Содержание минерального масла или ДТ в составе составляет не менее 1,0 мас.% и не более 5,0 мас.%. При содержании масла или ДТ менее 1,0% состав недостаточно омаслен и неоднороден, а также возможно его пыление, при содержании масла или ДТ более 5,0% физическая стабильность состава ухудшается по причине отекания масла или ДТ в нижние слои заряда, мешка и, кроме того, снижается кислородный баланс (КБ) состава, обуславливая возрастание содержания ядовитых газов в продуктах взрыва (ПВ) и снижение работоспособности.

При полной замене ДНТ на ДНН или наоборот или при любых их соотношениях относительная работоспособность состава изменяется не более чем на 1,08% по отношению к значениям при их соотношении 50/50; изменение детонационной способности также несущественно.

Характеристики состава-прототипа и опытных образцов предлагаемого состава приведены в таблице.

Для лучшего понимания сущности изобретения и практического его осуществления приводится пример технологии получения 1000 кг образца №3 взрывчатого состава (см. таблицу) при соотношении в горючей добавке композиции ДНТ/ДНН 75/25 мас.% и минерального масла соответственно 50:50 мас.% и содержании этой горючей добавки в составе 6 мас.%. Навеска масла в количестве 30 кг заливается в смеситель с мешалкой и водяной рубашкой для поддержания температуры в интервале 60-80°С. Затем в смеситель добавляется 22,5 кг ДНТ в виде кусков или в расплавленном состоянии и 7,5 кг ДНН в виде порошка или чешуек. При достижении 60°С включается мешалка. Полученная смесевая горючая добавка выгружается на навеску АС в количестве 1000-30-22,5-7,5-97=843 кг, засыпанную предварительно в смеситель с Z-образными мешалками. После 5-7 минут перемешивания в смеситель добавляется 97 кг ТНТ в виде гранул или чешуек. По истечении 10-15 минут перемешивания взрывчатый состав в количестве 1000 кг выгружается и затаривается. Аналогичным образом изготавливаются образцы №1-2 и 4-6 взрывчатого состава.

Из данных таблицы следует, что введение в состав в качестве горючего смеси ДНТ, или ДНН, или их композиции и минерального масла, или дизельного топлива в соотношении соответственно 20-80: 20-80 и в качестве сенсибилизатора тротила приводит к увеличению детонационной способности состава (снижению критического диаметра) и относительной работоспособности.При содержании в составе тротила 1,05% и аммиачной селитры 73,95 -97,70% (образец №1) относительная работоспособность (f) составляет 0,704-0,96, а критический диаметр (d_кр) 51-74 мм. По сравнению с прототипом у образца №1 значения нижнего уровня для f (0,704) и верхнего для d _кр (74 мм) (более низкая детонационная способность) уступают соответствующим значениям показателей для прототипа (см. таблицу).

Таблица
Рецептуры и характеристики взрывчатого состава "Дисетол" и прототипа ("Дитолан")
Наименование	Прототип	Образцы взрывчатого состава «Дисетол»
показателей	"Дитолан" [4]	1	2	3	4	5	6
Состав, мас.%:
- тротил;	-	1,05	2,1	9,7	17,3	24,9	25,95
- аммиачная селитра;	85-93	73,95-97,70	72,9-96,65	65,3-89,05	57,7-81,45	50,1-73,85	49,05-72,8
- смесь ДМ*	7-15	1,25-25	1,25-25	1,25-25	1,25-25	1,25-25	1,25-25
Соотношение R	40-90:10-60	20-80:20-80	20-80:20-80	20-80:20-80	20-80:20-80	20-80:20-80	20-80:20-80
Содержание минерального масла или ДТ	0,7-9	1-5	1-5	1-5	1-5	1-5	1-5
f	0,743-0,955	0,704-0,96	0,746-0,962	0,789-0,98	0,787-0,991	0,789-0,957	0,789-0,950
dкр ** при плотности =0,95-0,96 г/см3, мм	51-69	51-74	49-62	41-51	36-41	25-36	25-36
Примечания: * -смесь ДМ для состава "Дисетол": смесь динитротолуола или динитронафталина или их композиции в любом соотношении и минерального масла или дизельного топлива в соотношении соответственно R=20-80: 20-80% мас.; смесь ДМ для состава "Дитолан" (прототип): смесь динитротолуола и минерального масла или дизельного топлива в соотношении соответственно R=40-90: 10-60% мас.; ** -в стальных трубах.

При содержании в составе ТНТ 25,95% и АС 49,05-72,8% (образец №6) относительная работоспособность (а) составляет 0,789-0,950, а критический диаметр (d_кр) 25-36 мм. Детонационная способность этого образца по сравнению с образцом №5 (d_кр =25-36 мм) не изменяется, а значение верхнего уровня для f (0,950) оказывается ниже соответствующего значения для прототипа (0,955).

Лучшие характеристики имеют образцы №№2-5 состава, включающего горючую смесь ДНТ или ДНН или их композиции с минеральным маслом или ДТ в соотношении 20-80: 20-80 в количестве 1,25-25,0%, тротил 2,1-24,9% и аммиачную селитру 50,1-96,65%.

При определении характеристик опытных образцов взрывчатого состава «Дисетол» использовались следующие методики:

- плотность зарядов () определялась по ГОСТ 14839.18-69;

- критический диаметр детонации (d_кр) определялся по ГОСТ В 84-898-74;

- относительная работоспособность рассчитывалась по формуле Лангефорса [3]:

где Q, Q_ref, V, V_ref - теплота и объем продуктов взрыва исследуемого и эталонного (граммонит 79/21) ВВ, рассчитываемых по методикам [1,6-7]. Для изготовления взрывчатого состава «Дисетол» используются:

- аммиачная селитра гранулированная ГОСТ 2-85 марки А и Б, гранулированная пористая марки П ТУ 6-03-372-74, марки МП ТУ 2143-036-00203789-2003, ТУ 113-03-00203789-16-93, ТУ 113-03-27-112-95, ТУ 2143-635-00209023-99, водоустойчивая ГОСТ 14702-79;

- динитротолуол по ОМТУ 280-55, ОСТ В 84-1461-77, ТУ 7511903-600-92;

- динитронафталин по ГОСТ 6599-76;

- масло минеральное ОСТ 38-157-74, ГОСТ 4540-48, ГОСТ 6601-53, ГОСТ 1805-76, ГОСТ 20799-88, ГОСТ 8675-62, ГОСТ 21046-86 или дизельное топливо ГОСТ 305-73, ГОСТ 4749-73;

- тротил ГОСТ 25857-83, ГОСТ 4117-78 или У, УД ТУ 7511809-80-93.

Преимуществами заявляемого взрывчатого состава по сравнению с прототипом являются более высокие детонационная способность (d_кр=25-62 мм), относительная работоспособность (f=0,746-0,991) и широкая сырьевая база.

Источники информации

1. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. - М.: Недра, 1977, 253 с.

2. Кутузов Б.Н., Скоробогатов В.М., Ерофеев И.Е. и др. Справочник взрывника. М.: Недра, 1988, 511 с.

3. Афанасенков А.Н., Котова Л.И., Кукиб Б.Н. О работоспособности промышленных взрывчатых веществ. ФГВ, 2001, т.37, №3, 115 с.

4. Патент №2216529, Взрывчатый состав «ДИТОЛАН». Бюллетень №32, 2003.

5. Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М., Недра, 1974, 368 с.

6. Авакян Г.А. Расчет энергетических и взрывчатых характеристик ВВ. М.: ВИА им. Дзержинского, 1964, 106 с.

7. Светлов Б.Я., Яременко Н.Е. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ. М.: Недра, 1973, 208 с.