способ изготовления заряда водосодержащего взрывчатого вещества, водосодержащая жидкость (варианты) и водосодержащее взрывчатое вещество

Формула изобретения

1. Способ изготовления заряда водосодержащего взрывчатого вещества, включающий добавление к сухому аммиачно-селитренному взрывчатому веществу водосодержащей жидкости, являющейся смесевым водным раствором окисляющих и горючих веществ, перемешивание указанных компонентов в температурных условиях окружающей среды до получения готового водосодержащего взрывчатого вещества и формирование заряда взрывчатого вещества, отличающийся тем, что добавляют к сухому аммиачно-селитренному взрывчатому веществу водосодержащую жидкость, являющуюся смесевым водным раствором окисляющих и горючих веществ по концентрации ненасыщенным при температурах компонентов, а перемешивание осуществляют до выравнивания температуры смеси с температурой окружающей среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заряд взрывчатого вещества формируют сразу после перемешивания компонентного состава веществ до выравнивания температуры смеси с температурой окружающей среды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавление водосодержащей жидкости во взрывчатое вещество осуществляют с перемешиванием.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор окисляющих и горючих веществ включает вещества, образующие с аммиачной селитрой эвтектические смеси, например, нитраты щелочных металлов или карбамид.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что водосодержащее взрывчатое вещество загущают путем дополнительного введения в смесевой водный раствор окисляющих и горючих веществ и/или в сухое аммиачно-селитренное взрывчатое вещество загущающего компонента.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что водосодержащую жидкость добавляют в объеме, меньшем суммарного объема открытых пор в сухом аммиачно-селитренном взрывчатом веществе.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что водосодержащую жидкость добавляют в объеме, равном или превышающем суммарный объем открытых пор в сухом аммиачно-селитренном взрывчатом веществе.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании заряда взрывчатого вещества изменяют количество водосодержащей жидкости по мере формирования заряда.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что заряд формируют путем размещения готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости, например в скважине или оболочке.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что размещение готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости осуществляют потоком.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что размещение готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости осуществляют порциями.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что размещение готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости осуществляют с разделением непроницаемыми перемычками.

13. Способ по любому из пп.1 и 3, отличающийся тем, что заряд формируют из отдельных прижатых друг к другу частей, в которых водосодержащее взрывчатое вещество размещено в индивидуальные замкнутые оболочки.

14. Водосодержащая жидкость для изготовления водосодержащего взрывчатого вещества, содержащая нитрат аммония, нитрат щелочного металла, растворимое в воде горючее и воду в соотношении, близком к стехиометрическому, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Нитрат аммония	15,0-50,0
Нитрат щелочного металла	10,0-30,0
Растворимое в воде горючее	5,0-20,0
Вода	Остальное

15. Водосодержащая жидкость по п.14, отличающаяся тем, что в качестве растворимого в воде горючего используют моно-, ди-, триэтиленгликоль, глицерин, этиловый, метиловый спирты, карбамид или их смесь.

16. Водосодержащая жидкость для изготовления водосодержащего взрывчатого вещества, содержащая нитрат аммония, нитрат щелочного металла, растворимое в воде горючее, добавки и воду в соотношении, близком к стехиометрическому, отличающаяся тем, что в качестве добавок она содержит раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество, а также загущающий компонент, включающий гелеобразующее вещество, и сшивающий агент или раздельно, или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество, а также загущающий компонент, включающий гелеобразующее вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрат аммония	15,0-50,0
Нитрат щелочного металла	10,0-30,0
Растворимое в воде горючее	5,0-20,0
Добавки	0,05-3,0
Вода	Остальное

17. Водосодержащая жидкость по п.16, отличающаяся тем, что в качестве растворимого в воде горючего используют моно-, ди-, триэтиленгликоль, глицерин, этиловый, метиловый спирты, карбамид или их смесь.

18. Водосодержащая жидкость по п.16, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества она содержит стеарат натрия или олеиновую кислоту, в качестве гелеобразующего вещества - гуаргам или полиакриламид, а в качестве сшивающего агента - алюмокалиевые квасцы.

19. Водосодержащее взрывчатое вещество, содержащее водосодержащую жидкость на основе не менее одного окислителя и не менее одного горючего вещества в соотношении, близком к стехиометрическому, и сухую взрывчатую смесь, отличающееся тем, что в качестве сухой взрывчатой смеси оно содержит сухую взрывчатую смесь на основе аммиачной селитры, жидкого топлива, твердого органического горючего, индивидуального взрывчатого вещества, или пороха, или кремния, или металлического горючего, или их смеси в любом соотношении при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Водосодержащая жидкость на основе
не менее одного окислителя и не менее
одного горючего вещества в соотношении, близком к стехиометрическому	5,0-35,0
Сухая взрывчатая смесь на основе
аммиачной селитры, жидкого топлива,
твердого органического горючего,
индивидуального взрывчатого вещества, или
пороха, или кремния, или металлического
горючего, или их смеси в любом соотношении	Остальное

20. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что в качестве водосодержащей жидкости оно содержит водосодержащую жидкость по п.14.

21. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что в качестве водосодержащей жидкости оно содержит водосодержащую жидкость по п.16.

22. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что в качестве индивидуального взрывчатого вещества оно содержит тротил, или гексоген флегматизированный, или их смесь, или взрывчатые смеси - продукты утилизации боеприпасов.

23. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что в качестве металлического горючего оно содержит алюминий, или ферросилиций, или силикокальций, или кремнистый алюминий.

24. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что в качестве твердого органического горючего оно содержит каменный или древесный уголь, или сажу, или резину, или их смесь в различных сочетаниях.

25. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что в качестве жидкого топлива оно содержит жидкий нефтепродукт, например дизельное топливо или смесь нефтепродуктов.

26. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.19, отличающееся тем, что оно содержит сухую взрывчатую смесь, содержащую компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Индивидуальное взрывчатое вещество, или
порох, или кремний, или металлическое
горючее, или их смесь в любом соотношении	3,0-20,0
Твердое органическое горючее	0,3-5,0
Жидкое топливо	0,5-4,0
Аммиачная селитра	Остальное

27. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.26, отличающееся тем, что в качестве индивидуального взрывчатого вещества оно содержит тротил, или гексоген флегматизированный, или их смесь, или взрывчатые смеси - продукты утилизации боеприпасов.

28. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.26, отличающееся тем, что в качестве металлического горючего оно содержит алюминий, или ферросилиций, или силикокальций, или кремнистый алюминий.

29. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.26, отличающееся тем, что в качестве твердого органического горючего оно содержит каменный или древесный уголь, или сажу, или резину, или их смесь в различных сочетаниях.

30. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.26, отличающееся тем, что в качестве жидкого топлива оно содержит жидкий нефтепродукт, например дизельное топливо или смесь нефтепродуктов.

31. Водосодержащее взрывчатое вещество по пп.26 - 30, отличающееся тем, что сухая взрывчатая смесь дополнительно содержит загущающий компонент в количестве 0,05-3,0 мас.%.

32. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.31, отличающееся тем, что в качестве загущающего компонента оно содержит гуаргам или полиакриламид, и сшивающий агент, например, алюмокалиевые квасцы или соли трехвалентного железа, или без сшивающего агента.

33. Водосодержащее взрывчатое вещество по пп.26 - 30, отличающееся тем, что сухая взрывчатая смесь дополнительно содержит набухающий компонент в количестве 0,3-3,0 мас.%, пористый компонент в количестве 0,5-5,0 мас.%, флегматизирующий агент в количестве 0,1-5,0 мас.% и добавки в количестве 0,05-3,0 мас.%, в качестве которых она содержит раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество и загущающий компонент.

34. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.33, отличающееся тем, что в качестве набухающего компонента оно содержит органический набухающий компонент, например древесную муку, или муку злаков, или отруби, или глину, или их смесь в любом сочетании.

35. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.33, отличающееся тем, что в качестве пористого компонента оно содержит вспученный перлит, или унос-золу, или стеклянные микрокапсулы, или пенопластмассу, или их смесь в любом сочетании.

36. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.33, отличающееся тем, что в качестве флегматизирующего агента оно содержит глицерин, или тальк, или гидроксохлорид алюминия, или карбамид, или их смесь в любом сочетании.

37. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.33, отличающееся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества оно содержит стеараты щелочных металлов, например натрия, и жирные кислоты, например олеиновую.

38. Водосодержащее взрывчатое вещество по п.33, отличающееся тем, что в качестве загущающего компонента оно содержит гуаргам или полиакриламид и сшивающий агент, например, алюмокальциевые квасцы или соли трехвалентного железа или гуаргам, или полиакриламид.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к взрывным работам на карьерах, в частности к способам изготовления взрывчатых веществ (ВВ) непосредственно на месте применения, перед их размещением в скважинах, в том числе и в полиэтиленовых рукавах.

Известны способы изготовления водосодержащего заряда и ВР для его реализации [1, 2], в которых водонаполнение осуществляют перемешиванием сухих компонентов с водой или с растворами окислителя. Водосодержащее ВВ изготавливают предварительно, как правило, в стационарных условиях и транспортируют к месту производства взрыва в готовом виде, где изготавливают заряд. Стабильность состава в этих ВВ обеспечивается созданием высокой вязкости жидкой фазы.

При реализации этого способа проблематично механизированное заряжание, так как готовое водонаполненное ВВ при малом содержании воды, особенно содержащее загустители, обладает пониженной сыпучестью.

Кроме того, водонаполнение ВВ на месте его приготовления приводит к повышению количества перевозимого опасного груза, так как вода увеличивает общую массу ВВ. Это снижает безопасность ведения работ.

Известны заряды из ВВ, которые изготавливаются непосредственно перед размещением их в зарядной полости путем смешивания горячего насыщенного раствора окисляющих веществ - ифзаниты, акватолы, а также окисляющих и горючих веществ - карбатолы с сухими веществами [3].

Для стабилизации состава в процессе кристаллизации во время его остывания в состав этих ВВ вводят загущающие компоненты. Однако на практике при значительных временных интервалах сохранения зарядов в изготовленном виде ввиду действия различных факторов, таких как влияние знакопеременных изменений температур, всевозможных примесей горных пород, недостаточных технологических свойств загущающих компонентов и т.д., происходит осаждение кристаллов солей и расслоение зарядов, что резко снижает эффективность действия взрыва таких зарядов.

Известен способ изготовления заряда на основе холодного насыщенного раствора аммиачной селитры [4]. В нем непосредственно перед формированием заряда смешивают раствор с сухим ВВ.

Также известен способ изготовления ВВ и заряда ВВ на основе холодной водосодержащей жидкости, а также состав этой жидкости, принятые нами в качестве прототипа [5]. В первом [4] и втором [5] вариантах изготовления ВВ и формирования заряда вероятность осадкообразования и расслоения заряда ниже, чем в случае горячих растворов. Однако при снижении температуры вещества ниже температуры насыщения раствора это явление будет происходить. Такое снижение возможно при добавлении раствора к холодному сухому ВВ, или при перемешивании веществ, или при размещении полученного вещества в заряде при температурах ниже температуры раствора. В указанных способах не учитываются явления осадкообразования и не рассматриваются мероприятия по снижению или полному его исключению. Кроме того, соотношение веществ в составе водосодержащей жидкости (раствора) в этих вариантах значительно отличается от стехиометрического, и эта жидкость обладает сравнительно малым энергетическим потенциалом. Это требует при изменении содержания жидкости в составе ВВ изменять состав сухого ВВ, в которое эта жидкость добавляется. Вследствие относительно малой энергонасыщенности жидкости водосодержащее ВВ обладает также пониженным энергетическим потенциалом, который будет резко падать при нарушении соотношения содержания жидкости в ВВ или при расслоении этой жидкости вследствие осадкообразования при насыщении. Кроме того, сохранение насыщенного раствора без его кристаллизации осуществляется в технологических операциях, предшествующих его добавлению, проблематично, особенно если ВВ изготавливается в условиях карьера, непосредственно перед формированием скважинных зарядов.

Технической задачей изобретения является разработка способа формирования заряда, водосодержащей жидкости и водосодержащего ВВ, обеспечивающих повышение эффективности действия заряда водосодержащего ВВ за счет снижения интенсивности осадкообразования, а также повышения энергетических свойств и сбалансированности водосодержащей жидкости.

Задача решается тем, что в известном способе изготовления заряда водосодержащего взрывчатого вещества, заключающемся в добавлении к сухому аммиачно-селитренному взрывчатому веществу водосодержащей жидкости, являющейся смесевым водным раствором окисляющих и горючих веществ, перемешивании указанных компонентов в температурных условиях окружающей среды до получения готового водосодержащего взрывчатого вещества и формировании заряда взрывчатого вещества, добавляют к сухому аммиачно-селитренному взрывчатому веществу водосодержащую жидкость, являющуюся смесевым водным раствором окисляющих и горючих веществ по концентрации не насыщенным при температурах компонентов, а перемешивание осуществляют до выравнивания температуры смеси с температурой окружающей среды.

При этом заряд взрывчатого вещества формируют сразу после перемешивания компонентного состава веществ до выравнивания температуры смеси с температурой окружающей среды.

При этом добавление водосодержащей жидкости во взрывчатое вещество осуществляют с перемешиванием.

При этом водный раствор окисляющих и горючих веществ включает вещества, образующие с аммиачной селитрой эвтектические смеси, например нитраты щелочных металлов или карбамид.

При этом водосодержащее взрывчатое вещество загущают путем дополнительного введения в смесевой водный раствор веществ и/или в сухое аммиачно-селитренное взрывчатое вещество загущающего компонента.

При этом водосодержащую жидкость добавляют в объеме, меньшем суммарного объема открытых пор в сухом аммиачно-селитренном взрывчатом веществе.

При этом водосодержащую жидкость добавляют в объеме, равном или превышающем суммарный объем открытых пор в сухом аммиачно-селитренном взрывчатом веществе.

При формировании заряда взрывчатого вещества изменяют количество водосодержащей жидкости по мере формирования заряда.

При этом заряд формируют путем размещения готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости, например в скважине или оболочке.

При этом размещение готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости осуществляют потоком.

При этом размещение готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости осуществляют порциями.

При этом размещение готового водосодержащего взрывчатого вещества в зарядной полости осуществляют с разделением непроницаемыми перемычками.

При этом заряд формируют из отдельных прижатых друг к другу частей, в которых водосодержащее взрывчатое вещество размещено в индивидуальные замкнутые оболочки.

Задача решается также тем, что в водосодержащей жидкости, включающей нитрат аммония, нитрат щелочного металла, растворимое в воде горючее и воду в соотношении, близком к стехиометрическому, она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Нитрат аммония	15,0-50,0
Нитрат щелочного металла	10,0-30,0
Растворимое в воде горючее	5,0-20,0
Вода	Остальное

При этом в качестве растворимого в воде горючего используют моно-, ди-, триэтиленгликоль, глицерин, этиловый, метиловый спирты, карбамид или их смесь.

Задача решается также тем, что водосодержащая жидкость, включающая нитрат аммония, нитрат щелочного металла, растворимое в воде горючее, добавки и воду, в соотношении, близком к стехиометрическому, в качестве добавок она содержит раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество, а также загущающий компонент, включающий гелеобразующее вещество и сшивающий агент или раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество, а также загущающий компонент, включающий гелеобразующее вещество, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрат аммония	15,0-50,0
Нитрат щелочного металла	10,0-30,0
Растворимое в воде горючее	5,0-20,0
Добавки	0,05-3,0
Вода	Остальное

При этом в качестве растворимого в воде горючего используют моно-, ди-, триэтиленгликоль, глицерин, этиловый, метиловый спирты, карбамид или их смесь.

При этом в качестве поверхностно-активного вещества она содержит стеарат натрия или олеиновую кислоту, в качестве гелеобразующего вещества гуаргам или полиакриламид, а в качестве сшивающего агента алюмокалиевые квасцы.

Задача решается также тем, что в водосодержащем взрывчатом веществе, включающем водосодержащую жидкость на основе не менее одного окислителя и не менее одного горючего вещества в соотношении, близком к стехиометрическому, и сухую взрывчатую смесь, в качестве сухой взрывчатой смеси оно содержит сухую взрывчатую смесь на основе аммиачной селитры, жидкого топлива, твердого органического горючего, индивидуального взрывчатого вещества или пороха, или кремния, или металлического горючего, или их смеси в любом соотношении при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Водосодержащая жидкость на основе не менее одного
окислителя и не менее одного горючего вещества в
соотношении, близком к стехтометрическому	5,0-35,0
Сухая взрывчатая смесь на основе аммиачной селитры,
жидкого топлива, твердого органического горючего,
индивидуального взрывчатого вещества, или пороха,
или кремния, или металлического горючего
или их смеси в любом соотношении	Остальное

При этом водосодержащее взрывчатое вещество в качестве водосодержащей жидкости содержит нитрат аммония, нитрат щелочного металла, растворимое в воде горючее и воду в соотношении, близком к стехиометрическому, при следующем соотношении, мас.%:

Нитрат аммония	15,0-50,0
Нитрат щелочного металла	10,0-30,0
Растворимое в воде горючее	5,0-20,0
Вода	Остальное

При этом водосодержащее взрывчатое вещество в качестве водосодержащей жидкости содержит водосодержащую жидкость, содержащую нитрат аммония, нитрат щелочного металла, растворимое в воде горючее, добавки и воду в соотношении, близком к стехиометрическому, а в качестве добавок она содержит раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество, а также загущающий компонент, включающий гелеобразующее вещество, и сшивающий агент или раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество, а также загущающий компонент, включающий гелеобразующее вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрат аммония	15,0-50,0
Нитрат щелочного металла	10,0-30,0
Растворимое в воде горючее	5,0-20,0
Добавки	0,05-3,0
Вода	Остальное

При этом в качестве индивидуального взрывчатого вещества оно содержит тротил или гексоген флегматизированный, или их смесь, или взрывчатые смеси - продукты утилизации боеприпасов.

При этом в качестве металлического горючего оно содержит алюминий или ферросилиций, или силикокальций, или кремнистый алюминий.

При этом в качестве твердого органического горючего оно содержит каменный или древесный уголь, или сажу, или резину, или их смесь в различных сочетаниях

При этом в качестве жидкого топлива оно содержит жидкий нефтепродукт, например дизельное топливо или смесь нефтепродуктов.

При этом оно содержит сухую взрывчатую смесь, содержащую компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Индивидуальное взрывчатое вещество, или порох, или
кремний, или металлическое горючее, или их смесь в
любом соотношении	3,0-20,0
Твердое органическое горючее	0,3-5,0
Жидкое топливо	0,5-4,0
Аммиачная селитра	Остальное

При этом в качестве индивидуального взрывчатого вещества оно содержит тротил или гексоген флегматизированный, или их смесь, или взрывчатые смеси - продукты утилизации боеприпасов.

При этом в качестве металлического горючего оно содержит алюминий или ферросилиций, или силикокальций, или кремнистый алюминий.

При этом в качестве твердого органического горючего оно содержит каменный или древесный уголь, или сажу, или резину, или их смесь в различных сочетаниях.

При этом в качестве жидкого топлива оно содержит жидкий нефтепродукт, например дизельное топливо или смесь нефтепродуктов.

При этом сухая взрывчатая смесь дополнительно содержит загущающий компонент в количестве 0,05-3,0 мас.%.

При этом в качестве загущающего компонента используют гуаргам, или полиакриламид, или сшивающий агент, например алюмокалиевые квасцы или соли трехвалентного железа, или без сшивающего агента.

При этом сухая взрывчатая смесь дополнительно содержит набухающий компонент в количестве 0,3-3,0 мас.%, пористый компонент в количестве 0,5-5,0 мас.%, флегматизирующий агент в количестве 0,1-5,0 мас.% и добавки в количестве 0,05-3,0 мас.%, в качестве которых она содержит раздельно или совместно в любом соотношении одно или более поверхностно-активное вещество и загущающий компонент.

При этом в качестве набухающего компонента оно содержит органический набухающий компонент, например древесную муку, или муку злаков, или отруби, или глину, или их смесь в любом сочетании.

При этом в качестве пористого компонента оно содержит вспученный перлит, или унос-золу, или стеклянные микрокапсулы, или пенопластмассу, или их смесь в любом сочетании.

При этом в качестве флегматизирующего компонента оно содержит глицерин, или тальк, или гидроксохлорид алюминия, или карбамид, или их смесь в любом сочетании.

При этом в качестве поверхностно-активного вещества оно содержит стеараты щелочных металлов, например натрия, и жирные кислоты, например олеиновую.

При этом в качестве загущающего компонента оно содержит гуаргам или полиакриламид и сшивающий агент, например алюмокальциевые квасцы, или соли трехвалентного железа, или гуаргам, или полиакриламид.

Эффективность отличительного признака перемешивания состава веществ и получения готового до момента времени выравнивания температуры этого состава с температурой окружающей среды определяется действующими при этом факторами. При различных температурах жидкости и сухого ВВ практически в процессе перемешивания их температура выравнивается и становится постоянной во всех точках перемешиваемой массы. При этом, если раствор был насыщен при температуре его объединения с сухим ВВ, он остается насыщенным до конца процесса перемешивания. Однако концентрация его может значительно упасть. Это произойдет при снижении температуры раствора и при выравнивании, если она была выше температуры сухого ВВ. «Излишнее» по концентрации при температуре перемешивания вещество раствора кристаллизуется и выпадает в осадок. По окончании процесса перемешивания этот осадок постепенно опустится в нижние слои объема ВВ.

Предельной концентрацией вещества в растворе, при которой оно во время перемешивания может выпасть в осадок, является концентрация насыщения при температуре перемешивания. В этом случае при перемешивании после выравнивания разности исходных температур перемешиваемых веществ процессы растворения в перемешиваемой среде не происходят и температура стабилизируется.

При добавлении в сухое ВВ ненасыщенной жидкости после выравнивания температур продолжается замедляющееся растворение аммиачной селитры и падение температуры состава до нижнего значения, зависящего от концентрации веществ в растворе. Чем меньше насыщен раствор, тем больше падение температуры. Если при этом не меняются внешние условия изготовления ВВ, то по достижении минимального значения температуры и концентрации образующегося раствора в составе водосодержащего ВВ, близкой к насыщенной, температура смеси медленно возрастает до выравнивания с температурой окружающей среды. Осадок при этом не образуется. При длительном хранении вещества и колебании температур возможно выпадение осадка выкристаллизованных солей.

Если температура взрывания водосодержащего ВВ ниже температуры сохранения готового водосодержащего вещества, происходит расслоение ВВ. Поэтому в этом случае чем ниже концентрация раствора веществ перед объединением и перемешиванием с сухим веществом и чем быстрее после максимального снижения температуры веществу придается температура, при которой оно будет взрываться, тем меньше вероятность образования осадка и расслоение водосодержащего ВВ. Поэтому предпочтительно процесс перемешивания осуществлять в период снижения температуры смеси, а готовое ВВ сразу располагать и сохранять в условиях, где оно будет взрываться. Концентрацию исходного раствора целесообразно снижать до определенного предела, несмотря на связанное с этим снижение вероятности осадкообразования. Это обусловлено, прежде всего, увеличением содержания воды в составе ВВ и снижением его энергетических показателей. Логическим нижним пределом концентрации веществ исходного раствора является концентрация его насыщения при температуре взрывания. В этом случае в процессе изготовления ВВ с растворением аммиачной селитры наименьшая температура, если не учитывать изменения содержания солей в растворе, не будет ниже температуры взрывания, так как в этом случае будет прекращаться растворение веществ и сопутствующее ему снижение температур. При размещении такого вещества для сохранения в условиях осуществления его взрыва оно не будет претерпевать расслоения за счет осадкообразования. В случае перемешивания такого раствора с сухим компонентом водосодержащего ВВ при температуре его взрывания падения температуры смеси происходить не будет и не будет наблюдаться выпадения осадка.

Дополнительным фактором повышения однородности состава заряда является различие в процессах перевода растворимых веществ в раствор при равномерном и неравномерном распределении компонентов в объеме смесей.

При неравномерном соотношении сухого ВВ и жидкости этот процесс будет происходить с повышенным, вплоть до полного, переходом в раствор растворимых компонентов в одних точках и почти полным сохранением первоначальной структуры сухого ВВ в других точках объема смеси. При этом в первых точках будут концентрироваться оставшиеся без непосредственного контакта с окислителем твердые нерастворимые горючие вещества.

Параллельно будут коагулироваться и осаждаться на нерастворенных, прежде всего горючих, частицах жидкие нерастворимые в воде нефтепродукты, выделившиеся из растворенных частиц окислителя, в частности аммиачной селитры, особенно пористой. Это приведет к формированию крупнодисперсных структур с горючими веществами.

Кроме того, возможно, что часть растворимых частиц перейдет в раствор полностью, остальные растворимые при этом будут растворены в меньшей степени, то есть также будут в среднем более крупные.

При перемешивании крупные частицы могут быть вновь равномерно распределены, но останутся по размерам укрупненными, значимо ухудшая детонационные и энергетические характеристики ВВ.

Наоборот, перемешивание на более ранних стадиях процесса растворения приводит к более равномерному растворению частиц во всех точках объема и более равномерному изменению структуры сухого ВВ в лучшую сторону с уменьшением размеров растворимых частиц, как правило, окислителей.

Равномерное уменьшение размеров частиц окислителей приведет к повышению равномерности и интенсивности контактирования горючих и окисляющих веществ, что повышает детонационные характеристики и энергоотдачу ВВ. Поэтому процесс растворения с уменьшением частиц растворяемых элементов при своевременном перемешивании и выравнивании состава вещества в объеме является важным технологическим элементом, улучшающим технические свойства ВВ. Это дополнительно обосновывает целесообразность использования ненасыщенных растворов жидкости при изготовлении водосодержащих ВВ.

На чертежах приведены температурные режимы смешивания конкретных заявляемых вариантов, жидкости и сухого ВВ. В состав жидкости входят, мас.%: аммиачная селитра - 28; натриевая селитра - 25; этиленгликоль -11; вода - 36. ВВ включает, мас.%: ферросилиций - 4,0; ископаемый уголь - 2,0; дизельное топливо - 2,4; гуаргам - 0,6; аммиачная селитра - 81,0.

На фиг.1 представлена зависимость температуры смеси от времени при исходной температуре жидкости, сухого ВВ и окружающей среды, равной 27°С.

На фиг.2 представлена зависимость температуры смеси от времени при температуре жидкости - 5°С, сухого ВВ и окружающей среды - 27°С (зависимость 1), а также при температуре сухого ВВ и окружающей среды, равной 5°С (зависимость 2).

Сравнительные характеристики водосодержащей жидкости по прототипу и заявляемому варианту приведены в таблице. Данные этой таблицы подтверждают существенно более высокие энергетические характеристики заявляемой жидкости и более близкое к стехиометрическому соотношение компонентов.

Близким к стехиометрическому соотношению компонентов является соотношение компонентов, при котором добавление водосодержащей жидкости к сухому ВВ не ухудшает в пределах допустимых отношений его эксплуатационные показатели.

Характеристики водосодержащих жидкостей и смеси их сухих активных веществ

Компоненты	Содержание, мас.%
	прототип		заявляемый
	с водой	безводный	с водой	безводный
Нитрат натрия	-	-	24,8	38,5
Нитрат кальция	48,0	92,3	-	-
Нитрат аммония	-	-	27,7	43,0
Дизельное топливо	2,6	5,0	-	-
Этиленгликоль	-	-	10,9	16,9
Гуаргам	13	2,5	0,8	12
Уксусная кислота	0,1	0,2	0,1	0,1
Вода	48,0	-	35,5	-
Физико-химические показатели	Расчетные значения
Кислородный баланс, %	14,29	27,47	2,59	4,01
Теплота взрыва, ккал/кг	142,0	239,3	227,2	658,1
Объем газов, л/кг	851,2	489,2	929,2	756,2

Например, для сухого ВВ с кислородным балансом -1,0% приведенные в таблице составы жидкости при добавлении их в количестве 26,0 мас.% являются: жидкость по прототипу не близкой, а заявляемая близкой по соотношению компонентов к стехиометрическому. Так, результирующий состав при использовании жидкости по прототипу будет иметь кислородный баланс +2,82, а по заявляемому варианту - минус 0,1. В первом случае произойдет резкое качественное и количественное изменение газового состава продуктов детонации в худшую сторону.

Конкретные варианты реализации способа изготовления заряда ВВ, водосодержащей жидкости и взрывчатых веществ особенностей не имеют. Они могут быть использованы в стационарных условиях изготовления зарядов ВВ-патронов, а также в более характерных условиях при изготовлении скважинных зарядов ВВ на карьерах с помощью передвижных смесительных установок.

Источники информации

1. Патент СССР №537624, С 06 В 31/28.

2. Патент РФ №2147567, С 06 В 31/42.

3. Крысин Р.С., Домничев В.Н. Современные взрывчатые вещества местного приготовления. - Днепропетровск: Наука и образование, 1998. - 140 с.

4. Сеинов Н.П., Валиев Б.С. Технология заряжания обводненных скважин неводоустойчивыми взрывчатыми веществами / В кн. Взрывное дело, №89/46. - М.: Недра, 1986. - С.204-215.

5. Патент США №4693765, С 06 В 36/30.