ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1994 года по МПК C06B31/28 

Изобретение относится к взрывчатым веществам без детонирующего сенсибилизатора и может быть использовано при взрывных работах скважинными зарядами на открытых разработках в горном деле.

Взрывчатые вещества простейшего типа на основе гранулированной аммиачной селитры широко применяются на открытых горных выработках. Известно, например, двухкомпонентное ВВ "игданит", содержащее 94,5% гранулированной аммиачной селитры и 5,5% жидкого горючего (дизельное топливо или соляровое масло). Данное ВВ изготавливается непосредственно на месте применения путем пропитки гранул аммиачной селитры жидким горючим.

Одним из основных недостатков известного ВВ является высокая вероятность отказов и снижение полноты выделения энергии взрыва из-за стекания жидкого горючего с гранул аммиачной селитры. В связи с этим "игданит" не рекомендуется применять в обводненных скважинах и выдерживать в сухих скважинах более 4 ч.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому составу является углегранулит, содержащий, % : гранулированная аммиачная селитра 92, дизельное топливо 2 и угольный порошок. Для уменьшения стекания жидкого горючего с гранул количество его уменьшено до 2% , а недостающее до стехиометрии количество жидкого горючего компенсируется добавкой угля. Кроме того, добавка порошка угля повышает водоустойчивые свойства взрывчатого вещества. Недостатком известного состава является невысокая водоустойчивость. Исследованиями установлено, что при добавке угольного порошка в пределах 6-8% повышение водоустойчивости происходит без ухудшения эксплуатационных свойств. Однако при содержании угольного порошка более 8% снижается детонационная способность и эффективность взрыва, а при содержании более 15% наблюдается полная потеря детонационной способности. Кроме того, практика показывает, что ВВ находится в скважинах до 3 сут, при этом происходит растворение аммиачной селитры, входящей в состав. За 5 ч из состава ВВ по прототипу растворяется более 30% аммиачной селитры и состав теряет способность детонировать. Предлагаемый способ обладает высокими водоустойчивыми свойствами и использование его позволит повысить эффективность взрыва заряда в обводненных скважинах при выдержке в них зарядов до 5 сут.

Взрывчатое вещество содержит гранулированную аммиачную селитру, уголь и оксиды железа. В состав введены оксиды железа, компоненты взяты в следующем соотношении, мас. % : Селитра 70-80 Уголь 10-15 Оксиды железа 10-15
Высокая водоустойчивость предлагаемого ВВ обусловлена тем, что при смешивании состава гранулы аммиачной селитры покрываются, а межгранульное пространство заполняется гидрофобным материалом, каковым является смесь угольного порошка с порошком оксидов железа, и вода не может проникнуть к гранулам аммиачной селитры. Добавка в состав порошка оксидов железа усиливает водоустойчивые свойства, сообщаемые составу угольным порошком, и одновременно компенсирует потерю детонационной способности, вызванную введением в состав угольного порошка.

П р и м е р 1. Для приготовления опытных образцов трехкомпонентного ВВ используют гранулированную аммиачную селитру, уголь и оксиды железа. Технология приготовления угольного порошка заключалась в измельчении угля и отборе фракций, прошедших через сито N 15. В качестве добавки используют магнитный железняк Fe₃O₄, представляющий собой смешанное соединение трехвалентного и двухвалентного оксидов железа. Оксиды железа измельчают и просеивают через сито N 15. Сначала смешивают в заданной пропорции угольный порошок с порошком оксидов железа. Затем смешивают полученную смесь с гранулированной аммиачной селитрой до получения визуальной однородности состава.

Для получения 10 кг ВВ, содержащего 80% гранулированной аммиачной селитры, 10 % угольного порошка и 10% порошка оксидов железа компоненты берут в количестве 8,0, 1,0 и 1,0 кг соответственно. Полученную смесь подвергали испытаниям на водорастворимость и эффективность взрыва. Методика испытания на водорастворимость заключается в том, что в стеклянный цилиндр насыпают 100 г ВВ и придавливают перфорированным стальным диском, а затем наливают 200 г воды. Через заданные интервалы времени отбирают пробы воды для анализа на содержание аммиачной селитры. Определяют долю аммиачной селитры, перешедшей в раствор, от ее содержания в составе ВВ. Эффективность взрыва проводится по методике ВостНИИ и оценивается величиной обжатия свинцового цилиндра, помещенного между двумя стальными пластинами. Результаты испытаний приведены в таблице. Эффективность взрыва состава находится в пределах максимальных значений. Водорастворимость через 1 сут 1,5% , через 3 сут - 10 % , через 5 сут - 20 % , т. е. в течение всего времени выдержки заряда ВВ в обводненной скважине сохраняется его стабильная детонационная способность.

П р и м е р 2. Для получения 10 кг состава ВВ, содержащего 76% гранулированной аммиачной селитры, 12% угольного порошка и 12% порошка оксидов железа, компоненты необходимо взять соответственно в следующих количествах, кг: 7,6; 1,2 и 1,2. Технология приготовления ВВ и испытаний не отличается от приведенной в примере 1. По эффективности взрыва и водорастворимости состав близок к описанному в примере 1 (см. таблицу).

П р и м е р 3. Для получения 10 кг состава ВВ, содержащего 75% гранулированной аммиачной селитры, 10% угольного порошка и 15% порошка оксидов железа, компоненты необходимо взять соответственно в следующих количествах, кг: 7,5, 1,0 и 1,5.

Технология приготовления ВВ и испытаний не отличается от приведенной в примере 1. Эффективность взрыва и водорастворимость близки к значениям, приведенным в примере 1.

П р и м е р 4. Для получения 10,0 кг состава ВВ, содержащего 75% гранулированной аммиачной селитры, 15% угольного порошка и 10% порошка оксидов железа, компоненты необходимо взять соответственно в следующих количествах, кг: 7,5, 1,5 и 1,0. Технология приготовления ВВ и испытаний не отличается от приведенной в примере 1. Эффективность взрыва и водорастворимость близки к значениям, приведенным в примере 1. Необходимо отметить, что несмотря на значительное увеличение содержания угольного порошка по сравнению с предыдущими примерами водорастворимость изменилась незначительно, но при этом началось некоторое ухудшение эффективности взрыва.

П р и м е р 5. Для получения 10,0 кг состава ВВ, содержащего 80% гранулированной аммиачной селитры, 15% угольного порошка и 5% порошка оксидов железа, компоненты необходимо взять соответственно в следующих количествах, кг: 8,0, 1,5 и 0,5. Технология приготовления ВВ и испытаний не отличается от приведенной в примере 1. Состав обладает низкой эффективностью взрыва (9 мм), а при выдержке в воде до 5 сут он почти полностью теряет способность к детонированию из-за высокой водорастворимости (27% ).

П р и м е р 6. Для получения 10,0 кг состава ВВ, содержащего 82% гранулированной аммиачной селитры, 8% угольного порошка и 10% порошка оксидов железа, компоненты необходимо взять соответственно в следующих количествах, кг: 8,2; 0,8, 1,0. Состав обладает высокой эффективностью взрыва (21 мм). Однако он не может быть рекомендован для применения в обводненных скважинах из-за того, что через 3 сут растворяется более 26% аммиачной селитры и состав теряет способность детонировать.

П р и м е р 7. Для получения 10,0 кг состава ВВ, содержащего 73% гранулированной аммиачной селитры, 10% угольного порошка и 17% порошка оксидов железа, необходимо компоненты взять соответственно в следующих количествах, кг: 7,3; 1,0, 1,7. Недостатком состава является высокая водорастворимость и снижение эффективности взрыва до появления "отказов", особенно по мере растворения селитры.

П р и м е р 8. Для получения 10,0 кг состава ВВ, содержащего 73% гранулированной аммиачной селитры, 17% угольного порошка и 10% порошка оксидов железа, необходимо компоненты взять в следующем соотношении, кг: 7,5; 1,7, 1,0. Из-за большого содержания угля состав ВВ имеет низкую эффективность взрыва (8 мм) и введение в него порошка оксидов железа не оказывает существенного влияния.

В таблице приведены для сравнения также результаты испытания двухкомпонентного ВВ, содержащего гранулированную аммиачную селитру и уголь. Предлагаемый состав имеет эффективность взрыва выше в 3,8 раза, а водоустойчивость возрастает в 1,4-3,2 раза в зависимости от времени выдержки состава в воде. (56) Дубнов Л. В. и др. Промышленные взрывчатые вещества. М. : Недра, 1988, с. 243.

2. Поздняков З. Г. Развитие и совершенствование гранулированных ВВ в СССР и за рубежом, М. : Недра, 1971, c. 142.

Использование: взрывные работы. Сущность изобретения: состав содержит, мас. % ; уголь 10-15; оксиды железа 10-15; гранулированная аммиачная селитра 70-80. Состав получают смешением гранулированной аммиачной селитры с предварительно смешанными углем и оксидами железа. Состав сохраняет способность детонировать при выдержке в обводненной скважине до 5 сут. 1 табл.

ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО, включающее гранулированную аммиачную селитру и уголь, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит оксиды железа при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Уголь 10 - 15
Оксиды железа 10 - 15
Гранулированная аммиачная селитра Остальное