ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1994 года по МПК C06B31/28 

Изобретение относится к взрывчатым веществам на основе аммиачной селитры без детонирующего сенсибилизатора для использования в горном деле при взрывных работах.

Аммиачная селитра является слабым взрывчатым веществом (ВВ) и не может самостоятельно применяться в горной промышленности. Ее детонационная способность усиливается невзрывчатыми сенсибилизаторами, в качестве которых используют горючие добавки типа древесной муки, торфа, керогена, угля, жидкого горючего. Однако аммиачная селитра с известными горючими добавками сильно гигроскопична и быстро увлажняется, теряя взрывоспособность, приобретенную от введения горючих веществ.

Следовательно, горючее должно обладать гидрофобизирующими свойствами. Такими свойствами обладает парафин.

Известно ВВ (прототип), названное гранулитом П, представляющее собой смесь аммиачной селитры и парафина, взятых в стехиометрическом соотношении. Гранулит П обладает удовлетворительной детонационной способностью, скорость детонации 1,88-2,02 км/с у зарядов диаметром 90 мм, но он гигроскопичен и сильно увлажняется. Для гранулитов, увлажненных более 2% , требуется более интенсивный инициирующий импульс. По мере увлажнения детонационная способность снижается вплоть до обрыва детонации.

Проведенными исследованиями установлено, что добавка парафина в небольшом количестве незначительно снижает гигроскопичность аммиачной селитры, только в большом количестве парафин существенно снижает гигроскопичность, но при этом сильно флегматизирует ее вплоть до утраты взрывоспособности.

В связи с этим предлагается усилить гидрофобизирующую способность парафина сплавлением его алкиламином и торфяным воском. Известный гидрофобизатор аммиачной селитры состоит из следующих компонентов, мас. % : парафин 60-70; алкиламин 5-15; торфяной воск 20-30. Алкиламин и торфяной воск усиливают гидрофобизирующее действие парафина. Эта добавка в количестве 0,6% повышает только водоустойчивость, но не снижает гигроскопичность аммиачной селитры. В большом количестве тоже сильно флегматизирует аммиачную селитру.

Целью изобретения является повышение детонационной способности ВВ при одновременном снижении гигроскопичности его.

Это достигается тем, что взрывчатое вещество, содержащее аммиачную селитру и гидрофобизирующее горючее, содержит камфору в качестве гидрофобизирующего горючего при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
Камфора 4-14
Аммиачная селитра Остальное
Аммиачная селитра, нагретая до 100-120^оС, обрабатывается расплавленной камфорой, температура плавления которой находится на уровне 178^оС. При застывании камфоры образуются пластические кристаллы. Последние понижают увлажняемость аммиачной селитры и не препятствуют прохождению по ее заряду детонационной волны, в результате чего усиливается детонационная способность аммиачной селитры. Она уже инициируется электродетонатором и бризантность находится на одном уровне при увеличении содержания камфоры до 14% .

Для сравнения аммиачная селитра по указанной технологии была обработана парафином. Сравнивая результаты испытаний, замечено, что с увеличением содержания камфоры увлажняемость аммиачной селитры снижается сильнее, чем с увеличением содержания парафина (табл. 1). Через 9 сут при нахождении над водой в эксикаторе аммиачная селитра с 12% камфоры увлажняется в 16 раз меньше, чем аммиачная селитра без обработки гидрофобизатором. При увеличении содержания камфоры с 4% др 8% бризантность аммиачной селитры увеличивается, а при дальнейшем увеличении содержания камфоры она остается примерно на одном уровне (табл. 2). Из этого следует, что камфора выполняет функции невзрывчатого сенсибилизатора. При увеличении содержания парафина с 4 до 8% бризантность аммиачной селитры снижается в 2 раза, а при содержании, равной 12% , аммиачная селитра становится невзрывоспособной. Из этого следует, что парафин как аморфное вещество в большом количестве препятствует прохождению детонационной волны по заряду аммиачной селитры, а пластичные кристаллы камфоры не препятствуют. Поэтому камфора в большом количестве не флегматизирует аммиачную селитру и позволяет сохраняться ее детонационным свойствам в течение длительного времени.

Сущность изобретения заключается в способности пластических кристаллов органических соединений типа камфоры одновременно снижать гигроскопичность и увеличивать детонационную способность аммиачной селитры.

П р и м е р 1. В фарфоровую чашку насыпается порошковая аммиачная селитра и в термошкафу нагревается до 100-120^оС, затем в нее вливается расплавленная камфора. Аммиачная селитра тщательно шпателем перемешивается до визуальной однородности. Изготовляются смеси аммиачной селитры с 4, 8, 12 и 14% камфоры. Идентичным образом изготовляются смеси аммиачной селитры с парафином. Смеси охлаждаются в эксикаторе над селикогелем. От каждого образца отбираются пробы в бюксы. Бюксы с пробами при открытых крышечках помещаются в эксикаторы над водой. Через каждые сутки определяется привес пробы за счет влагопоглощения.

Из полученных данных (табл. 1) видно, что камфора сильнее гидрофобизирует аммиачную селитру, чем парафин.

П р и м е р 2. Изготовленные по технологии, описанной в примере 2, образцы аммиачной селитры со сравниваемыми гидрофобизаторами испытывались по стационарным методикам. Из данных, приведенных в табл. 2, следует, что образцы аммиачной селитры с 12% парафина не детонируют, а с 12% камфоры детонируют устойчиво, бризантность по Гессу находится на уровне 6 мм. Бризатность в кольцах аммиачной селитры с 6% камфоры достигает 30 мм, а критический диаметр детонации не превышает 18 мм.

П р и м е р 3. Изготовленные по технологии, описанной в примере 1, образцы аммиачной селитры испытывались на полноту детонации при взрывании зарядов диаметром 36 мм, массой 200 г. При этом установлено, что образцы аммиачной селитры с 6% парафина не взрываются, а образцы аммиачной селитры с 14% камфоры стабильно взрываются. Последние устойчиво детонировали и через 6 мес. хранения.

Таким образом, пластичные кристаллы камфоры позволяют не только увеличить, но сохранить увеличенной детонационную способность аммиачной селитры в течение длительного времени. На базе аммиачной селитры с камфорой можно получить промышленные ВВ любого назначения с увеличенным гарантийным сроком хранения. (56) Дубнов Л. В. , Бахаревич Н. С. , Романов А. И. "Промышленные взрывчатые вещества". М. : Недра, 1988, с. 118.

Авторское свидетельство СССР 652152, кл. C 01 C 1/18, 1977.

Использование: в горном деле для взрывных работ. Сущность изобретения: состав содержит, мас. % : камфора 4-14; аммиачная селитра остальное. К нагретой до 100-120 С аммиачной селитре добавляют расплав камфоры. Характеристики: бризантность 5-7 мм; прирост влажности через 5 сут. 0,28-0,37% . 2 табл.

ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО, включающее аммиачную селитру и гидрофобизирующее горючее, отличающееся тем, что в качестве гидрофобизирующего горючего оно содержит камеру при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Камфора 4 - 14
Аммиачная селитра Остальное