ПОРОХОВОЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 1997 года по МПК C06B25/18 C06B25/20 

Изобретение относится к области разработки пороховых составов, работающих в режиме детонации для отбойки горных пород в сухих и обводненных условиях.

К вновь создаваемым пром. ВВ предъявляются следующие требования:
максимальная безопасность при изготовлении, транспортировке, хранении ВВ и заряжении скважин;
безотказность и стабильность детонации;
высокая плотность заряжения, водоустойчивость;
низкая стоимость;
высокий кислородный баланс.

Эти требования могут быть достигнуты при разработке пром.ВВ на базе некоторых двухосновных топлив, основные компоненты которых (нитроцеллюлоза, нитроглицерин) используются в водостойких пром.ВВ.

Известен взрывчатый состав, содержащий нитроцеллюлозу, нитроглицерин, в который вводят 0,5-2% олеиновых или алкиларилвых эфиров полиоксиэтилена (патент Японии N 4237, НКИ 29 С 21, опубл. 06.03.65). Данный состав, как наиболее близкий по назначению и рецептуре, принят за прототип.

При анализе детонационных характеристик (d_кр. l_n), присущих двухосновным топливам, авторами за критерий выбора марки топлива для изготовления порохового взрывчатого состава взят показатель (l_n) - расстояние передачи детонации от инициатора к топливу через воздушный промежуток, который характеризует чувствительность топлива к интенсивности ударной волны, создаваемой инициатором.

Целью изобретения является повышение эффективности порохового взрывчатого состава, работающего в режиме детонации, обеспечение безопасности и безотказности действия скважинных зарядов без изменения технологии ведения взрывных работ на открытой поверхности без превышения удельного расхода инициатора.

Цель достигается разработкой порохового взрывчатого состава, включающего в качестве взрывчатого вещества гранулы двухосновного топлива с чувствительностью к интенсивности ударной волны по расстоянию передачи детонации 10-35 мм и дополнительно индустриальное или приборное масло при следующем соотношении компонентов (в мас.):
гранулы двухосновного топлива с чувствительностью к интенсивности ударной волны по расстоянию передачи детонации 10-35 мм 99,7-98,5
приборное или индустриальное масло 0,3-1,5.

Выбор двухосновного топлива, пригодного для изготовления порохового взрывчатого состава, осуществляется по чувствительности топлива к интенсивности ударной волны (l_n), создаваемой инициатором, исходя из обеспечения безопасности изготовления гранул на существующем оборудовании и безотказности ведения взрывных работ.

Введение в взрывчатый состав приборного или индустриального масла позволило получить гранулированное пром.ВВ с новыми эксплуатационными свойствами, а именно: снижение чувствительности к ударному импульсу в 1,2 раза, скорости взрывчатого превращенияв 1,3 раза, увеличение термодинамической устойчивости в 1,2 раза.

Именно такое изменение комплекса основных свойств пром.ВВ обеспечивает возможность применения двухосновных топлив в качестве промышленных взрывчатых веществ. Одновременно масло способствует сохранению постоянства состава двухосновного топлива за счет предотвращения эксудации пластификаторов, выкристаллизации твердых добавок в процессе хранения, вымывания водорастворимых компонентов при зарядке обводненных скважин. В результате повышаются безотказность и безопасность действия скважинного заряда.

Безопасность технологического процесса изготовления гранул по существующей технологической схеме и оборудовании характеризуется показателем взрывобезопасности dP/dτ (скорость нарастания давления во времени при химическом превращении). Зависимость изменения dP/dτ от величины l_n топлива приведена на фиг.1 кривая I
Безотказность действия предлагаемого порохового взрывчатого состава в качестве скважинного заряда без изменения технологии ведения взрывных работ и без увеличения расхода инициатора оценивали по критическому диаметру детонации открытого заряда. Зависимость изменения критического диаметра детонации открытого скважинного заряда (d_кр.) от величины l_n топлива приведена на фиг.1 кривая 2. Как следует из анализа кривой 2, двухосновное топливо должно иметь значение l_n в пределах 10-35 мм, т.к. ниже 10 мм диаметр скважинного заряда превышает диаметр скважины, а при l_n больше 35 мм не обеспечивается взрывобезопасность технологического процесса изготовления гранул двухосновного топлива.

Примеры предлагаемого порохового взрывчатого состава в сравнении с гранулотолом приведены в таблице.

Из таблицы и фиг.1 следует, что разработанный пороховой взрывчатый состав по уровню взрывчатых, экологических (кислородному балансу) характеристик, насыпной плотности, работоспособности, водоустойчивости, объему газов, теплоте взрыва, безотказности действия (критический диаметр, скорость детонации) скважинного заряда не уступает, а по некоторым характеристикам даже превосходит тротилсодержащие пром.ВВ. гранулотол.

Предлагаемый пороховой взрывчатый состав не пылит, не гигроскопичен, химически стоек, не слеживается и не увлажняется, стабилен в процессе хранения и применения.

Технологическая схема изготовления предлагаемого порохового взрывчатого состава включает переработку зарядов двухосновного топлива в гранулы с использованием существующего оборудования (резательные станки, вальцы, гомогенизирующие прессы) с последующей обработкой гранул приборным маслом с использованием маслораздаточной колонки, укупорку в бумажные битумированные мешки с полиэтиленовым вкладышем.

Зарядка скважин производится по существующей технологии ведения взрывных работ с использованием штатных инициаторов.

Предлагаемый пороховой взрывчатый состав используется в горнодобывающей, строительной промышленностях для отбойки горных пород с крепостью до 20 по шкале Протодъяконова в обводненных условиях.

Использование: взрывные работы. Сущность изобретения: состав содержит (в мас.%): 98,5-99,7 гранул двухосновного топлива с чувствительностью к интенсивности ударной волны по расстоянию передачи детонации 10-35 мм, 0,3-1,5 приборного или индустриального масла. Скорость детонации 4,0-5,1 км/с, теплота взрыва 3680-4470 кДж/кг, работоспособность 300-380 см³. 1 табл. 1 ил.

Пороховой взрывчатый состав, включающий двухосновное топливо, отличающийся тем, что в качестве двухосновного топлива он содержит гранулы двухосновного топлива с чувствительностью к интенсивности ударной волны по расстоянию передачи детонации 10 35 мм и дополнительно приборное или индустриальное масло при следующем соотношении компонентов, мас.

Гранулы двухосновного топлива с чувствительностью к интенсивности ударной волны по расстоянию передачи детонации 10 35 мм 99,7 98,5
Приборное или индустриальное масло 0,3 1,5