ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C06B25/24 C06D5/06 C06B21/00 

Изобретение относится к взрывчатым составам, получаемым переработкой двухосновных топлив, и к способу их изготовления для использования в качестве промышленных взрывчатых веществ (ПВВ).

Известна взрывчатая композиция [1] состоящая из взрывчатых компонентов - нитроцеллюлозы, нитроглицерина и бризантного ВВ в тонкоизмельченном виде (например, гексоген, тетранитрат пентаэритрита, нитрогуанидин и др.), причем количество бризантного ВВ составляет от 20,85 до 34,4% от смеси взрывчатых компонентов.

Известен взрывчатый состав "Гранипор", используемый в качестве ПВВ, на основе двухосновного топлива и флегматизатора [2] принятый в качестве прототипа к заявляемому взрывчатому составу.

Сложность проблемы переработки двухосновных топлив в ПВВ заключается в пониженной по сравнению со штатными ПВВ (например, тротилсодержащими) восприимчивости к детонационному импульсу и повышенной чувствительности к механическим воздействиям.

Целью изобретения является повышение эффективности взрывчатых составов за счет расширения области их применения, повышения безотказности работы, снижения опасности изготовления и применения.

Цель достигается созданием взрывчатого состава (ВС), содержащего двухосновное топливо, флегматизатор и дополнительно в качестве сенсибилизатора одноосновное топливо или гексоген, или октоген, или алюминиево-магниевый сплав, или оксиды и соли металлов, или многокомпонентную композицию, включающую (мас.):
Коллоксилин 5.8
Пироксилин 14.17
Нитроглицерин 18.25
Централит 0,7.1,5
Масло приборное или индустриальное 0,8.1,2
Углерод технический 0,15.0,25
Барий сернокислый 2,0.4,0
Двуокись титана 4,0.6,0
Гексоген Остальное,
при этом входящие в состав компоненты взяты в следующем соотношении, мас.

Двухосновное топливо 20.99,8
Сенсибилизатор 0,02.75,0
Флегматизатор Остальное
Именно введение сенсибилизатора в ВС увеличивает восприимчивость двухосновного топлива к детонационному импульсу, повышает эффективность ВС. Предлагаемый ВС позволяет перерабатывать все марки двухосновных топлив и все типоразмеры зарядов с изготовлением ПВВ широкого применения: для разрушения негабаритов, открытых горных работ при разведке и добыче полезных ископаемых.

Снижение чувствительности к механическим воздействиям, обеспечение безопасности транспортирования, хранения и ведения взрывных работ достигается флегматизацией ВС путем введения в качестве флегматизатора во взрывчатый состав индустриального или приборного масла, или смеси масла и аммиачной селитры в соотношении от 3:500 до 3:40, или целлюлозного материала, или многокомпонентной композиции, включающей (мас.):
Порошки железа или меди, или никеля 80.90
Коллоксилин 4,0.8,0
Дибутилфталат 4,5.8,6
Триацетин 1,0.2,5
Фторопласт 0,3.0,6
Дифениламин 0,08.0,1
Масло индустриальное или приборное 0,08.0,14
Стеарат цинка или графит, или олеаты магния или никеля, или их смесь в соотношении 1:1:1 0,04.0,06
В зависимости от области применения зарядов предлагаемого ВС, исходя из требований обеспечения безопасности и безотказности работы заряда, варьируется соотношение между двухосновным топливом, флегматизатором и сенсибилизатором, выбираются тип используемого двухосновного топлива и количество флегматизатора и сенсибилизатора.

Примеры предлагаемого взрывчатого состава, основные свойства и области применения зарядов ВС приведены в табл. 1.

Известны способы изготовления ПВВ на основе двухосновных топлив путем обработки их (замочки, набухания) эмульсией или водными растворами фурфурола, ацетона с последующим измельчением на бегунах, вальцах и смешение с компонентами флегматизаторами, такими как растворы кальциевой селитры, замещенные уретанов и др. Недостатками данных способов являются длительность технологического цикла, невозможность переработки крупногабаритных изделий, высокая трудоемкость и стоимость.

Известен способ изготовления взрывчатых веществ путем измельчения пороха [3] принятый в качестве прототипа к предлагаемому способу изготовления взрывчатого состава на основе двухосновного топлива.

Способ заключается в том, что измельчение зарядов двухосновного топлива проводят под водой, полученные частицы (элементы) сушат воздухом при температуре 60-90^oC, флегматизируют путем распыления приборного или индустриального масла или его смеси с аммиачной селитрой, или соэкструзией с многокомпонентным флегматизатором, а затем сенсибилизируют.

Получаемые при измельчении зарядов двухосновного топлива топливные элементы имеют насыпную плотность 0,65.0,75 г/см³. При необходимости получения частиц с более высокой насыпной плотностью (0,8.1,1 г/см³) измельченные и подсушенные частицы топлива перед флегматизацией гранулируют. Грануляцию осуществляют, например, в экструдере при температуре 70-90^oC. Экструдер снабжен шнек-винтом с приводом, обогреваемой фильерой и вращающимся ножом, крутящий момент на который передается через редуктор от привода экструдера, при этом частота вращения ножа пропорциональна частоте вращения шнек-винта, что обеспечивает получение гранул постоянной длины во всем диапазоне частот вращения экструдера.

Пример 1. Двухосновное топливо в виде тонкосводных цилиндрических изделий разогревают при температуре 60.90^oC и разрезают под водой на частицы 2.20 мм, которые затем обдувают воздухом при температуре 40.90^oC для удаления поверхностной влаги. Полученные частицы флегматизируют маслом путем распыления его или смешивают со смесью масла и аммиачной селитры. В полученную композицию вводят сенсибилизатор одноосновное топливо путем механического перемешивания. Этим способом изготавливают взрывчатые составы (мас.), приведенные в табл. 2.

Взрывчатые составы I относятся к числу водоустойчивых промышленных ВВ. Указанные в табл. 2 композиции изготовлены и испытаны в качестве скважинных зарядов в промышленных условиях Теплогорского щебеночного завода. Скважины обводненные, высота столба воды до 5 м.

Коэффициент крепости пород по шкале Протодьяконова 20. Диаметр скважин 269 мм, глубина 16.20 м, сетка бурения 5,5х5,5 м. Схема взрывания порядная с замедлением между рядами 20 мс. Качество дробления породы удовлетворительное, форма развала компактная, обратные выбросы и негабариты отсутствуют. Удельный расход 1,06 кг/м³.

Взрывчатые составы II относятся к числу промышленных ВВ ограниченной водоустойчивости и рекомендуются для зарядки сухих скважин с непроточной водой. Данные составы изготовлены и испытаны в промышленных условиях Красноярского СУ ассоциации "Союзвзрывпрома". Скважины сухие. Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова 5. Диаметр скважин 220 мм, глубина 17,7.19,5 м, сетка бурения 6,5х6,5 м. Схема взрывания диагональная с трапецеидальным врубом. Качество дробления породы удовлетворительное, развал нормальный, заброс за последний ряд скважин незначительный. Негабариты отсутствуют. Удельный расход 0,5 кг/см³.

Пример 2. Двухосновное топливо с толщиной горящего свода 10.40 мм разогревают в воде при температуре 80.90^oC, разрезают на элементы по длине, которые флегматизируют маслом индустриальным или приборным, или смесью масла и аммиачной селитры и смешивают с сенсибилизатором.

Для повышения насыпной плотности взрывчатого состава до 1,1 г/см³ производят дополнительное гранулирование частиц путем экструзии при температуре 70.90^oC на элементы длиной 2.8 мм, флегматизируют и смешивают их с сенсибилизатором.

Этим способом изготавливают взрывчатые составы (мас.), приведенные в табл. 3.

Взрывчатые составы III, IV, V изготовлены в заводских условиях и испытаны в качестве скважинных зарядов в промышленных условиях (см. табл. 4).

Пример 3. Взрывчатый состав, содержащий (мас.):
Двухосновное топливо 73,8
Многокомпонентный сенсибилизатор 25,8
Многокомпонентный флегматизатор 0,4
изготавливают аналогично примеру 2. Флегматизацию осуществляют многокомпонентным флегматизатором, включающим (мас.): 80.90 порошков железа, или меди, или никеля; 4,0.8,0 коллоксилина; 4,5.8,6 дибутилфталата; 1,0.2,5 триацетина; 0,3.0,6 фторопласта; 0,08.0,1 дифениламина; 0,08.0,14 масла вазелинового или приборного; 0,04.0,06 технологических добавок (стеариновокислый цинк или графит, или олеат магния, или смесь в соотношении 1:1:1), экструзионным способом при температуре пресса и экструзионной головки 85.90^oC.

Результаты испытаний:
Скорость детонации, км/с 7300
Критический диаметр детонации, мм 3,5
Полнота детонации от 3 ниток ДША, 100
Пример 4. Взрывчатый состав, содержащий (мас.):
Двухосновное топливо 99,7
Многокомпонентный сенсибилизатор 0,2
Флегматизатор 0,1
изготавливают описанным выше способом, топливные элементы после сушки флегматизируют путем оклеивания целлюлозным материалом в виде бумаги.

Многокомпонентный сенсибилизатор состоит из следующих компонентов, мас.

Коллоксилин 7,0
Пироксилин 15,4
Нитроглицерин 22,4
Централит 1,0
Масло индустриальное 1,0
Углерод технический 0,2
Барий сернокислый 3,0
Двуокись титана 5,0
Гексоген 45,0
Результаты испытаний взрывчатого состава:
Критический диаметр, мм 3,0
Скорость детонации, км/с 7,0
Чувствительность к удару, частость взрывов, 40
Полнота детонации в обводненных скважинах, 100т

Изобретение относится к взрывчатым составам и к способу их изготовления. Сущность изобретения: состав содержит 20-99,8% двухосновного топлива, 0,02 - 75,0% сенсибилизатора и флегматизатор - остальное. В качестве сенсибилизатора используют одноосновное топливо или гексоген, или октоген, или алюминий, или алюминиево-магниевый сплав, или оксиды и соли металлов, или многокомпонентную смесь. В качестве флегматизатора используют индустриальное или приборное масло, или их смесь с аммиачной селитрой, или многокомпонентную смесь. Способ изготовления состава заключается в измельчении двухосновного топлива под водой, сушке полученных частиц воздухом при 60-90^oC, флегматизации и сенсибилизации. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Взрывчатый состав, включающий двухосновное топливо и флегматизатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве сенсибилизатора одноосновное топливо, или гексоген, или октоген, или алюминий, или алюминиево-магниевый сплав, или оксиды и соли металлов, или многокомпонентную композицию, включающую, мас.

Коллоксилин 5 8
Пироксилин 14 17
Нитроглицерин 18 -25
Централит 0,7 1,5
Масло приборное или индустриальное 0,8 1,2
Углерод технический 0,15 0,25
Барий сернокислый 2,0 4,0
Двуокись титана 4,0 6,0
Гексоген Остальное
а входящие компоненты взяты в следующем соотношении, мас.

Двухосновное топливо 20 99,8
Сенсибилизатор 0,02 75,0
Флегматизатор Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора содержит индустриальное или приборное масло, или смесь приборного или индустриального масла и аммиачной селитры в соотношении от 3 500 до 3 40, или целлюлозный материал, или многокомпонентную композицию, включающую, мас.

Порошки железа, или меди, или никеля 80 -90
Коллоксилин 4,0 8,0
Дибутилфталат 4,5 8,6
Триацетин 1,0 2,5
Фторопласт 0,3 0,6
Дифениламин 0,08 0,1
Масло индустриальное или приборное 0,08 0,14
Стеарат цинка, или графит, или олеаты магния или никеля, или их смесь в соотношении 1 1 1 0,04 0,06
3. Способ изготовления взрывчатого состава, включающий измельчение зарядов двухосновного топлива, отличающийся тем, что измельчение топлива проводят под водой, полученные частицы сушат воздухом при 60 90^oС, флегматизируют путем распыления приборного или индустриального масла или его смеси с аммиачной селитрой или соэкструзией с многокомпонентным флегматизатором, а затем сенсибилизируют.