ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1998 года по МПК C06B31/32 

Изобретение относится к области разработки промышленных взрывчатых веществ (ПВВ).

Промышленные взрывчатые вещества, как высококонцентрированный источник энергии, широко применяют в различных отраслях народного хозяйства.

Более 90% объема руд цветных и черных металлов России добывают взрывным способом.

Многообразие условий применения и широкий диапазон технических требования к ПВВ обуславливают различие их по химическому составу, физическим и взрывчатым свойствам.

Ассортимент ПВВ в индустриально-развитых странах, насчитывает десятки наименований. Особенно широкое применение находят простейшие ВВ на основе аммиачной селитры. Со многими компонентами аммиачная селитра дает смеси малочувствительные к механическим воздействиям и достаточными детонационными свойствами, что обусловило ее массовое применение.

В настоящее время для взрывных работ применяют ПВВ типа аммонитов, акватолов, аммоналов и другие.

Японским патентом (Пат. 17519, 1.08.69) предложено ВВ на основе аммиачной селитры или ее смеси с тротилом.

Патентуется состав на основе аммиачной селитры и моторного топлива (Пат. 4278480, США, 14.07.81).

Предложен состав, содержащий аммиачную селитру и различные добавки (смазывающие вещества, горючее масло) (Пат. 840826, Финляндия, 1.03.84).

При подземной добыче углей, серы, сульфидных руд, калийных солей шахтным способом в рудничную атмосферу выделяются горючие газы и пыль, которые в определенной концентрации с воздухом образуют смеси, легко воспламеняющиеся и детонирующие от воздействия внешнего импульса. В шахтах с такими условиями допускают особый тип ВВ предохранительные.

К ним предъявляются особые требования они не должны воспламенять при взрыве смеси рудничного газа (как правило, это метан) с воздухом и каменноугольной пылью.

Предохранительные ВВ по степени безопасности разбиты на классы (Ш УП) по общей классификации. Самый высокий класс предохранительности УП.

Основные принципы построения предохранительных ВВ заключаются в следующем:
предохранительные ВВ должны иметь ограниченную температуру взрыва, что достигается введением в их состав "инертных" солей (как правило, это хлориды щелочных металлов);
в качестве "инертных" солей должны применяться вещества, являющиеся отрицательными катализаторами цепных реакций окисления метана;
соотношение компонентов должно соответствовать кислородному балансу, исключающему образование горючих, а также ядовитых газов (NO, NO₂, CO) и свободного кислорода.

Сложность разработки предохранительных ВВ обусловлена в первую очередь противоречивостью роли, которую должны играть в них отдельные компоненты, в частности антигризутные добавки (или их называют пламягасителями).

Так для повышения степени безопасности желательно увеличение содержания пламягасителей, в то же время большое количество этих добавок приводит к снижению работоспособности предохранительных ВВ.

Регулирование энергетических характеристик предохранительных ВВ осуществляется, в основном, за счет снижения первоначально высоких энергетических характеристик ВВ невзрывчатыми материалами до требуемого энергетического уровня.

Из отечественных рецептур выпускаемых промышленностью, известны следующие предохранительные ВВ.

Аммониты: серный N 1 ЖВ, нефтяной N 3 ЖВ III класс предохранительности; угленит Э-6, угленит Э-5 V класс предохранительности (Поздняков З.Г. и др. Справочник по ПВВ и средствам взрывания, М. Недра, 1977 г.).

Целью данного изобретения является создание промышленного ВВ высокого класса предохранительности (V) на основе нитрата аммония, не содержащего жидкого нитроэфира (нитроглицерина) и позволяющего использовать разработанный состав ПВВ без ограничений в любое время года как летом, так и зимой.

Для достижения поставленной цели предложено использовать в составе ВВ на аммиачно-селитренной основе полезное соотношение компонентов в сочетании с новыми компонентами.

Наиболее близким аналогом, взятым авторами за прототип, является состав угленита Э-5 (ГОСТ 21983-76) на основе аммиачной селитры. К недостаткам этого состава следует отнести наличие в составе нитроэфира (нитроглицерина), необходимого для сенсибилизации состава, содержащего большое количество пламягасителя и низкий уровень энергетических характеристик.

Угленит N 5 содержит 10% нитроэфира.

Кроме того, единственным заводом-изготовителем высокопредохранительных ВВ является завод им. Петровского на Украине, что в настоящий момент создает определенные трудности.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что ВВ, включающее нитрат аммония и хлористый натрий, дополнительно содержит сажу и динитрофеноксиэтанол или тринитротолуол (ТНТ) при соотношении компонентов: аммиачная селитра 63,05 70,0; динитрофеноксиэтанол или тринитротолуол 3,0 - 3,5; углерод технический 2,0 2,45; хлористый натрий 25,0 31,0.

В таблице приведен компонентный состав образцов ВВ по предлагаемому изобретению, прототипа, их характеристики, а также характеристики образцов с содержанием компонентов за пределами заявляемого соотношения. Образцы готовились в лабораторных условиях.

Из таблицы видно, что предлагаемое ВВ имеет по сравнению с прототипом более высокий уровень энергетических характеристик при скорости детонации 2650-3200 м/с и критической толщине детонации (не более 15-18 мм).

В лабораторных условиях изготовлено 50 кг предлагаемого взрывчатого вещества.

Испытаниями в заводских условиях на безопасность воспламенения в метано-воздушной смеси (ГОСТ 7140-81) подтвержден высокий класс предохранительности (V) этого взрывчатого вещества (воспламеняемости метано-воздушной смеси в 20-и опытах нет).

Сущность изобретения: взрывчатое вещество (ВВ) содержит (в мас.%) 63,05-70,0 нитрата аммония, 25,0-31,0 хлористого натрия, 2,0-2,45 углерода технического, 3,0-3,5 динитрофеноксиэтанола или тринитротолуола. ВВ имеет более высокий уровень энергетических характеристик при скорости детонации 2650-3200 м/с, критическим диаметре детонации 15-18 мм. 1 табл.

Предохранительное взрывчатое вещество, включающее нитрат аммония, хлористый натрий, отличающееся тем, что в качестве технологической добавки содержит углерод технический и дополнительно динитрофеноксиэтанол или тринитротолуол при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитрат аммония 63,05 70,0
Хлористый натрий 25 31
Углерод технический 2,0 2,45
Динитрофеноксиэтанол или тринитротолуол 3,0 3,5к