ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 1998 года по МПК C06B31/54 C06B31/28 

Изобретение относится к малопылящим промышленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам (ВВ) 2-го класса с повышенной детонационной способностью для производства взрывных работ в открытых и подземных условиях, кроме шахт, опасных по газу или пыли [1], для сухих и влажных забоев.

Известны гранулированные ВВ, не содержащие в своем составе бризантные ВВ, - гранулиты АС-4, АС-8, включающие аммиачную селитру гранулированную, алюминиевую пудру ПП-1,2 и масло минеральное [2]. Недостатками известных гранулированных ВВ являются пыление при пневмозаряжании, низкая детонационная способность (большой критический диаметр 80 - 100 мм) и наличие критической плотности (1,3 - 1,4 г/см³), близкой к оптимальной плотности заряжания (1,1 - 1,2 г/см³) [3].

Кроме того, гранулиты при пневмозаряжании налипают на стенки трубопровода, что затрудняет транспортировку их по трубам [3].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гранулированное ВВ - граммонит 79/21 В, содержащий, мас.%: аммиачную селитру гранулированную 79 ± 1,5%, тротил чешуйчатый 21 ± 5% [4].

Граммонит - это грубодисперсная механическая смесь аммиачной селитры с тротилом. Готовят его при обычной температуре смешиванием гранулированной селитры со слабо измельченным чешуйчатым тротилом в смесительных аппаратах непрерывного действия или в барабанах периодического действия без шаров [3].

Недостатками граммонита являются пыление при пневмозаряжании, сравнительно низкая детонационная способность и наличие критической плотности. Кроме того, при пневмозаряжании и перевозке происходит некоторое расслоение компонентов.

Задачей изобретения является разработка взрывчатого состава, малопылящего при пневмозаряжании с высокой детонационной способностью и не имеющего критической плотности.

Поставленная задача достигается тем, что предложенный взрывчатый состав в качестве сенсибилизатора содержит диэтанолнитраминдинитрат (ДИНА) и дополнительно в качестве горючесвязующих баллиститный порох и коллоксилин, а также технологические добавки - сажу и минеральное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ДИНА - 8,0 - 12,0
Баллиститный порох - 24,46 - 25,34
Коллоксилин - 4,0 - 6,0
Сажа (углерод технический) - 0,16 - 0,24
Минеральное масло - 0,3 - 0,5
Аммиачная селитра - Остальное
Взрывчатый состав изготавливается по штатной баллиститной технологии [5] . Для лучшего понимания сущности изобретения приводится пример получения 1000 г образца взрывчатого состава. Измельченный баллиститный порох в количестве 235,8 г смешивается с 20,0 г коллоксилина в водной среде при интенсивном перемешивании механическими мешалками и температуре 55 - 65^oC. Затем поочередно добавляются 160,0 г ДИНА, 3,2 г сажи и 1,0 г минерального масла. После завершения "варки" полученная смесь отжимается от воды. Отжатая смесь смешивается с 580,0 г аммиачной селитры в мешателе типа "Вернер-Пфлейдерер", в шнековых транспортерах или вручную в лотках деревянными лопатками. Полученная технологическая масса подвергается термомеханической обработке на вальцах при температуре 80 - 90^oC, а затем путем проходного прессования и последующей резки получают гранулы диаметром 2 - 4 мм или патроны диаметром до 45 мм. Аналогичным образом изготавливаются другие образцы взрывчатого состава.

При определении характеристик опытных образцов взрывчатого состава используются следующие методики. Плотность гранулированных зарядов и патронов определяются по ГОСТ 14839.18-69. Критический диаметр детонации определяется по ОСТ В-84-898-74. Скорость детонации определяется по ОСТ В-84-900-74. Работоспособность определяется по ОСТ 4546-48. Качество поверхности гранул и патронов определяется визуально, при этом сильно различаются между собой шероховатая с задирами и гладкая блестящая поверхности. Пыление или потери при пересыпке определяются путем многократного пересыпания навески гранулированного взрывчатого состава из одной емкости в другую, просеивания навески и вычисления разности масс навески гранул до и после пересыпки.

Для изготовления заявляемого взрывчатого состава используются: аммиачная селитра по ГОСТ 2-75, ГОСТ 14702-79, диэтанолнитраминдинитрат по ТУ 84520-318-81, баллиститный порох по ОСТВ-84-1943-81, В-84-439-82, В-84-2232-85, коллоксилин марки H по ГОСТ В-84-2440-90 или лаковый по ГОСТ 5936-73, сажа (технический углерод) по ГОСТ 7885-86Е, масло минеральное по ГОСТ 1805-76 (приборное) или по ГОСТ 20799-88 (индустриальное).

Состав и характеристики прототипа и опытных образцов взрывчатого состава приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что введение во взрывчатый состав в качестве сенсибилизатора ДИНА, а также горючесвязующих баллиститный порох и коллоксилин приводит к снижению критического диаметра детонации при взрывании в бумажной и стальной оболочках, к увеличению скорости детонации и работоспособности для всех образцов и к виду зависимости критического диаметра детонации от плотности, характерному для мощных индивидуальных ВВ. Например, с увеличением плотности от 0,84 - 0,96 г/см³ (гранулы) до 1,58 - 1,65 г/см³ (патроны) критический диаметр открытого заряда (без прочной оболочки) снижается с 35 - 55 мм до 8 - 11 мм. Это свидетельствует об отсутствии критической плотности и устойчивости детонации заявляемого взрывчатого состава при всех плотностях заряжания. Введение в состав технологических добавок (сажа, минеральное масло) совместно с горючесвязующей основой (баллиститный порох, коллоксилин) и ДИНА, сочетающего в себе взрывчатые, пластифицирующие и цементирующие свойства, обеспечивает меньшее пыление гранул при пересыпании за счет их высокой плотности (1,58 - 1,65 г/см³), прочности и гладкой поверхности.

При содержании в составе 16,0% сенсибилизатора (ДИНА) (образец I) поверхность гранул и патронов получается шероховатая с задирами, а потери вещества при пересыпке (пыление) составляет 1,5 мг/кг, так как при содержании коллоксилина 2,0%, по отношению к которому ДИНА является пластификатором, большая часть последнего находится в самостоятельной кристаллической фазе и налипает при прессовании на горячие стенки пресс-инструмента. Этому же способствует малое (0,1%) содержание минерального масла, используемого для снижения внутреннего и внешнего трения. Присутствие сажи в количестве 0,32% на качество поверхности не влияет. Шероховатая поверхность приводит к повышенному пылению продукта из-за малой прочности микронеровностей.

При содержании ДИНА 4,0%, коллоксилина 8,0% и минерального масла 0,7% (образец 4) поверхность гранул и патронов получается гладкой и блестящей, потери при пересыпке составляют 1,0 мг/кг, как и при содержании ДИНА 8,0 - 12,0% (образец 2, 3). Однако у образца 4 насыпная плотность, плотность патронов, работоспособность и скорости детонации ниже, а критический диаметр выше, чем у образцов 1, 2 и 3.

Лучшее сочетание эксплуатационных характеристик и качества поверхностей гранул, патронов имеют образцы 2 и 3 взрывчатого состава с содержанием аммиачной селитры 59,0 - 60,0%, ДИНА 8,0 - 12,0%, баллиститного пороха 24,46 - 25,34%, коллоксилина 4,0 - 6,0%, сажи 0,16 - 0,24%, минерального масла 0,3 - 0,5%.

Преимуществами заявляемого взрывчатого состава по сравнению с прототипом являются меньшее пыление (в 5 раз), меньшие значения критического диаметра при взрывании в бумажной (в 1,33 раза) и стальной (в 2,33 раза) оболочках, отсутствие критической плотности, повышенные работоспособность и скорости детонации, отсутствие расслоения компонентов при транспортировке и пневмозаряжании.

Изобретение относится к промышленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам 2-го класса, которые могут найти применение в горнодобывающей промышленности при производстве взрывов на открытых и подземных работах, кроме шахт, опасных по газу или пыли, для сухих и влажных забоев. Сущность изобретения: в разработке малопылящего при пневмозаряжании, с высокой детонационной способностью и не имеющего критической плотности взрывчатого состава, изготавливаемого по баллиститной технологии и содержащего, мас.%: аммиачную селитру 59,0 - 60,0, в качестве сенсибилизатора диэтанолнитраминдинитрат 8,0 - 12,0, в качестве горючесвязующих баллиститный порох 24,46 - 25,34 и коллоксилин 4,0 - 6,0, а в качестве технологических добавок сажу 0,16 - 0,24 и минеральное масло 0,3 - 0,5. 1 табл.

Взрывчатый состав, включающий аммиачную селитру и сенсибилизатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве горючесвязующих баллиститный порох и коллоксилин, в качестве технологических добавок сажу и минеральное масло, а в качестве сенсибилизатора содержит диэтанолнитраминдинитрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диэтанолнитраминдинитрат - 8,0 - 12,0
Баллиститный порох - 24,46 - 25,34
Коллоксилин - 4,0 - 6,0
Сажа - 0,16 - 0,24
Минеральное масло - 0,3 - 0,5
Аммиачная селитра - Остальноеы