ЭМУЛЬСИОННЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 1998 года по МПК C06B31/28 C06B45/08 

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых при взрывных работах в горном деле.

Известен ряд эмульсионных взрывчатых составов для применения на открытых взрывных работах в скважинах. Общим рецептурным признаком таких эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) является наличие дисперсии водного раствора окислителей в смеси углеводородного горючего с эмульгатором и газонасыщением химическим способом с применением водного раствора нитрита натрия. После заряжания в скважину под столб воды ЭВМ застывает и в пределах 7-10 суток сохраняет детонационную способность (например, составы, выпускаемые по ТУ 84-1202-89).

Известны также ЭВВ длительного хранения, содержащие полимерные или минеральные пористые наполнители (микросферы, перлит и т.п.), стабилизаторы структуры в виде плавких углеводородов.

Подобные составы сохраняют способность к детонации при хранении в течение установленных гарантийных сроков хранения, хотя наблюдается некоторое снижение детонационных параметров во времени (падает восприимчивость к инициирующему импульсу, увеличивается критический диаметр детонации).

Причины "старения" таких ЭВВ связаны с процессами кристаллизации водно-солевой фазы эмульсии.

Наиболее близким к заявляемому составу по виду применяемых компонентов и области назначения является Порэмит по ТУ 84520-407-85, включающий (мас.%): 12-16 натриевой или кальциевой селитры; 10-14 воды; углеводородную фазу, содержащую 4-7 мазута или масла индустриального и 1,8-2,2 эмульгатора; аммиачную селитру 63-69 и сенсибилизирующую добавку, в качестве которой используют нитрит натрия 0,1 (сверх 100%).

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение физической стабильности эмульсионных ВВ при длительном хранении.

Указанный результат достигается тем, что в эмульсионный взрывчатый состав, содержащий аммиачную селитру, окислительную фазу, углеводородную фазу, включающую эмульгатор, и сенсибилизирующую добавку, в качестве эмульгатора и одновременно стабилизатора вводят продукты конденсации полиолефинов молекулярной массой 300...3000, предпочтительно 900...1500, с малеиновым ангидридом и алканоламином, предпочтительно триэтаноламином или полиолом, например глицерином или полиглицерином, или пентаэритритом, или смеси этих продуктов с эфирами жирных кислот фракции C₁₇-C₂₅, или эфирами жирных кислот таллового масла с глицерином или полиглицерином, или пентаэритритом. При этом в качестве окисляющей фазы используют нитрат натрия или нитрат кальция, и/или аммоний хлорнокислый, или нитрат метиламина, или динитрат этилендиамина, или натрий хлорнокислый. Углеводородная фаза представляет собой масло индустриальное и плавкие углеводороды, такие как петролатум, или парафин, или битум. А в качестве сенсибилизирующей добавки используют раствор нитрита натрия, или смесь раствора нитрита натрия с формалином, или пористые добавки типа перлита. Предлагаемый состав имеет следующее соотношение между компонентами, мас.%:
Нитрат натрия - 5,0-15,0
Или нитрат кальция - 5,0-25,0
И/или аммоний хлорнокислый - 5,0-15,0
Или нитрат метиламина - 5,0-15,0
Или динитрат этилендиамина - 5,0-30,0
Или натрий хлорнокислый - 5,0-25,0
Вода - 5,0-25,0
Масло индустриальное - 2,0-7,0
Петролатум - 0,5-4,0
Парафин - 1,0-2,0
Или битум - 0,5-2,5
Продукт конденсации полиолефина с малеиновым ангидридом и алканоламином или полиолом, или смеси этих продуктов с эфирами жирных кислот фракции C₁₇-C₂₅, или эфирами жирных кислот таллового масла с глицерином или полиглицерином, или пентаэритритом - 1,0-3,0
Раствор нитрита натрия - 0,2-5,0
Или смесь раствора нитрита с формалином (3:1) - 0,005-5,0
Или стеклянные микросферы - 2,0-6,0
Или фенолформальдегидные микросферы - 3,0-7,0
Или полистирольные микросферы - 3,0-6,0
Или микросферы из отходов ТЭЦ - 4,0-10,0
Или перлит - 2,0-6,0
Аммиачная селитра - Остальное до 100
Кроме того, предлагаемый состав может содержать от 3,0 до 15,0 мас.% дисперсного алюминия.

Пример получения 1.

В аппарате с мешалкой при температуре 60-95^oC приготавливают смесь углеводородного горючего и продукта конденсации полиолефинового углеводорода с малеиновым ангидридом и полиолом, например полиглицерином. Затем при интенсивном перемешивании в аппарат приливают водный раствор солей - окислителей: аммиачной селитры в смеси с натриевой или кальциевой селитрами, или с нитратом метиламина, или с динитратом этилендиамина, или натрием хлорнокислым, или с натриевой селитрой и перхлоратом аммония. Массу продолжают перемешивать 1-10 мин, к полученной смеси добавляют 2-5% пористого материала (микросферы, перлит и т.п.), перемешивают 5-15 мин и патронируют в полимерные или бумажные оболочки диаметром от 32 до 60 мм.

Пример получения 2.

В условиях примера 1 приготавливают дисперсию водного раствора солей - окислителей в смеси углеводородного горючего и продукта конденсации полиолефинового углеводорода с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином. В полученную массу добавляют раствор нитрита натрия (0,5-10,0%-ный в количестве 0,2-5,0%) или смесь раствора нитрита натрия с формалином (0,5-5,0%-ный раствор в количестве 0,05-5,0%), интенсивно перемешивают 10-300 с, выдерживают смесь от 1 мин до 24 ч и патронируют эмульсионное ВВ с плотностью 1,0-1,3 г/см³ в полимерные либо бумажные оболочки, или наполняют оболочки смесью без выдержки, которую обеспечивают в патроне, где и завершается процесс газирования эмульсии до заданной плотности.

Образцы взрывчатых составов согласно изобретению приведены в таблице. Мерой устойчивости ЭВВ при хранении являлась восприимчивость к инициированию и количество кристаллов окислителей при хранении 6 месяцев (массовая доля кристаллов определялась рентгеноструктурным методом).

Изобретение относится к взрывчатым составам, применяемым при взрывных работах в горном деле. Для повышения физической стабильности при длительном хранении ЭВВ, содержащих аммиачную селитру, окислительную и углеводородную фазы и сенсибилизирующую добавку, в качестве эмульгатора и стабилизатора эмульсии используют продукты конденсации полиолефинового углеводорода с малеиновым ангидридом и алканоламином или полиолом, или смеси этих продуктов с глицериновыми, полиглицериновыми или пентаэритритовыми эфирами жирных кислот таллового масла, или кислотами фракции С₁₇ - С₂₅. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Эмульсионный взрывчатый состав, включающий аммиачную селитру, окислительную и углеводородную фазы и сенсибилизирующую добавку, отличающийся тем, что окислительная фаза представляет собой водный раствор солей-окислителей, таких, как нитрат натрия или нитрат кальция, и/или аммоний хлорнокислый, или нитрат метиламина, или динитрат этилендиамина, или натрий хлорнокислый, углеводородная фаза включает индустриальное масло, плавкие углеводороды, такие, как петролатум или парафин, или битум и эмульгатор, содержащий продукты конденсации полиолефинов мол.м. 300 - 3000, предпочтительно 900 - 1500, с малеиновым ангидридом и алканоламином, предпочтительно триэтаноламином или полиолом, например глицерином, или полиглицерином, или пентаэритритом, или смеси этих продуктов с эфирами жирных кислот фракции С₁₇ - С₂₅, или эфирами жирных кислот таллового масла с глицерином или полиглицерином, или пентаэритритом, а сенсибилизирующая добавка представляет собой раствор нитрита натрия или смесь раствора нитрата натрия с формалином, или пористые добавки типа перлита при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрат натрия - 5,0 - 15,0
Или нитрат кальция - 5,0 - 25,0
И/или аммоний хлорнокислый - 5,0 - 15,0
Или нитрат метиламина - 5,0 - 15,0
Или динитрат этилендиамина - 5,0 - 30,0
Или натрий хлорнокислый - 5,0 - 25,0
Вода - 5,0 - 25,0
Масло индустриальное - 2,0 - 7,0
Петролатум - 0,5 - 4,0
Или парафин - 1,0 - 2,0
Или битум - 0,5 - 2,5
Продукт конденсации полиолефина с малеиновым ангидридом и алканоламином или полиолом, или смеси этих продуктов с эфирами жирных кислот фракции С₁₇ - С₂₅, или эфирами жирных кислот таллового масла с глицерином, или полиглицерином или пентаэритритом - 1,0 - 3,0
Раствор нитрита натрия - 0,2 - 5,0
Или смесь раствора нитрита натрия с формалином (3 : 1) - 0,005 - 5,0
Или стеклянные микросферы - 2,0 - 6,0
Или фенол-формальдегидные микросферы - 3,0 - 7,0
Или полистирольные микросферы - 3,0 - 6,0
Или микросферы из отходов ТЭЦ - 4,0 - 10,0
Или перлит - 2,0 - 6,0
Аммиачная селитра - Остальное до 100
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит 3 - 15 мас.% дисперсного алюминия.