СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1999 года по МПК F42D1/10 

Предлагаемое изобретение относится к области горной промышленности и строительству, а более конкретно к взрывным работам, и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом при заряжании нисходящих скважин, особенно обводненных, эмульсионными взрывчатыми веществами.

Однако предлагаемое изобретение может быть использовано и при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Оно может быть реализовано на стационарных пунктах приготовления (СПП) эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), а также на отдельной пункте, который располагают непосредственно на объекте производства взрывных работ и в смесительно-зарядных машинах (СЗМ).

С 1964 года в США начали выпускать новую разновидность водосодержащих смесей - эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ). Эти взрывчатые вещества основаны на эмульсиях типа "вода в масле". Они состоят в основном из водного раствора неорганического окислителя, который в виде мелких капелек представляет дисперсную фазу, и жидкого горючего, являющегося непрерывной фазой.

Соотношение окислителя и горючего в эмульсионной смеси составляет приблизительно 10:1.

В качестве окислителя применяют нитраты, перхлораты и хлораты аммония, щелочных металлов и редкоземельных элементов. Наиболее часто используют аммиачную селитру (АС) отдельно или в смеси с другими селитрами. Оптимальное содержание окислителя в смеси составляет 60-85%, а воды - 16%.

Жидким горючим веществом обычно являются органические виды топлива (минеральные масла, дизельное топливо и т.д.) или их смеси. Оптимальным является содержание горючего 3-7%.

Эмульгаторы являются важнейшим компонентом эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), поскольку от его эффективности зависит стабильность эмульсии типа "вода в масле" в условиях, когда удельный объем непрерывной фазы составляет 5-7%, а дисперсной фазы достигает 93-95%. Наиболее эффективными эмульгаторами являются эфиры сорбита и жирных кислот (стеариновой, олеиновой), а также более доступные вещества, такие, как эфиры глицерина, неорганические соли высших алкиламинов.

Таким образом, основным компонентом эмульсии является окислитель (аммиачная и другие селитры).

Эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ) обладает значительными технологическими и экономическими преимуществами по сравнению с другими водосодержащими взрывчатыми веществами: относительно высокая физическая стабильность, водоустойчивость, возможность в широких пределах изменять рецептуру и характеристики, безопасность, низкая стоимость и др. Эмульсия приобретает свойства взрывчатого вещества после ее сенсибилизации, например после ввода газогенерирующей добавки в процессе заряжания скважин с использованием смесительно-зарядных машин (СЗМ).

Известен способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ, включающий подготовку раствора окислителя на стационарном пункте приготовления (СПП), подготовку смеси жидкого горючего и эмульгатора также на стационарном пункте приготовления, приготовление эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ смешиванием раствора окислителя со смесью жидкого горючего и эмульгатора, наработку эмульсии в накопительную емкость и выдачу эмульсии из накопительной емкости, например в емкость смесительно-зарядной машины (СЗМ) (1).

Недостаток данного способа приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) заключается в том, что использование накопительной емкости с готовой эмульсией значительно повышает степень риска взрыва и возможные последствия при возникновении взрывного процесса на любой из стадии производства эмульсионных взрывчатых веществ.

Наиболее близким из известных технических решений по своей сущности и достигаемому результату является способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ, включающий подготовку раствора окислителя на стационарном пункте приготовления (СПП), подготовку смеси жидкого горючего и эмульгатора на стационарном или отдельном пункте приготовления и приготовление эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) смешиванием раствора окислителя со смесью жидкого горючего и эмульгатора на стационарном пункте приготовления (2).

Этот способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) ввиду наличия двух пунктов приготовления (СПП и отдельного) позволяет уменьшить расстояние между местом непосредственного приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) и местом производства взрывных работ, что сокращает время транспортирования эмульсии и, как следствие, повышает физическую стабильность эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), улучшает его взрывчато-технические характеристики и снижает стоимость взрывных работ в целом.

Однако и этот способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что при его использовании мы не добивается высокой объемной концентрации энергии взрывчатых веществ в скважине, а также увеличения стабильности готового эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ).

Целью предлагаемого изобретения является повышение объемной концентрации энергии взрывчатых веществ в скважине путем совместного использования эмульсионного взрывчатого вещества, изготавливаемого на стационарном или отдельном пунктах приготовления эмульсии, со смесью гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (игданит), а также увеличения стабильности готового эмульсионного взрывчатого вещества (композиции из эмульсии и игданита) за счет снижения процентного содержания дизельного топлива в смеси гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (игданита) против оптимального.

Указанная цель достигается тем, что в способе приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ, включающем подготовку раствора окислителя на стационарном пункте приготовления, подготовку смеси жидкого горючего и эмульгатора на стационарном или отдельном пунктах приготовления и приготовление эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ смешиванием раствора окислителя со смесью жидкого горючего и эмульгатора на стационарном пункте приготовления, при приготовлении смеси жидкого горючего в ее состав вводят парафин и дополнительно 1% дизельного топлива сверх предусмотренного рецептурой, уменьшая при этом на 1% раствор окислителя, причем общее весовое количество жидкого горючего (дизельное топливо, эмульгатор и парафин) в составе эмульсии не должно превышать 10%, при этом готовую эмульсию охлаждают до температуры 35^oC и сенсибилизируют микросферой или газифицируют, а готовую эмульсию смешивают с гранулированной аммиачной селитрой марок А или Б ГОСТ 2-85, в которую вводят дизельное топливо в количестве не более 4,5%, в соотношении по весу от 40/60 до 60/40 эмульсии и аммиачной селитры с дизельным топливом.

В соответствии с Разделом 2 Статьи 4 Закона Российской Федерации изобретению предоставляется правовая охрана, если оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Данное техническое решение "Способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ" является новым, так как оно не известно из уровня техники.

Оно имеет изобретательской уровень, так как для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Оно является и промышленно применимым, так как может быть использовано в области горной промышленности при разработке месторождений полезных ископаемых как открытым, так и подземным способом, а также в строительной промышленности.

Существенными признаками данного технического решения признаются те, которые влияют на достигаемый технический результат, то есть находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.

Такими признаками являются: при приготовлении смеси жидкого горючего в ее состав вводят парафин и дополнительно 1% дизельного топлива сверх предусмотренного рецептурой, уменьшая при этом на 1% раствор окислителя, причем общее весовое количество жидкого горючего (дизельное топливо, эмульгатор и парафин) в составе эмульсии не должно превышать 10%, при этом готовую эмульсию охлаждают до температуры 35^oC и сенсибилизируют микросферой или газифицируют, а готовую эмульсию смешивают с гранулированной аммиачной селитрой марок А или Б ГОСТ 2-85, в которую вводят дизельное топливо в количестве не более 4,5%, в соотношении по весу от 40/60 до 60/40 эмульсии и аммиачной селитры с дизельным топливом.

Введение в состав смеси жидкого горючего парафина и дополнительно 1% дизельного топлива сверх предусмотренного рецептурой и уменьшение при этом на 1% раствора окислителя и, принимая общее весовое количество жидкого горючего (дизельное топливо, эмульгатор и парафин) в составе эмульсии не более 10%, позволяет использовать в качестве добавки смесь аммиачной селитры и дизельного топлива с пониженным содержанием топлива.

Охлаждение готовой эмульсии до температуры 35^oC и сенсибилизация ее микросферой или газифицирование позволяет вводить в эмульсию смесь аммиачной селитры и дизельного топлива без использования дополнительного обогрева, а также улучшения взрывчатых свойств эмульсии и готового взрывчатого вещества.

Смешивание готовой эмульсии с гранулированной аммиачной селитрой марок А или Б ГОСТ 2-85, в которую вводят дизельное топливо в количестве не более 4,5%, в соотношении по весу от 40/60 до 60/40 эмульсии и аммиачной селитры с дизельным топливом, позволяет увеличить физическую стабильность готового ВВ.

Все отличительные признаки, приведенные в формуле изобретения, в своей совокупности, позволяют повысить объемную концентрацию энергии взрывчатых веществ в скважине путем совместного использования эмульсионного взрывчатого вещества, изготавливаемого на стационарном или отдельном пункте приготовления эмульсии со смесью гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (игданит), а также увеличить стабильность готового эмульсионного взрывчатого вещества (композиции из эмульсии и игданита) за счет снижения процентного содержания дизельного топлива в смеси аммиачной селитры и дизельного топлива против оптимального.

Способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ можно пояснить на примере ее получения.

На стационарном пункте приготовления (СПИ), который, как правило, расположен на расстоянии более 10 км от объекта производства взрывных работ, подготавливают раствор окислителя путем подачи в аппарат, который снабжен мешалкой, воды и окислителя, в качестве которого используют смесь аммиачной и натриевой (или кальциевой) селитр, а затем этот раствор подают в смесительный модуль, предназначенный для приготовления эмульсии.

Одновременно производят подготовку смеси жидкого горючего (например, дизельного топлива и т.д.) и эмульгатора (например, эфиры глицерина, эфиры сорбита и жирных кислот), при этом при приготовлении смеси жидкого горючего в ее состав вводят парафин и дополнительно 1% дизельного топлива сверх предусмотренного рецептурой, уменьшая при этом на 1% раствор окислителя, причем общее весовое количество жидкого горючего (дизельное топливо, эмульгатор и парафин) в составе эмульсии не должно превышать 10%.

Подготовленные смеси также подают в смесительный модуль, в котором осуществляют приготовление эмульсии путем смешивания раствора окислителя со смесью жидкого горючего и эмульгатора, при этом готовую эмульсию охлаждают до температуры 35^oC и сенсибилизируют микросферой или газифицируют.

После этого эмульсию загружают в емкость смесительно-зарядной машины (СЭМ). Готовую эмульсию в смесительно-зарядной машине непосредственно перед зарядкой ЭВВ в скважину смешивают с гранулированной аммиачной селитрой марок А или Б ГОСТ 2-85, в которую вводят дизельное топливо в количестве не более 4,5%, в соотношении по весу от 40/60 до 60/40 эмульсии и аммиачной селитры с дизельным топливом.

Источники информации.

1. Калашников А.Т. Совершенствование технологии взрывных работ на карьерах. Институт "Черметинформация". М.: 1989. (Обзор. информ., Сер. Горно-рудное производство. Вып. 1), с. 17-19.

2. Патент Российской Федерации N 2076304, МПК⁶ F 42 D 3/04, 1994-прототип.

Изобретение относится к области горной промышленности и строительству, а более конкретно к взрывным работам, и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом при заряжании нисходящих скважин. Изобретение позволит повысить объемную концентрацию энергии взрывчатых веществ в скважине путем совместного использования эмульсионного взрывчатого вещества, изготавливаемого на стационарном или отдельном пунктах приготовления эмульсии, со смесью гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива, а также увеличить стабильность готового эмульсионного взрывчатого вещества (композиции из эмульсии и игданита) за счет снижения процентного содержания дизельного топлива (игданита) против оптимального. Особенность данного способа приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ заключается в том, что при приготовлении смеси жидкого горючего в ее состав вводят парафин и дополнительно 1% дизельного топлива сверх предусмотренного рецептурой, уменьшая при этом на 1% раствор окислителя, причем общее весовое количество горючего (дизельное топливо, эмульгатор и парафин) в составе эмульсии не должно превышать 10%, при этом готовую эмульсию охлаждают до температуры 35^oС и сенсибилизируют микросферой или газифицируют. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ приготовления эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ, включающий подготовку раствора окислителя на стационарном пункте приготовления, подготовку смеси жидкого горючего и эмульгатора на стационарном или отдельном пунктах приготовления и приготовление эмульсии эмульсионных взрывчатых веществ смешиванием раствора окислителя со смесью жидкого горючего и эмульгатора на стационарном пункте приготовления, отличающийся тем, что при приготовлении смеси жидкого горючего в ее состав вводят парафин и дополнительно 1% дизельного топлива сверх предусмотренного рецептурой, уменьшая при этом на 1% раствор окислителя, причем общее весовое количество жидкого горючего (дизельное топливо, эмульгатор и парафин) в составе эмульсии не должно превышать 10%, при этом готовую эмульсию охлаждают до температуры 35^oC и сенсибилизируют микросферой или газифицируют. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что готовую эмульсию смешивают с гранулированной аммиачной селитрой марок А или Б ГОСТ 2-85, в которую вводят дизельное топливо в количестве не более 4,5%, в соотношении по весу 40:60 - 60:40 эмульсии и аммиачной селитры с дизельным топливом.