ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 2002 года по МПК C06B31/38 C06B25/04 

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

Развитие промышленности требует постоянного увеличения добычи угля, одного из основных видов энергетического сырья. Рост добычи угля должен происходить на основе внедрения новейших горных машин и механизмов для комплексной механизации, совершенствования систем разработки, интенсификации горных работ и повышения производительности труда.

Одним из способов повышения производительности труда является использование энергии взрывчатых веществ в сочетании с механизированной погрузкой и транспортированием взорванной породы угля. В этой связи возникает необходимость обеспечения угольной промышленности высокоэффективными взрывчатыми веществами и наиболее полноценного их использования.

В то же время специфика угольных шахт - наличие взрывоопасной атмосферы - значительно усложняет методы производства буровзрывных работ и, в частности, требует выбора и применения только специальных типов так называемых предохранительных взрывчатых веществ, отличающихся особыми свойствами. В подобного рода ВВ нуждаются и некоторые другие отрасли горной промышленности.

Расход предохранительных ВВ в основных угледобывающих странах составляет 10-25% общего расхода промышленных ВВ всеми отраслями техники.

К предохранительным ВВ 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 (III-VII) по общей классификации. Самый высокий класс предохранительности - VII.

Ассортимент предохранительных ВВ 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 предохранительные взрывчатые вещества типа аммонитов и нитроглицериновые ВВ.

За рубежом почти все предохранительные ВВ содержат в качестве сенсибилизатора нитроглицерин или его смеси с нитрогликолем. Применяются также другие нитросодержащие соединения вместо тринитротолуола.

Заявкой ФРГ (заявка 2263761) патентуется предохранительное ВВ на основе нитроглицерина, нитрогликоля, KNO₃, NH₄Cl и повышенного содержания (до 8%) органического горючего (растительная мука, крахмал, целлюлоза и ее производные).

Румынским патентом (патент 71687) предложено селективно-детонирующее предохранительное ВВ, предназначенное для работы в шахтах, опасных по газу и пыли.

Патентуется состав на основе смеси нитроглицерин-нитрогликоль (патент 1479157, Англия).

Предложен состав, содержащий аммиачную селитру и различные добавки (древесная мука, полиакрилат натрия, стеарат цинка и др.) (патент 137804, Польша).

В отечественной промышленности используют в качестве предохранительных ВВ как аммониты, так и нитроглицериновые ВВ. Широкое применение нашли рецептуры, сенсибилизаторами в которых являются нитроэфиры и тринитротолуол.

Из отечественных рецептур, выпускаемых промышленностью, известны следующие предохранительные ВВ.

Аммониты: серный 1 ЖВ, нефтяной 3 ЖВ - III класс предохранительности, Т - 19 - IV класс предохранительности, угленит Э - 5, угленит Э - 6 - V класс предохранительности. К недостаткам угленитов следует отнести наличие в составе нитроэфира (нитроглицерина), необходимого для сенсибилизации состава, содержащего большое количество пламегасителя, и низкий уровень энергетических характеристик (для угленита Э - 5).

Подробно об отечественных промышленных ВВ представлено в работе Поздняков З.Г. и др. Справочник по ПВВ и средствам взрывания, М., Недра, 1977.

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

Техническая задача решается тем, что предложено использовать в составе ВВ на аммиачно-селитренной основе полезное соотношение компонентов в сочетании с новыми компонентами, а в качестве хлорида щелочного металла использовать хлорид натрия высокой степени дисперсности (содержание фракции меньше 50 мкм не менее 60%).

Наиболее близким аналогом, взятым авторами за прототип, является состав Т - 19 (ГОСТ 21982-76) на основе аммиачной селитры, хлорида щелочного металла и тринитротолуола. К недостаткам этого состава следует отнести низкий класс предохранительности (IV).

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что ВВ, включающее аммиачную селитру, хлорид щелочного металла, тринитротолуол, содержит в качестве хлорида щелочного металла хлорид натрия высокой степени дисперсности (содержание фракции меньше 50 мкм не менее 60%), дополнительно содержит двуокись кремния (аэросил) при соотношении компонентов, мас.%:
Аммиачная селитра - 41 - 51
Тринитротолуол - 14 - 18
Хлорид натрия - 34,95 - 40,9
Двуокись кремния - 0,05 - 0,1
В таблице приведен компонентный состав образцов ВВ по предлагаемому изобретению, прототипу, их характеристики, а также характеристики образцов с содержанием компонентов за пределами заявляемого соотношения. Из приведенных данных видно, что предлагаемое ВВ имеет по сравнению с прототипом более высокий класс предохранительности при скорости детонации 2,4-2,7 км/с и критическом диаметре детонации 12-15 мм.

В лабораторных и опытно-заводских условиях изготовлена ~ 1 тонна высокопредохранительного ВВ.

Испытаниями в заводских условиях на безопасность воспламенения метановоздушной смеси (ГОСТ 21983-76 п. 4.10.) подтвержден высокий класс предохранительности (V) этого ВВ: при взрыве заряда массой 200 г в камере штрека в свободноподвешенном состоянии воспламенения метановоздушной смеси не происходит.

Изобретение относится к области разработки промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) высокого класса предохранительности. Согласно изобретению предохранительное взрывчатое вещество содержит аммиачную селитру, хлорид щелочного металла, тринитротолуол, а в качестве хлорида щелочного металла - хлорид натрия высокой степени дисперсности с содержанием фракции меньше 50 мкм не менее 60%, дополнительно содержит двуокись кремния. Изобретение направлено на создание промышленного взрывчатого вещества высокого класса предохранительности (V) на основе аммиачной селитры, не содержащего жидкого нитроэфира, которое может использоваться без ограничений в любое время года как летом, так и зимой. 1 табл.

Предохранительное взрывчатое вещество, включающее аммиачную селитру, хлорид щелочного металла, тринитротолуол, отличающееся тем, что оно содержит в качестве хлорида щелочного металла хлорид натрия высокой степени дисперсности с содержанием фракции меньше 50 мкм не менее 60%, дополнительно содержит двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Селитра аммиачная - 41 - 51
Тринитротолуол - 14 - 18
Хлорид натрия - 34,95 - 40,9
Двуокись кремния - 0,05 - 0,1