ГРАНУЛИРОВАННЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 2004 года по МПК C06B31/28 C06B45/32 

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, приготовляемым в процессе пневмозаряжания сухих шпуров и скважин на подземных горных работах.

Известен взрывчатый состав (Патент РФ №2033989, МПК⁶ С 06 В 21/00, 31/28, БИ №12, 1995), включающий аммиачную селитру и эмульсию, получаемую при добавлении воды к углеводородному горючему и поверхностно-активному веществу (ПАВ). В качестве ПАВ используют полиэфиры пентаэритрита или глицерина с жирными кислотами с длиной углеводородной цепи С₁₂-С₂₀ или полиэфиры пентаэритрита с синтетическими кислотами с длиной углеводородной цепи С₂₁-С₂₅.

Данное взрывчатое вещество (ВВ) обладает пониженной сыпучестью, в частности плохо засыпается в приемные бункера пневмозарядчиков, при пневмозаряжании налипает на стенках зарядного шланга и забивает его, что делает невозможным осуществлять процесс заряжания.

Известен также гранулированный смесевой взрывчатый состав (см. Патент РФ №2155739, МПК⁶ С 06 В 31/28, БИ №25, 2000), содержащий: гранулированную аммиачную селитру, жидкое горючее, металлическое горючее и синтетические жирные кислоты фракции C₂₁-C₂₅ или их соли железа, принятый в качестве прототипа к заявляемому составу.

При пневмозаряжании данного взрывчатого вещества наблюдается повышенный вынос обратной струей сжатого воздуха в рабочую зону жидкого горючего, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда. Предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны согласно санитарным нормам составляют: паров нефтяных масел - 5 мг/м³, паров дизельного топлива - 300 мг/м³. Также, смесь синтетических жирных кислот с маслом равномерно покрывает поверхность гранул аммиачной селитры и не позволяет им плотно упаковываться в заряде, что приводит к снижению плотности заряжания, а следовательно, и уменьшению концентрации энергии в единице объема скважины (шпура). Кроме того, изготовление ВВ осуществляется по сложной технологической схеме.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи разработки гранулированного взрывчатого состава, обеспечивающего повышение плотности заряжания скважин (шпуров), улучшение санитарно-гигиенических условий при пневмозаряжании и упрощение технологического процесса изготовления ВВ.

Поставленная задача решается за счет того, что гранулированный взрывчатый состав, включающий гранулированную аммиачную селитру, жидкое горючее, металлическое горючее и поверхностно-активное вещество, дополнительно содержит воду, в качестве поверхностно-активного вещества используют водорастворимые продукты оксиэтилирования высших жирных спиртов или алкилфенолов, а гранулированная аммиачная селитра содержит не менее 75% гранул размером не более 2 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое горючее 2-5

Металлическое горючее 3-6

Вода 2-7

Продукты оксиэтилирования высших

жирных спиртов или алкилфенолов 0,05-0,1

Гранулированная аммиачная селитра Остальное

Наличие воды, водорастворимых продуктов оксиэтилирования высших жирных спиртов или алкилфенолов и жидкого горючего в заявляемом гранулированном взрывчатом составе позволяет при пневмозаряжании скважин (шпуров) получать эмульсии прямого типа (масло в воде). В процессе пневмозаряжания при турбулентном движении гранул аммиачной селитры, пропитанных жидким горючим, в потоке водовоздушной смеси, содержащей ПАВ, за счет высоких скоростей движения на поверхности гранул селитры и в объеме потока происходит образование эмульсии и получение гранулированного взрывчатого состава непосредственно в заряжаемой скважине. В результате растворения в эмульсии верхнего слоя гранул аммиачной селитры повышается их пластичность. За счет пластических деформаций происходит дополнительное уплотнение гранулированного взрывчатого состава, что способствует повышению плотности заряжания. Образующаяся эмульсия также связывает жидкое горючее, что уменьшает его вынос обратной струей воздуха в рабочую зону. Это улучшает санитарно-гигиенические условия труда взрывников. Кроме того, использование только пневматического зарядного оборудования и смесителя для приготовления предварительной смеси аммиачной селитры с жидким и металлическим горючими значительно упрощает процесс приготовления гранулированного взрывчатого состава.

При содержании жидкого горючего в составе гранулированного взрывчатого состава менее 2% кислородный баланс взрывчатого состава становится резко положительным, что приводит к образованию большого количества ядовитых окислов азота. При содержании жидкого горючего более 5% не происходит образование прямой эмульсии, кроме того, кислородный баланс ВВ становится резко отрицательным, что приводит к образованию большого количества окиси углерода.

При содержании металлического горючего более 6% повышается стоимость гранулированного взрывчатого состава. При содержании металлического горючего менее 3% снижаются энергетические характеристики ВВ.

При содержании воды более 7% пневмозарядка скважин становится невозможной из-за полного разрушения гранул селитры и образования пробок в зарядном шланге. При содержании воды менее 2% не происходит образование эмульсии.

При содержании ПАВ менее 0,05% не происходит образование эмульсии в процессе пневмозаряжания. Содержание ПАВ более 0,1% является излишним.

Поверхность гранул аммиачной селитры имеет большое значение для образования эмульсии и повышения плотности упаковки гранул в скважине, поэтому необходим определенный гранулометрический состав, гранулы с размером не более 2 мм должны составлять не менее 75% по массе аммиачной селитры.

В заявляемом гранулированном взрывчатом составе в качестве жидкого горючего можно использовать минеральное масло или дизельное топливо, в качестве металлического горючего - порошки ферросилиция или алюминия.

Способ получения гранулированного взрывчатого состава заключается в следующем. В стандартный смеситель, предназначенный для приготовления смесей аммиачной селитры с жидким горючим, в определенной пропорции засыпается гранулированная аммиачная селитра и металлическое горючее, после смешения вводится жидкое горючее и производится дополнительное перемешивание. Далее полученная смесь транспортируется к месту зарядки и загружается в приемный бункер пневмозарядчика (например ЗП-25). В емкость для воды пневмозарядчика заливают воду с растворенным в ней ПАВ. Зарядный трубопровод вводят в скважину, включают сжатый воздух и производят зарядку. В процессе зарядки происходит образование взрывчатого состава.

Рецептуры заявляемого гранулированного взрывчатого состава и его основные характеристики в сравнении с прототипом, а также рецептуры вне пределов по содержанию компонентов (образцы 5, 6) приведены в таблице.

Как следует из таблицы, заявляемый гранулированный взрывчатый состав превосходит прототип по плотности заряжания и обеспечивает нормальные санитарно-гигиенические условия труда на рабочем месте при пневмозаряжании.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, приготовляемым в процессе пневмозаряжания сухих шпуров и скважин на подземных горных работах. Согласно изобретению, гранулированный взрывчатый состав включает гранулированную аммиачную селитру, жидкое горючее, металлическое горючее, воду и поверхностно-активное вещество, в качестве которого используют водорастворимые продукты оксиэтилирования высших жирных спиртов или алкилфенолов, при этом гранулированная аммиачная селитра содержит не менее 75% гранул размером не более 2 мм. Изобретение направлено на создание гранулированного взрывчатого состава, обеспечивающего повышение плотности заряжания скважин (шпуров), улучшение санитарно-гигиенических условий при пневмозаряжании и упрощение технологического процесса его изготовления. 1 табл.

Гранулированный взрывчатый состав, включающий гранулированную аммиачную селитру, жидкое горючее, металлическое горючее и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что он дополнительно содержит воду, в качестве поверхностно-активного вещества используют водорастворимые продукты оксиэтилирования высших жирных спиртов или алкилфенолов, а гранулированная аммиачная селитра содержит не менее 75% гранул с размером не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое горючее 2-5

Металлическое горючее 3-6

Вода 2-7

Продукты оксиэтилирования высших

жирных спиртов или алкилфенолов 0,05-0,1

Гранулированная аммиачная селитра Остальное