ВОДОСОДЕРЖАЩИЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 2004 года по МПК C06B31/32 C06B25/04 C06B25/18 C06B25/34 

Изобретение относится к области производства и применения водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе гелеобразных растворов окислителей, сенсибилизированных порохами и взрывчатыми веществами и может быть использовано при утилизации взрывчатых веществ боеприпасов.

Известен водосодержащий взрывчатый состав [1], включающий взрывчатые вещества, например тротил, гексоген, ТЭН или бездымные пороха 2-50%, аммиачную селитру 15-80, нитраты щелочных металлов 0-25%, мочевину 1-15%, хлористый натрий 1-15%, загуститель 0,05-2, сшивающий агент 0,01-0,5, остальное - вода. Недостатком этого состава является низкая детонационная способность и использование инертных добавок, уменьшающих энергию взрыва.

Известен водосодержащий взрывчатый состав [2], взятый нами за прототип, содержащий: взрывчатый сенсибилизатор, включающий измельченные пороха, топлива, взрывчатые вещества или их смесь в количестве 5,0-50,0%, неорганический окислитель - аммиачная селитра 80,0-35,0%, криогенная добавка - смесь гликоля, нитрата калия и кальция в количестве 0,5-6,0%, загуститель 0,5-5,0%, сшивающие агенты 0,01-0,5%, катализатор отверждения 0,5-2,0%, вода - остальное.

Существенными недостатком этого состава является низкая детонационная способность, энергия взрыва и работоспособность по сравнению с применяемыми в настоящее время промышленными взрывчатыми веществами, высокая санитарная и экологическая опасность продуктов взрыва, содержащих в своем составе чрезвычайно опасные соединения хрома и свинца 1 класса опасности по ГОСТ 12.007-76 (предельно допустимая концетрация в воздухе рабочей зоны 0,01 и 0,005 мг/м³ по ГОСТ 12.005-88) и высокоопасные соединения цинка и меди 2 класса опасности по ГОСТ 12.007-76 (предельно допустимая концетрация в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м³ по ГОСТ 12.005-88), применяемые в составе в качестве сшивающих агентов и невзрывчатых сенсибилизаторов. Санитарные и экологические нормы исключают возможность применения этого взрывчатого состава в качестве промышленного взрывчатого вещества при открытых и подземных горных работах. Следует учесть, что средняя смертельная концентрация соединений хрома и свинца в воздухе составляет менее 500 мг/куб.м и, например, при взрыве одного килограмма этого состава, в воздух карьера будет выброшено в составе продуктов взрыва, как минимум, 600-1200 мг/куб.м соединений хрома или свинца в виде мельчайшего аэрозоля, что приведет к заражению до уровня ПДК 60-120 тыс. куб.м. воздуха и может привести к профессиональному заболеванию рабочего персонала горного предприятия.

Применяемый в водосодержащем взрывчатом составе тротил в мелкодисперсном состоянии при количествах до 20% малоэффективен как взрывчатое вещество. Согласно ГОСТ 19433-85, приложение 2, таблица 29, №ООН 1356 смесь тротил/вода 70/30 не способна к детонации и таким образом в водосодержащих составах мелкодисперсный тротил не может являться эффективным сенсибилизатором детонационных процессов.

Задачей настоящего изобретения является повышение детонационной способности, энергии взрыва и работоспособности водосодержащего взрывчатого состава и технологичности его изготовления при обеспечении безопасности его применения.

Поставленная задача решена тем, что водосодержащий взрывчатый состав включает взрывчатый сенсибилизатор - смесь взрывчатого вещества в виде порошка или кусков произвольной формы, или гранул, или цилиндрических шашек и пороха, при этом в качестве взрывчатого вещества он содержит гексоген или флегматизированный гексоген, или смесь флегматизированного гексогена и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия, или сплав гексогена и тротила, или тротил, а в качестве пороха - порох пироксилиновый зерненый или измельченный пироксилиновый или баллиститный порох, или их смесь окислитель - аммиачную селитру, органическое горючее, растворимые в воде азотнокислые соли металлов или их смесь, воду, в качестве загустителя - полиакриламид, а в качестве сшивающего агента - сернокислый алюминий или трехвалентное сернокислое железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гексоген или флегматизированный гексоген,

или смесь флегматизированного гексогена

и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия,

или сплав гексогена и тротила, или тротил 15-55

порох пироксилиновый зерненый или

измельченный пироксилиновый или

баллиститный порох или их смесь 15-50

растворимые в воде азотнокислые соли

металлов или их смесь 1,5-5

органическое горючее 1-5

полиакриламид 0,2-0,6

сернокислый алюминий или трехвалентное

сернокислое железо 0,02-0,1

вода 7,0-12,0

аммиачная селитра остальное

При этом в качестве органических горючих используется карбамид или парафин, или церезин, или головакс, или минеральное масло, или их смесь, а в качестве азотнокислых солей металлов используется натрий азотнокислый, или калий азотнокислый, или кальций азотнокислый.

Сущность изобретения заключается в том, что для повышения детонационной способности в состав может быть введен зерненный и измельченный артиллерийский пироксилиновый или баллиститный порох, или баллиститный ракетный порох и взрывчатые вещества в виде порошка или кусков произвольной формы, или гранул, или цилиндрических шашек. Для улучшения технологичности в состав может быть введено жидкое органическое горючее в количестве до 5 мас.%, а для достижения высокой работоспособности в состав введена аммиачная селитра до 25 мас.%. Введение в состав карбамида и растворимых в воде азотнокислых солей металлов или их смеси позволяет повысить их морозостойкость, детонационные характеристики и снижает количество вредных газов в продуктах взрыва. Санитарная и экологическая безопасность водосодержащего взрывчатого состава обеспечивается применением в качестве сшивающего агента сернокислого алюминия или трехвалентного сернокислого железа. При этом в твердых продуктах взрыва присутствуют окись алюминия или окись железа (соответственно 4 и 3 классы опасности по ГОСТ 12.007-76, предельно допустимые концетрации в воздухе рабочей зоны 6 и 4 мг/м³ по ГОСТ 12.005-88), что не превышает опасность пыли горных пород при взрывных работах (пыль гранитов, известняков, железных руд - 3 и 4 классы опасности с ПДК 2-4 мг/м³).

Испытания показали, что при содержании 35% порохов и 35% взрывчатых веществ в виде порошка, кусков произвольной формы, гранул или цилиндрических шашек, состав устойчиво детонирует от капсюля детонатора №8 и детонирующего шнура в тонкостенных полимерных оболочках диаметром 36 мм, а при увеличении содержания измельченных баллиститных порохов до 55 мас.% и 2 мас.% жидкого горючего состав устойчиво детонирует от промежуточного детонатора массой 200 г в зарядах в полимерной оболочке диаметром 60 мм.

Использование в составе в качестве взрывчатых веществ смесей гексогена и алюминия значительно увеличивает энергию взрыва.

Способ изготовления взрывчатого состава заключается в следующем.

В отмеренное количество воды при обогреве и перемешивании высыпается необходимое количество аммиачной селитры, затем карбамид, полиакриламид и азотнокислые соли металлов или их смесь. Смесь перемешивают до полного растворения компонентов.

Полученной гелеобразной массой заливают тару с порохами и измельченными взрывчатыми веществами, полученную массу тщательно перемешивают в смесителе. Вводят в полученную смесь необходимое количество гранулированной аммиачной селитры и сшивающий агент. При необходимости навеску минерального масла предварительно вводят в пороха или гранулированную аммиачной селитру.

Примеры предлагаемого взрывчатого состава и его основные свойства в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, предлагаемый водосодержащий взрывчатый состав обладает высокой детонационной способностью, санитарной и экологической безопасностью продуктов взрыва и пожаровзрывобезопасностью технологического процесса изготовления и применения за счет исключения пыления и электризации порохов и взрывчатых веществ при их флегматизации растворами электролитов на начальной стадии изготовления.

Литература

1. Патент США №3321344, кл. С 06 В 1/04 (НКИ 149-56).

2. Патент Российской федерации №2176632, кл. С 06 В 25/00.

Изобретение относится к области водосодержащих взрывчатых веществ на основе гелеобразных растворов окислителей, сенсибилизированных порохами и взрывчатыми веществами. Предложен водосодержащий взрывчатый состав, содержащий окислитель - аммиачную селитру, взрывчатый сенсибилизатор - смесь взрывчатого вещества в виде порошка или кусков произвольной формы, или гранул, или цилиндрических шашек и пороха, при этом в качестве взрывчатого вещества используется гексоген или флегматизированный гексоген, или смесь флегматизированного гексогена и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия, или сплав гексогена и тротила, или тротил, а в качестве пороха - порох пироксилиновый зерненный или измельченный пироксилиновый или баллиститный порох, или их смесь, загуститель - полиакриламид, сшивающий агент - сернокислый алюминий или трехвалентное сернокислое железо, органическое горючее, растворимые в воде азотнокислые соли металлов или их смесь и воду. Изобретение направлено на повышение детонационной способности, энергии взрыва и работоспособности водосодержащего взрывчатого состава. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Водосодержащий взрывчатый состав, включающий взрывчатый сенсибилизатор, окислитель - аммиачную селитру, загуститель, сшивающий агент и воду, отличающийся тем, что в качестве взрывчатого сенсибилизатора он содержит смесь взрывчатого вещества в виде порошка или кусков произвольной формы, или гранул, или цилиндрических шашек и пороха, при этом в качестве взрывчатого вещества он содержит гексоген, или флегматизированный гексоген, или смесь флегматизированного гексогена и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия, или сплав гексогена и тротила, или тротил, а в качестве пороха - порох пироксилиновый зерненный, или измельченный пироксилиновый, или баллиститный порох, или их смесь, органическое горючее, растворимые в воде азотно-кислые соли металлов или их смесь, в качестве загустителя - полиакриламид, в качестве сшивающего агента - серно-кислый алюминий или трехвалентное сернокислое железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гексоген, или флегматизированный гексоген, или смесь флегматизированного гексогена и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия, или сплав гексогена и тротила, или тротил 15-55

Порох пироксилиновый зерненный, или измельченный

пироксилиновый, или баллиститный порох, или их смесь 15-50

Растворимые в воде азотно-кислые соли металлов или их смесь 1,5-5

Органическое горючее 1-5

Полиакриламид 0,2-0,6

Сернокислый алюминий или трехвалентное сернокислое железо 0,02-0,1

Вода 7,0-12,0

Аммиачная селитра Остальное