СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГРАНУЛИТА Российский патент 2010 года по МПК C06B31/28 C06B45/32 

Изобретение относится к безопасным способам изготовления в процессе пневматического заряжания неводоустойчивых гранулированных промышленных взрывчатых веществ (ВВ).

При больших объемах заряжания шпуров и скважин гранулированными промышленными взрывчатыми веществами (гранулитами) для взрывной отбойки горных пород традиционно используются пневмозарядчики.

В процессе пневмозарядки возможно накопление статического электричества, что может служить причиной аварий.

Помимо смачивания водой гранулированного взрывчатого вещества в процессе пневмотранспортирования при заряжании для борьбы со статическим электричеством применяют электропроводящие шланги, по которым пневмотранспортируемое ВВ подается в скважины и шпуры. В шланги через каждые 5-7 метров вставляют металлические муфты либо внутри шланга по всей его длине протягивают металлический проводник, что обеспечивает отвод образующегося статического электричества.

К недостаткам описанных способов борьбы со статическим электричеством в процессе пневмозаряжания гранулированных взрывчатых веществ следует отнести следующие:

- бак для воды, входящий в комплект пневмозарядчика, имеет ограниченную емкость, вследствие чего вода может закончиться в процессе пневмозарядки неожиданно и начнется необратимое накопление статического электричества, что приведет к взрыву;

- при пневмозаряжании алюмосодержащих гранулитов (типа АС-6, АС-8 и др), когда в ВВ содержатся частички алюминиевой пудры, которые всегда покрыты по поверхности оксидом алюминия Аl₂О₃, являющимся диэлектриком, происходит налипание частиц диэлектрика - оксида алюминия на внутреннюю поверхность токопроводящего зарядного шланга, вследствие чего токопроводящий эффект зарядного шланга теряется. Начнется необратимое накопление статического электричества, что приведет к взрыву;

- гранулы ВВ при высокой скорости пневмотранспортирования (до 50 м/с) оказывают значительное абразивное воздействие на внутреннюю поверхность зарядного шланга, в том числе и на металлические проводники, размещенные внутри шланга. Это может вызвать обрыв при истирании металлического проводника, протянутого внутри зарядного шланга. Начнется необратимое накопление статического электричества с указанными выше последствиями.

Известен смесевой взрывчатый материал, содержащий антистатик - 0,000003 - 0,01 мас.%, гранулированный тротил - 17,5 - 46,0 мас.% и -гранулированную аммиачную селитру - остальное до 100% - патент РФ №2209807, С06В 31/38, 2003 г.

К его недостаткам можно отнести следующие:

- в качестве одного из компонентов взрывчатого материала используется тротил. Известно, что он оказывает крайне негативное воздействие на здоровье человека при контакте с ним, вызывая катаракту и цирроз печени, т.е. использование тротила в качестве компонента ВВ опасно с санитарной точки зрения;

- известная смесь предусматривает использование для пневмозаряжания заранее изготовленного ВВ, но изготовление трехкомпонентной смеси в существующих пневмозарядчиках технически невозможно;

- указанный интервал содержания в смесевом ВВ гранулотола от 17,5 до 46,0 мас.% (остальное - гранулированная аммиачная селитра) дает при изготовлении взрывчатые вещества с кислородным балансом от плюс 3,6% (когда в продуктах взрыва содержатся окислы азота) до минус 23% (когда в продуктах взрыва содержится угарный газ - окись углерода - СО). Причем, окись азота в 6,5 раз токсичнее окиси углерода (в сравнении значений, установленных для этих веществ ПДК в воздухе рабочей зоны). Таким образом, смесевое ВВ с 17,5 мас.% тротила по продуктам взрыва также токсична, как и смесевое ВВ с 46,0 мас.% тротила.

- так как пневмозарядка, в основном, применяется в подземных условиях, то к ВВ в этих условиях существует требование нулевого кислородного баланса. В указанных диапазонах содержания компонентов описанный в аналоге смесевой взрывчатый материал неприменим во избежание сильной загазованности ядовитыми газами подземных горных выработок; эти газы полностью не удаляются проветриванием, т.к. адсорбируются на стенках выработок и впоследствии медленно десорбируются за счет перепадов температур или механического воздействия, отравляя воздух рабочей зоны в подземных выработках.

Прототипом изобретения является способ изготовления взрывчатых веществ, представляющих собой смесь аммиачной селитры и дизельного топлива, согласно которому антистатик добавляют в дизельное топливо, а затем смешивают с частицами аммиачной селитры, причем антистатик используют в количестве 0,005 -1 мас.% от аммиачной селитры - патент Японии №56125453 А, С06В 31/28, 2006 г.

Недостатки прототипа следующие.

Применена антистатическая добавка - продукт сополимеризации алифатических аминов и жирных кислот. Механизм ее действия основан на диссоциации амина в воде с образованием ионов, которая всегда в остаточных количествах содержится в нефтепродуктах. Причем эффективность этой добавки (придание нефтепродукту свойств электропроводности) будет зависеть от количества содержащейся в нефтепродукте воды. А при отсутствии следов воды в нефтепродукте поставленная задача не будет решена.

В связи с этим технической задачей, решаемой изобретением, является разработка состава ВВ, в котором применяется антистатическая добавка, для которой содержание в нефтепродукте воды некритично.

Эта задача решена так, что в способе приготовления гранулита, включающем обработку гранулированной аммиачной селитры нефтепродуктом с растворенной в нем антистатической добавкой, в качестве антистатической добавки используют «Crodastat» или «Kerostat 8168», или «АСП-3», обработку гранулированной аммиачной селитры ведут нефтепродуктом с растворенной в нем антистатической добавкой, имеющим удельное электрическое сопротивление, не превышающее 10⁴ Ом/м, и полученным путем введения в нефтепродукт антистатической добавки в количестве, не превышающем 0,0046 мас.% от массы нефтепродукта.

Причем предназначенные для пневмозаряжания гранулиты могут быть как предварительно изготовленными, так и изготавливаться в процессе заряжания: нефтепродукт помещается в водяной бак пневмозарядчика, вводится в поток транспортируемого гранулированного материала и перемешивается с ним в процессе пневмотранспортирования, что легко достигается за счет высокой турбулентности потока в процессе пневмотранспортирования.

Основной положительный эффект от применения в составе нефтепродукта антистатических добавок - «Crodastat» или «Kerostat 8168», или «АСП-3» - на основе хромовых комплексов карбоновых кислот заключается в создании на поверхности гранул взрывчатого вещества токопроводящей пленки за счет того, что карбоновые кислоты обеспечивают солюбилизацию с компонентами нефтепродуктов, равномерно распределяясь по всему объему нефтепродукта, а атомы хрома, выстраиваясь в последовательные цепочки, обеспечивают электронный механизм электропроводности, а не ионный, как в прототипе, для реализации которого необходимо присутствие воды в нефтепродукте.

В процессе пневмотранспортирования токопроводящей пленкой покроются и гранулы аммиачной селитры (пористой и/или «плотной») и внутренняя поверхность зарядного шланга. Устойчивый антистатический эффект будет наблюдаться даже при пневмозаряжании алюмосодержащих гранулитов, т.к. между частичками налипшей на внутреннюю поверхность зарядного шланга алюминиевой пудры всегда будет иметь место токопроводящая пленка нефтепродукта, обеспечивающая электрический контакт с токопроводящим материалом зарядного шланга.

Существенным фактором, определяющим эффективность предлагаемого способа, является указанное удельное электрическое сопротивление нефтепродукта с добавкой антистатика, которое по нормативным документам не должно превышать 10⁴ Ом/м. Каждая партия дизельного топлива отличается своим удельным электрическим сопротивлением ввиду непостоянства химического состава дизельного топлива, которое определяется свойствами исходного сырья и способа переработки, который, в свою очередь, зависит от завода-изготовителя. Но в общем случае количество антистатической добавки (например: «Crodastat», или «Kerostat 8168» производства компании «BASF», или «АСП-2» и «АСП-3» по ТУ 0257-24-000151911-2001 ОАО «Средневолжского НИИ по нефтепереработке») в нефтепродукт (дизельное топливо по ГОСТ 305-82) не превышает 0,0046 мас.% и надежно защищает, в частности, гранулит «ПС» по ТУ 7276-001-17131060-2008 от образования статического электричества при пневмозаряжании зарядчиками «Ульба» на скоростях потока до 50 м/с.

Изобретение относится к безопасным способам изготовления в процессе пневматического заряжания неводоустойчивых гранулированных промышленных взрывчатых веществ. Способ приготовления гранулита включает обработку гранулированной аммиачной селитры нефтепродуктом с растворенной в нем антистатической добавкой, имеющим удельное электрическое сопротивление, не превышающее 10⁴ Ом/м, и полученным путем введения в нефтепродукт антистатической добавки в количестве, не превышающем 0,0046 мас.% от массы нефтепродукта. В качестве антистатической добавки используют «Crodastat» или «Kerostat 8168», или «АСП-3». Изобретение обеспечивает безопасное ведение взрывных работ гранулитом с использованием пневмотранспорта.

Способ приготовления гранулита, включающий обработку гранулированной аммиачной селитры нефтепродуктом с растворенной в нем антистатической добавкой, отличающийся тем, что в качестве антистатической добавки используют «Crodastat», или «Kerostat 8168», или «АСП-3», обработку гранулированной аммиачной селитры ведут нефтепродуктом с растворенной в нем антистатической добавкой, имеющим удельное электрическое сопротивление, не превышающее 10⁴ Ом/м, и полученным путем введения в нефтепродукт антистатической добавки в количестве, не превышающем 0,0046 мас.% от массы нефтепродукта.