ЭМУЛЬСИОННЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ШПУРОВЫМИ ЗАРЯДАМИ Российский патент 2013 года по МПК C06B31/28 C06B47/14 

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для ведения взрывных работ в условиях подземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли методом шпуровых зарядов.

Известен ряд эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), используемых для ведения взрывных работ скважинными зарядами на земной поверхности (например, заявка РФ на изобретение №99113834/02, кл. С06В 31/28, заявлено 01.07.1999 г., опубликовано в 2001 г., Б. №14).

Общим рецептурным признаком таких составов является наличие дисперсии водного раствора окислителей в смеси с углеводородным горючим и эмульгатором в присутствии сенсибилизаторов ЭВВ механических (стеклянные, полистирольные, фенолформальдегидные микросферы, микросферы алюмосиликатные из отходов ТЭЦ, вспененный перлитовый песок) или химических (водный раствор нитрита натрия, водный раствор нитрита натрия с добавкой формалина).

Сведений о наличии эмульсионных взрывчатых составов, специально предназначенных для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами в условиях подземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли, не имеется.

Наиболее близким к заявляемому эмульсионному взрывчатому составу по виду применяемых компонентов является состав (патент РФ на изобретение №2123488, заявлено 01.02.1994 г., опубликовано 20.12.1998 г.), в котором массовая доля компонентов имеет соотношение (масс., %,):

нитрат натрия - 5,0÷15,0;

или нитрат кальция - 5,0÷25,0;

и/или аммоний хлорнокислый - 5,0÷15,0;

или нитрат метиламина - 5,0÷15,0;

или динитрат этилендиамина - 5,0÷30,0;

или натрий хлорнокислый - 5,0÷25,0;

вода - 5,0÷25,0;

масло индустриальное - 2,0÷7,0;

петролатум - 0,5÷4,0;

парафин 1,0÷2,0;

или битум - 0,5÷2,5;

продукт конденсации полиолефина с малеиновым ангидритом и алканомиламипом или полиолом, или смеси этих продуктов с эфирами жирных кислот фракции C₁₇-C₂₅, или эфирами жирных кислот таллового масла с глицерином или полиглицерином, или пентаэритритом - 1,0÷3,0;

нитрит натрия - 0,2÷5,0;

или смесь раствора нитрита натрия с формалином (3:1) - 0,005÷5,0;

или стеклянные микросферы - 2,0÷6,0;

или фенолформальдегидные микросферы - 3,0÷7,0;

или полистирольные микросферы - 3,0÷6,0;

или микросферы от отходов ТЭЦ - 4,0÷10,0;

или перлит - 2,0÷6,0;

аммиачная селитра - остальное до 100.

Кроме того, взрывчатый состав может содержать энергетические добавки в количестве от 3,0 до 15,0%.

Даже поверхностный анализ данного эмульсионного взрывчатого состава показывает наличие высоко токсичных пожароопасных индивидуальных взрывчатых веществ, чувствительных к механическим воздействиям - к удару и трению, а также чувствительных к повышенным температурам, искровым разрядам, и открытому пламени (аммоний хлорнокислый, нитрат метиламина, динитрат этилендиамина, натрий хлорнокислый).

Кроме того, в анализируемом эмульсионном взрывчатом составе достаточно много загущающих веществ типа петролатума и парафина (или битума), снижающих взрывчатые характеристики ВВ - чувствительность к взрывному импульсу первичных средств инициирования, скорость детонации, передачу детонации па расстояние между двумя патронами вследствие увеличения критического диаметра ЭВВ.

Применение сенсибилизации патронированных эмульсионных взрывчатых составов, предназначенных для формирования шпуровых зарядов с помощью фенолформальдегидных или полистирольных микросфер, а тем более микросфер из отходов ТЭЦ или вспененного перлитового песка, является недопустимым, так как они резко увеличивают критический диаметр детонации, разрушают микрокапельки эмульсии вследствие абразивного трения, что сопровождается перекристаллизацией раствора окислителя из разрушенных микрокапель эмульсионной матрицы вплоть до полной потери детонационных свойств заряда эмульсионного взрывчатого вещества.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание эмульсионного взрывчатого состава для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами в условиях подземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли за счет повышения взрывчатых характеристик и физической стабильности ЭВВ при длительном хранении.

Предложен эмульсионный взрывчатый состав для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами, включающий воду, нитрат аммония и нитрат натрия или нитрат кальция в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу в виде масла индустриального или топлива дизельного в смеси с эмульгатором для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ.

Отличием является то, что состав содержит карбамид, введенный в виде водного раствора совместно с нитратом аммония и нитратом натрия или нитратом кальция, эмульгатор, может быть введен в смеси с канифолью талловой или канифолью живичной сосновой, а в качестве сенсибилизатора в составе использован водный раствор нитрита натрия в сочетании со стеклянными микросферами, причем компоненты взяты в следующем соотношении (масс.%):

нитрат натрия или нитрат кальция соответственно - 15,0÷25,0 или 5,0÷25,0;

масло индустриальное или топливо дизельное - 2,0÷7,0;

вода - 2,0÷25,0;

карбамид - 0,005÷15,0;

эмульгатор для промышленных взрывчатых веществ - 0,5÷5,0;

канифоль талловая или канифоль живичная сосновая при любых соотношениях компонентов - 0,5÷10,0;

водный раствор нитрита натрия - 0,2÷5,5;

стеклянные микросферы - 1,0÷7,0;

аммония нитрат (аммиачная селитра) в гранулированном, гранулированном пористом, гранулированном дробленном или порошкообразном состоянии, или в водном растворе - остальное до 100, причем нормируемая плотность эмульсионного взрывчатого вещества должна находиться в диапазоне значений 1,00÷1,15 г/см³.

Отличием является также то, что для повышения показателей взрыва эмульсионное ВВ может содержать энергетические добавки (например, диспергированный алюминий, алюминиевая пудра, ферросиликаты, ферроалюмосиликаты), используемые в порошкообразном виде с размером частиц в микронном диапазоне (300÷400 мкм) в количестве от 3,0 до 15,0%, а для регулировки кислородного баланса использован нитрат аммония в гранулированном, дробленном или порошкообразном состоянии или виде высоко концентрированных водных растворов, одновременно являющийся и энергетической добавкой.

Предложенное эмульсионное взрывчатое вещество предназначено для ведения взрывных работ на земной поверхности и в забоях подземных выработок рудников и шахт, неопасных по газу или пыли методом шпуровых зарядов - одиночными патронами или в виде монозаряда (состыкованных между собой двух и более патронов) при прямом или обратном инициировании шпурового заряда.

Пример использования изобретения поясняется ниже.

В предварительно подготовленный водный раствор карбамида вводят нитрат натрия или нитрат кальция.

Эффект изобретения достигают равновесным эвтектическим соотношением компонентов в окислительной фазе и ее эмульгированием в масляной фазе, содержащей масло индустриальное или топливо дизельное в смеси с эмульгатором для промышленных ЭВВ в чистом виде или в смеси с указанными марками канифоли в диапазоне температур от 65 до 130°C, позволяющим уменьшить массовую долю воды в изготовленной эмульсионной матрице и ввести без разрушения эмульсии абразивные материалы - стеклянные микросферы, порошкообразные энергетические добавки (диспергированный алюминий или алюминиевая пудра, или ферросиликаты, или ферроалюмосиликаты), а также аммония нитрат в гранулированном или в гранулированном пористом, или в гранулированном дробленном, или порошкообразном состоянии, или в виде высоко концентрированного водного раствора.

Марки эмульгаторов для промышленных взрывчатых веществ допускаются изготавливаемые промышленностью России и их зарубежные аналоги:

ТУ 7511903-589-92. Эмульгатор полиглицериновый талловый для промышленных взрывчатых веществ. Технические условия;

ТУ 7511903-631-93. Эмульгатор полимерный марки «РЭМ». Технические условия;

ТУ 84-08628424-806-2004. Полимерный эмульгирующий состав. Технические условия;

ТУ 2484-095-07511608-2012. Эмульгатор для эмульсионных промышленных веществ. Технические условия;

ТУ 38.4011014-94. Эмульгатор ВС-1. Технические условия;

Эмульгаторы торговой марки «Lubrisol» с показателями качества не ниже указанных.

Сенсибилизацию эмульсионного ВВ осуществляют либо химическим путем с добавлением раствора нитрита натрия, либо механическим путем добавкой стеклянных микросфер, либо совместно перечисленными способами до достижения нормируемой плотности эмульсионного взрывчатого вещества, равной 1,00÷1,15 г/см³.

Эмульсионное ВВ обладает высокими взрывчатыми показателями: чувствительностью к стандартным первичным средствам инициирования, малым критическим диаметром, достаточной передачей детонации на расстояние, теплотой взрыва и высокой физической стабильностью (может храниться более 12 мес.).

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для ведения взрывных работ в условиях поземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли, методом шпуровых зарядов при прямом или обратном инициировании. Эмульсионный состав включает водный раствор нитрата аммония и нитрата натрия или нитрата кальция в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу в виде масла индустриального или топлива дизельного в смеси с эмульгатором для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ в смеси с канифолью таловой или канифолью живичной сосновой, карбамид, введенный в виде водного раствора с нитратом натрия или нитратом кальция, и в качестве сенсибилизатора - водный раствор нитрита натрия в сочетании со стеклянными микросферами. Дополнительно могут быть введены компоненты для повышения взрывчатых показателей и регулировки кислородного баланса, например диспергированный алюминий. Техническим результатом изобретения является создание эмульсионного взрывчатого состава с высокими взрывчатыми характеристиками и физической стабильностью при длительном хранении. 1 з.п. ф-лы.

1. Эмульсионный взрывчатый состав для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами, включающий воду, нитрат аммония и нитрат натрия или нитрат кальция в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу в виде масла индустриального или топлива дизельного в смеси с эмульгатором для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, отличающийся тем, что он содержит карбамид, введенный в виде водного раствора с нитратом натрия или нитратом кальция, эмульгатор в смеси с канифолью талловой или канифолью живичной сосновой, а в качестве сенсибилизатора состав содержит водный раствор нитрита натрия в сочетании со стеклянными микросферами, причем компоненты взяты при следующем соотношении, мас.%:
нитрат натрия или нитрат кальция соответственно 15,0-25,0 или 5,0-25,0 масло индустриальное или топливо дизельное 2,0-7,0 вода 2,0-25,0 карбамид 0,005-15,0 эмульгатор для промышленных взрывчатых веществ 0,5-5,0 канифоль талловая или канифоль живичная сосновая 0,5-10,0 водный раствор нитрита натрия 0,2-5,5 стеклянные микросферы 1,0-7,0 нитрат аммония в гранулированном,   гранулированном пористом,   гранулированном дробленном или порошкообразном   состоянии, или в водном растворе остальное до 100

2. Эмульсионный взрывчатый состав по п.1, отличающийся тем, что содержит энергетические добавки в жидком или порошкообразном виде с размером частиц в микронном диапазоне в количестве от 3,0 до 15,0%.