ЭМУЛЬСИОННЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 2023 года по МПК C06B31/28 

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, а именно к эмульсионным взрывчатым составам.

Известна взрывчатая композиция многофакторного действия повышенной мощности (патент РФ №2209806, опубл. 10.08.2003, бюл. № 22). Согласно изобретению взрывчатая композиция содержит азотнокислый эфир одноатомного спирта с 1-4 атомами углерода, порошкообразный окислитель - нитрат или перхлорат аммония и/или гетероциклический нитроамин, горючее - алюминий, загуститель - бутадиеновый, или бутадиеннитрильный, или бутадиенметакриловый каучук. Дополнительно взрывчатая композиция может содержать в качестве горючего минеральное масло, в качестве структурообразователя ароматические нитрозосоединения или хиноловый эфир, в качестве поверхностно-активных веществ жирные кислоты или их соли.

Недостатком данного состава является сложность перекачивания насосами, недостаточная конечная вязкость эмульсионного взрывчатого вещества после подачи в скважину и невозможность перекачивания насосами.

Известен водосодержащий взрывчатый состав (патент РФ №2537485, опубл. 10.01.2015, бюл. № 1). Состав содержит сбалансированный водный раствор горючего и окислителей из аммиачной селитры, натриевой селитры и карбамида, загущенный полиакриламидом с применением в качестве структурирующей добавки сульфата алюминия. В качестве сенсибилизатора взрывчатый состав содержит многоканальные пироксилиновые пороха с толщиной горящего свода 0,7-1,5 мм или смесь указанных порохов с чешуированным тротилом при содержании пороха в составе 20-45 мас. % при следующем соотношении компонентов, мас. %: сенсибилизатор 25,0-65,0, натриевая селитра 5,0-8,0, карбамид 4,0-6,0, вода 9,0-12,0, полиакриламид 0,5-1,5, сульфат алюминия 0,02-0,3, аммиачная селитра - остальное.

Недостатком данного состава является недостаточная конечная вязкость эмульсионного взрывчатого вещества после подачи в скважину и малая мощность.

Известен эмульсионный взрывчатый состав (патент РФ №1840467, опубл. 10.03.2007, №7), состав содержит, %: нитрат натрия или нитрат кальция 10-20, воду 10-20, индустриальное масло или мазут 3-6, алюминий 4-10, нитрит натрия 0,05-0,15, нитраты алифатических аминов С17-С25 или их смесь с пентаэритритовыми эфирами талловых или синтетических жирных кислот в соотношении от 66/34 до 50/50, и нитрат аммония - до 100%.

Недостатком данного состава является недостаточная конечная вязкость эмульсионного взрывчатого вещества после подачи в скважину, а также высокая опасность использования алюминиевой пудры.

Известен взрывчатый состав (патент №1841264, опубл. 27.12.2016, бюл. №36), состоящий из тротила, алюминиевой пудры ПП-2, сополимера ВА-20 и введена армирующая добавка стекловолокно.

Недостатком данного изобретения является невозможность перекачки насосами, а также высокая опасность использования алюминиевой пудры.

Известно водонаполненное взрывчатое вещество, (а.с. СССР №1841270, опубл. 27.12.2016 г., бюл. №36). Водонаполненное взрывчатое вещество состоит из перхлората аммония, тротила, алюминиевого порошка, нитратов аммония и кальция, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и дополнительно содержит загуститель - сульфитно-спиртовая барда.

Недостатком данного состава является непригодность для механизированного заряжания и высокая чувствительность к внешним воздействиям.

Известен взрывчатый состав на основе аммиачной селитры, принятый за прототип (патент РФ № 2444504, опубл. 10.03.2012, бюл. № 7). Взрывчатый состав содержит пористую гранулированную аммиачную селитру, ингибитор и комбинированное горючее, представляющее собой смесь динитротолуола, жидкого горючего и измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и/или их окислов, при этом жидкое горючее представляет собой масло индустриальное или масло приборное, или дизельное топливо, или мазут, или жир животный технический, или их смесь.

Недостатком данного состава является невозможность перекачки насосами и опасность работ при добавлении измельченного металлического горючего.

Техническим результатом изобретения является возможность перекачивания насосами и снижение опасности работ при добавлении измельченного металлического горючего.

Технический результат достигается тем, что в эмульсионном взрывчатом составе, содержащем матричную эмульсию взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, жидкого горючего, эмульгатора, нитрита натрия и воды, с добавкой измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и/или их окислов, согласно изобретению металлическое горючее напыляют на минеральную вату с последующим добавлением в матричную эмульсию взрывчатого вещества при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Матричная эмульсия взрывчатого вещества 80-92; Металлическое горючее, напыленное на минеральную вату 8-20.

Эмульсионный взрывчатый состав характеризуется также тем, что в качестве минеральной ваты используют стеклянную вату.

Эмульсионный взрывчатый состав характеризуется также тем, что в качестве минеральной ваты используют каменную вату.

Эмульсионный взрывчатый состав характеризуется также тем, что в качестве минеральной ваты используют шлаковую вату.

Эмульсионный взрывчатый состав характеризуется также тем, что в минеральную вату перед напылением металлического горючего подвергают травлению.

Эмульсионный взрывчатый состав приготавливают следующим способом. Берут компоненты: матричную эмульсию на основе аммиачной селитры, жидкого горючего, эмульгатора, нитрита натрия (при необходимости можно использовать другие сенсибилизаторы - перекись водорода, стеклянные или полистирольные микросферы), воды, добавляют в нее измельченное металлическое горючее, предварительно напыленное на минеральную вату, производят смешивание в требуемых пропорциях. Пропорции определяют из интервала, мас. %: матричная эмульсия взрывчатого вещества 80-92; металлическое горючее, напыленное на минеральную вату 8-20. Данные пропорции принимают аналитическим, экспериментально-аналитическим или экспериментальным путями в соответствии с требуемой энергетикой эмульсионного взрывчатого состава и в зависимости от наличия разного рода посторонних включений минеральной вате или измельченном металлическом горючем. Например, при использовании чистого алюминия и стеклянной ваты без посторонних включении надо брать для напыления 4% алюминия и 96% стеклянной ваты. При наличии большого количества посторонних включений минеральную вату перед использованием следует подвергнуть операции химического травления кислотой, либо другой операции травления так как при изготовлении минеральной ваты используются различного рода флюсы, включающие, например, кальций.

Измельченное металлическое горючее может быть принято на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и/или их окислов, или других металлов, позволяющих повысить энергетическую составляющую взрывчатого вещества. Для повышения безопасности работ при добавлении измельченного металлического горючего его напыляют на минеральную вату, за счет чего исключается образование взрывоопасной пыли. После напыления металлического горючего на минеральную вату производят ее измельчение до фракции, приемлемой для данного типа эмульсионного взрывчатого состава. В понятие минеральная вата согласно ГОСТ 31913-2011 (EN ISO 9229:2007) «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения», входят следующие разновидности ваты: стеклянная вата: минеральная вата, изготовленная из расплава стекла; каменная вата: минеральная вата, изготовленная преимущественно из расплава изверженных горных пород; шлаковая вата: минеральная вата, изготовленная из расплава доменного шлака. Количество напыляемого измельченного металлического горючего принимают аналитическим, экспериментально-аналитическим или экспериментальным путями в соответствии с требуемой энергетической составляющей эмульсионного взрывчатого состава и в зависимости от наличия разного рода посторонних включений.

Состав матричной эмульсии взрывчатого вещества для приготовления в лабораторных условиях можно принять следующим, мас. %:

Аммиачная селитра 75; Минеральное масло 6,5; Нитрит натри 0,5; Вода 12; Эмульгатор остальное.

Матричную эмульсию взрывчатого изготавливают известным способом: приготовленный при температуре 80-90°С водный раствор окислителя из смеси аммиачной селитры и воды в течение 1 минуты приливают при интенсивном перемешивании к смеси из минерального масла (например, И-20) и эмульгатора, далее продолжают эмульгирование в пределах 3 минут. В полученную матричную эмульсию взрывчатого вещества добавляют 0,5% водного раствора нитрита натрия концентрацией 5÷15% и перемешивают в течение 10÷15 минут. Затем в полученную матрицу добавляют металлическое горючее, напыленное на минеральную вату в количестве 8-20 ма. %. Результаты лабораторных исследований эмульсионного взрывчатого состава приведены в таблице. Основные характеристики эмульсионного взрывчатого состава определяли по различным известным методикам.

Примеры 1, 2, 3, 4, 5 приготовления эмульсионных взрывчатых составов приведены в таблице.

Как видно из таблиц и примеров 1-5 при увеличении доли металлического горючего, напыленного на минеральную вату возрастает энергетическая составляющая относительно эталона - Аммонита 6ЖВ, но возрастает динамическая вязкость. За пределами указанными в формуле изобретения либо не увеличивается энергетическая составляющая эмульсионного взрывчатого состава, либо фактически теряется способность эмульсионного взрывчатого состава к перекачиванию.

Применение данного эмульсионного взрывчатого состава обеспечивает следующие преимущества:

- возможность перекачивания взрывчатого вещества насосами;

- повышение безопасности проведения работ по добавлению твердого металлического горючего.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, а именно к эмульсионным взрывчатым составам. Эмульсионный взрывчатый состав содержит матричную эмульсию взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, жидкого горючего, эмульгатора, нитрита натрия и воды, с добавкой измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и/или их окислов. Металлическое горючее напыляют на минеральную вату с последующим добавлением в матричную эмульсию взрывчатого вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%: матричная эмульсия взрывчатого вещества 80-92; металлическое горючее, напыленное на минеральную вату, 8-20. Техническим результатом изобретения является возможность перекачивания насосами и снижение опасности работ при добавлении измельченного металлического горючего. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Эмульсионный взрывчатый состав, содержащий матричную эмульсию взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, жидкого горючего, эмульгатора, нитрита натрия и воды, с добавкой измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и/или их окислов, отличающийся тем, что металлическое горючее напыляют на минеральную вату с последующим добавлением в матричную эмульсию взрывчатого вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Матричная эмульсия взрывчатого вещества 80-92 Металлическое горючее, напыленное на минеральную вату 8-20

2. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной ваты используют стеклянную вату.

3. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной ваты используют каменную вату.

4. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной ваты используют шлаковую вату.

5. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что минеральную вату перед напылением металлического горючего подвергают травлению.