ЭМУЛЬСИОННЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 2024 года по МПК C06B31/28 C06B31/40 

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

Известно эмульсионное водоустойчивое взрывчатое вещество (патент РФ №2544680, опубл. 20.03.2015, бюл. №8). Состав содержит, в мас. %: водомасляную эмульсию 80,00-30,00, аммиачную селитру 18,60-65,70, газогенерирующую добавку в виде раствора для газификации 0,20-0,10 и нефтепродукты 1,20-4,20. В качестве нефтепродуктов использовано дизельное топливо, водомасляная эмульсия выполнена на основе водного раствора аммиачной и натриевой селитр и включает кислоту уксусную 70%-ную, тиомочевину в качестве катализатора и натр едкий 40%-ный. Эмульсионное взрывчатое вещество включает гранулированную аммиачную селитру, которую механически смешивают с указанной эмульсией.

Недостатком данного состава является большое количество ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Известен эмульсионный взрывчатый состав типа "вода в масле"(патент РФ №2155094, опубл. 27.08.2000, бюл. №24), включающий аммиачную селитру, минеральное (индустриальное) масло, воду и эмульгатор для производства эмульсионного взрывчатого состава, полученный путем смешения алкиленянтарного (в частности, полиизобутиленянтарного) ангидрида с продуктом его взаимодействия с органическим моно- или полиамином.

Недостатком данного состава является большое количество ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Известен состав эмульсионного взрывчатого вещества (патент РФ №2252928, опубл. 27.05.2005, №15), содержащий гранулированную аммиачную селитру, нефтепродукты, эмульсию порэмита и порошкообразный ферросилиций. Во взрывчатом составе может применяться пористая гранулированная аммиачная селитра.

Недостатком данного состава является большое количество ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Известен состав эмульсионного взрывчатого вещества (патент РФ №2446134, опубл. 27.03.2012, бюл. №9). Состав содержит аммиачную селитру (10-45 мас. %) в газифицированной обратной эмульсии (остальное до 100), при этом газифицированная обратная эмульсия содержит, в мас. %: масло индустриальное 3,0-9,5; эмульгатор 1,0-3,5; воду 13,0-18,0; аммиачную селитру - остальное до 100; газогенерирующую добавку 0,4-2,5 сверх 100, причем обратная эмульсия содержит 0,09-6,0 мас. % дополнительного компонента, образующего ионы металлов, например хлорид натрия, соли щелочных металлов жирных кислот животного происхождения, например стеарата натрия, или растительного происхождения, например талового мыла. Эмульсия может содержать карбамид 0,5-2,5 мас. %, а частицы аммиачной селитры имеют среднюю удельную поверхность не менее 11900 мм²/г.

Недостатком данного состава является большое количество ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Известно эмульсионное взрывчатое вещество (патент UA №41672, опубл. 25.05.2009), содержащее эмульсионную матрицу, включающую в себя водные растворы нитратов аммония и кальция, оксид кальция и эмульгатор, и газогенерирующую добавку, в качестве которой используют 3-10%-ный водный раствор неорганических пероксидов (преимущественно перекиси водорода H₂O₂).

Недостатком данного состава является большое количество ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Известен эмульсионный взрывчатый состав типа «вода в масле», принятый за прототип (патент РФ №2622305, опубл. 14.06.2017 г., бюл. №17). Эмульсионное взрывчатое вещество содержит эмульсионную матрицу, включающую в себя водные растворы нитратов аммония и кальция, оксид кальция и эмульгатор, и газогенерирующую добавку, полученную растворением в воде перекиси водорода с добавлением линейной алкилбензолсульфоновой кислоты. В качестве эмульгатора используют эмульгатор «Аргунит РХ», представляющий собой 35%-ный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества «Амолин-Ф» в дизельном топливе и/или индустриальном масле.

Недостатком данного состава является достаточно большое количество ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Техническим результатом изобретения является снижение количества ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ.

Технический результат достигается тем, что в эмульсионном взрывчатом составе, содержащем матричную эмульсию взрывчатого вещества на основе водного раствора нитрата аммония, включающую жидкое горючее, эмульгатор, газогенерирующую добавку и воду согласно изобретению раствор нитрата аммония для приготовления матричной эмульсии взрывчатого вещества делают на основе водного раствора перекиси водорода в следующем соотношении, мас. %:

нитрат аммония 70-75 жидкое горючее 6-6,5 эмульгатор 2-3 газогенерирующая добавка 0,8-2 водный раствор перекиси водорода остальное

Технический результат достигается также тем, что водный раствор перекиси водорода стабилизируют фосфатом натрия.

Технический результат достигается также тем, что водный раствор перекиси водорода стабилизируют салициловой кислотой.

Технический результат достигается также тем, что водный раствор перекиси водорода стабилизируют пирофосфорнокислым натрием.

Известные эмульсионные взрывчатые составы с использованием перекиси водорода в качестве газогенерирующей добавки (например - прототип) частично позволяют снизить объемы выделения ядовитых газов при детонации зарядов взрывчатых веществ на их основе, так как объем фактической добавки перекиси водорода мал относительно объема матричной эмульсии. Для более полной нейтрализации ядовитых газов предлагается использовать вместо водного раствора нитрата аммония готовить раствор нитрата аммония на водном растворе перекиси водорода в концентрациях от 3% до 98%. Перекись водорода выпускается в виде водных растворов, стандартная концентрация 1-6%, 30, 38, 50, 60, 85, 90 и 98%. 30% водный раствор пероксида водорода, стабилизированный добавлением фосфатов натрия, называется пергидролем. Концентрацию перекиси водорода определяют аналитическим, экспериментально-аналитическим или опытным путями в зависимости от требований по выделению ядовитых газов, доступности перекиси водорода и т.д.

Эмульсионный взрывчатый состав приготавливают следующим способом. В промышленную емкость заливают раствор перекиси водорода и начинают перемешивание и одновременный подогрев раствора с добавлением нитрата аммония для получения раствора окислителя. После приготовления раствора окислителя в него добавляют эмульгатор и жидкое горючее с одновременным проведением процесса эмульгирования. Полученную матричную эмульсию перекачивают в смесительно-зарядную машину и при производстве работ по формированию скважинных зарядов на взрываемом блоке добавляют газогенерирующую добавку, например нитрит натрия или стекленные или полистирольные микросферы. После проведения взрыва предложенного эмульсионного взрывчатого состава выделение ядовитых газов будет минимальным. Это было доказано в лабораторных условиях.

Пропорции эмульсионного взрывчатого состава для приготовления в лабораторных условиях принимали следующие, мас. %:

Нитрат аммония 75 Жидкое горючее 6,5 Эмульгатор 3 Газогенерирующая добавка 0,5 Водный раствор перекиси водорода остальное

Пример получения состава эмульсионного взрывчатого состава в лабораторных условиях. Матричную эмульсию взрывчатого вещества изготавливают известным способом: приготовленный при температуре 80-90°С водный раствор окислителя перекиси водорода с нитратом аммония в течение 1 минуты приливают при интенсивном перемешивании к смеси из жидкого горючего (например, масла И-20) и эмульгатора, далее продолжают эмульгирование в пределах 3 минут.В полученную матричную эмульсию взрывчатого вещества добавляют газогенерирующую добавку - 0,5% водного раствора нитрита натрия концентрацией 5÷15% и перемешивают в течение 10÷15 минут. После перемешивания полученный эмульсионный взрывчатый состав использовали для исследования. Результаты исследований эмульсионного взрывчатого состава приведены в таблице. Основные характеристики эмульсионного взрывчатого состава определяли по известным методикам.

Примеры 1, 2, 3, 4, 5 приготовления эмульсионного взрывчатого состава (ЭВС) приведены в таблице. В таблице приведены данные о объеме выделения ядовитых газов, динамической вязкости при t=+60°C, измеренной на ротационном вискозиметре Брукфилда при частоте оборотов шпинделя 20-30 об/мин, насадкой RV6.

Как видно из данных таблицы, применение эмульсионного взрывчатого состава без перекиси водорода (пример 1) имеет наибольшее количество выделения ядовитых газов - оксидов азота. Добавление перекиси водорода в количестве 6 процентов и более (перекись водорода неограниченно растворима в воде) позволяет снизить количество оксидов азота, вплоть до полной нейтрализации с соблюдением требуемой вязкости продукта для прокачки насосами. Отметим, что использование недостаточно чистой перекиси водорода, а также водного раствора высокой концентрации требует особо осторожного, например со стабилизацией фосфатом натрия, салициловой кислотой, пирофосфорнокислым натрием.

Применение данного эмульсионного взрывчатого состава обеспечивает следующие преимущества:

- снижение количества ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ;

- повышение безопасности проведения работ.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, а именно к эмульсионным взрывчатым составам. Эмульсионный взрывчатый состав содержит матричную эмульсию взрывчатого вещества на основе водного раствора нитрата аммония. Состав также включает жидкое горючее, эмульгатор, газогенерирующую добавку и воду. Раствор нитрата аммония для приготовления матричной эмульсии взрывчатого вещества делают на основе водного раствора перекиси водорода. Состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: нитрат аммония 70-75; жидкое горючее 6-6,5; эмульгатор 2-3; газогенерирующая добавка 0,8-2; водный раствор перекиси водорода - остальное. Техническим результатом изобретения является снижение количества ядовитых газов, образующихся при детонации зарядов взрывчатых веществ. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Эмульсионный взрывчатый состав, содержащий матричную эмульсию взрывчатого вещества на основе водного раствора нитрата аммония, включающую жидкое горючее, эмульгатор, газогенерирующую добавку и воду, отличающийся тем, что раствор нитрата аммония для приготовления матричной эмульсии взрывчатого вещества делают на основе водного раствора перекиси водорода в следующем соотношении, мас. %:

нитрат аммония 70-75 жидкое горючее 6-6,5 эмульгатор 2-3 газогенерирующая добавка 0,8-2 водный раствор перекиси водорода остальное

2. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что водный раствор перекиси водорода стабилизируют фосфатом натрия.

3. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что водный раствор перекиси водорода стабилизируют салициловой кислотой.

4. Эмульсионный взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что водный раствор перекиси водорода стабилизируют пирофосфорнокислым натрием.