Патент на изобретение №2208006

(54) ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к эмульсионным взрывчатым составам, предназначенным для ведения взрывных работ в горнорудной промышленности. Предложен взрывчатый состав, содержащий эмульсию типа “вода в масле” и взрывчатый сенсибилизатор в виде полидисперсного состава, частицы которого содержат адсорбированную на поверхности воду, при этом в качестве взрывчатого сенсибилизатора использованы утилизированные смеси на основе тротила и алюминия, или тротила, гексогена и алюминия, или гексогена и алюминия. Изобретение направлено на создание безопасного для применения при взрывных работах промышленного взрывчатого состава на основе утилизированных взрывчатых веществ, извлекаемых из боеприпасов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к эмульсионным взрывчатым составам типа “вода в масле”, предназначенным для ведения взрывных работ в сухих, обводненных и заполненных буровым раствором скважинах в диапазоне температур от -50 до +50^oС, где в качестве взрывчатого сенсибилизатора могут быть использованы утилизированные взрывчатые вещества и смеси.

Известны взрывчатые составы на основе гранулированной аммиачной селитры, минерального масла, воды и взрывчатого сенсибилизатора, в качестве которого используют утилизированные смеси на основе тротила или гексогена и алюминия, или их смесей (патент РФ 2130447, С 06 В 31/28, 25/08, публ. 1999 г.).

Известен суспензионный взрывчатый состав на основе водного раствора аммиачной селитры и утилизированного тротила или утилизированных взрывчатых составов (патент РФ 2111944, С 06 В 25/26, 31/28, 47/14, публ. 1998 г.).

В указанных составах в качестве взрывчатого сенсибилизатора используют утилизированные ВВ, полученные гидровымыванием. Особенностью таких ВВ является наличие в них до 50% воды, результатом чего является недостаточная водостойкость и низкая химическая стойкость составов.

Известно, что суспензионный алюминий в водном растворе аммиачной селитры или воде способен реагировать с раствором с выделением водорода и образованием аммиака из нитратных групп солей. Чтобы избежать опасного взаимодействия алюминия с водой или водными растворами солей, необходимо его пассивировать, либо резко уменьшить поверхность соприкосновения его с жидкой средой (Р.Н.Солнцева и др. Сборник. Взрывное дело, 63/20, М.: Недра, 1967 г. , с. 237).

Использование пассивирующих добавок (хроматы, фосфаты и др.) не дало положительных результатов в связи с тем, что данные добавки образуют с ВВ химические соединения с высокой чувствительностью к механическим воздействиям. При длительном хранении водонаполненных составов, содержащих алюминиевую пудру, даже при наличии в них пассивирующих добавок наблюдаются признаки химической реакции: запах аммиака, ноздреватость состава, даже его вспенивание.

Для использования утилизированных алюмосодержащих взрывчатых составов во вновь разрабатываемых промышленных ВВ для повышения их химической стойкости удаляют воду. Удаление воды требует дополнительного оборудования, кроме того, процесс является трудоемким (в несколько приемов: например, удаление основной части на нутч-фильтре, затем – сушка), а операция сушки гексогеносодержащих ВВ опасная.

Известен взрывчатый состав, содержащий гексоген, а именно аммонит скальный (ГОСТ 21985-76), включающий, мас.%:
Аммиачная селитра водоуст – 661,5
Тротил – 50,7
Гексоген – 241,5
Пудра алюминиевая – 51,0
Недостатками данного состава являются пыление, слеживаемость, высокая чувствительность к механическим воздействиям, недостаточная водостойкость, что снижает безопасность и эффективность применения. По этим причинам, а также из-за дороговизны гексогена скальный аммонит не нашел широкого распространения (Л.В.Дубнов и др. Промышленные взрывчатые вещества. М.: Недра, 1973 г., с. 122).

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является состав эмульсионного взрывчатого вещества, содержащий эмульсию типа “вода в масле” и взрывчатый сенсибилизатор, по патенту GB 1335097, С 06 В 1/04, 24.10.1973.

Техническим результатом изобретения является создание промышленных взрывчатых составов на основе утилизированных ВВ, извлекаемых из боеприпасов, безопасных для применения при взрывных работах.

Технический результат достигается во взрывчатом составе, включающем эмульсию типа “вода в масле”, содержащую горючее и окислитель в составе эмульсионной матрицы, и взрывчатый сенсибилизатор в виде полидисперсного состава, частицы которого содержат адсорбированную на поверхности воду, при этом в качестве взрывчатого сенсибилизатора использованы утилизированные смеси на основе тротила и алюминия, или тротила, гексогена и алюминия, или гексогена и алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Утилизированные смеси на основе тротила и алюминия, или тротила, гексогена и алюминия, или гексогена и алюминия – 30-50
Вода – Не более 7,5
Эмульсия типа “вода в масле” – Остальное
Состав может содержать взрывчатый сенсибилизатор в виде полидисперсного состава с размерами частиц от 0,05 до 85 мм.

После извлечения взрывчатых составов методом гидровымывания они представляют собой водные суспензии с содержанием воды до 50%. Естественно, основная часть воды (до 30%) является физически несвязанной и легко может быть удалена фильтрацией, физически связанная вода (адсорбированная) может быть удалена только сушкой, которая как было сказано ранее, является опасной операцией.

Наличие адсорбированной воды в заявляемом взрывчатом составе играет положительную роль и позволяет обеспечить безопасные условия переработки.

Эмульсия, обладая гидрофобными свойствами, обволакивает частицы алюминия, вытесняя воду, при этом вода переходит с поверхности частиц и образует дополнительную дисперсную фазу, что обеспечивает необходимую химическую стойкость, предотвращая возможное взаимодействие алюминия с водой.

Химическая стойкость взрывчатого состава, приготовленного на основе эмульсии и утилизированной смеси гексогена и алюминия, содержащей воду, находится на уровне известных эмульсионных ВВ.

Как показали исследования (таблица 2), проведенные авторами, использование эмульсии в качестве основы позволяет существенно снизить чувствительность составов на основе бризантных ВВ к механическим воздействиям. Например, штатный гексоген, имеющий чувствительность к удару 70-90% (Л.В.Дубнов и др. Промышленные взрывчатые вещества,… “Недра”, 1973 г., с. 78), в смеси с эмульсией с соотношением 70/30 имеет чувствительность 36%, что находится на уровне широко используемого при взрывных работах аммонита 6ЖВ ГОСТ 21984-76, имеющего чувствительность к удару 32%. А наличие в составе дополнительно адсорбированной воды позволяет снизить чувствительность до 0-8%.

Минимальное содержание эмульсии определяется условиями безопасного применения ВВ и, в первую очередь, чувствительностью к механическим воздействиям. Для обеспечения этого необходимо, чтобы частицы ВВ не образовывали непрерывного каркаса, то есть в промежутках между частицами должна находиться, например, эмульсия или другая среда, например вода, имеющая чувствительность к удару 0% (частость взрывов). Например, для частиц гексогена объем межпорового пространства в зависимости от плотности укладки частиц составляет 20-40%. То есть количество эмульсии для заполнения межпорового пространства должно быть не менее 20-40%.

Максимальное содержание эмульсии определяется требуемыми взрывчатыми характеристиками заявляемого взрывчатого состава (эффективность действия, восприимчивость к инициирующему импульсу). Эксперименты показали (таблица 2), что максимальное содержание эмульсии, обеспечивающее необходимую чувствительность к инициирующему импульсу от электродетонатора (ЭД), детонирующего шнура (ДШ), составляет 70%. При большем содержании эмульсии, например 80%, сенсибилизирующее действие используемых утилизированных смесей недостаточно для обеспечения устойчивой детонации.

Для подтверждения заявляемого взрывчатого состава были приготовлены заряды утилизированной смеси гексогена и алюминия в виде кусков размерами от 0,5 до 85 мм, с адсорбированной на их поверхности водой и эмульсией (таблица 1).

Приготовление эмульсии включает несколько стадий: приготовление водного раствора окислителей, например аммиачной и натриевой селитры, при температуре 80-85^oС, смешивание эмульгатора с горючим, например с индустриальным маслом. При работающей мешалке в течение 30 с в систему “эмульгатор-горючее” выливали раствор окислителей и производили перемешивание в течение 3-х мин. Готовую и охлажденную эмульсию смешивали с навеской ВВ, в данном случае с утилизированной смесью гексогена и алюминия, до получения однородной массы. Время перемешивания 20-30 мин. Полученный состав патронировали в полиэтиленовый рукав диаметром 90 мм и длиной 500 мм для получения опытных образцов и их испытаний.

Основные характеристики заявляемого взрывчатого состава представлены в таблице 2.

Формула изобретения

1. Взрывчатый состав, включающий эмульсию типа “вода в масле”, содержащую горючее и окислитель в составе эмульсионной матрицы, и взрывчатый сенсибилизатор, отличающийся тем, что он содержит взрывчатый сенсибилизатор в виде полидисперсного состава, частицы которого содержат адсорбированную на поверхности воду, при этом в качестве взрывчатого сенсибилизатора он содержит утилизированные смеси на основе тротила и алюминия или тротила, гексогена и алюминия, или гексогена и алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Утилизированные смеси на основе тротила и алюминия, или тротила, гексогена и алюминия, или гексогена и алюминия – 30-50
Вода – Не более 7,5
Эмульсия типа “вода в масле” – Остальное
2. Взрывчатый состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит взрывчатый сенсибилизатор в виде полидисперсного состава с размерами частиц от 0,05 до 85 мм.

РИСУНКИ