Взрывчатое вещество и способ его изготовления

 

Изобретение относится к производству смесевых взрывчатых веществ и может быть использовано в горной промышленности при взрывной отбойке на открытых и подземных работах. Сущность изобретения заключается в том, что взрывчатое вещество в качестве горючего содержит минеральное масло или дизельное топливо, суспензированное адгезионным веществом, при заданном соотношении компонентов. Взрывчатое вещество в качестве гидрофобного пористого материала может содержать вермикулит или перлит в виде частиц с размером 0,3 - 2,0 мм, а в качестве адгезионного вещества - кремнезем или сажу. В качестве дополнительных компонентов взрывчатое вещество может содержать 0,5 - 2,0 мас.% загустителя и/или 5,0 - 10,0 мас.% тротила. Способ получения взрывчатого вещества заключается в том, что перед смешением его компонентов суспензируют адгезионное вещество в минеральном масле или дизельном топливе и полученной смесью в процессе смешения насыщают гидрофобный пористый материал. Достигаемый результат заключается в повышении физической стабильности и детонационной способности получаемого взрывчатого вещества, а также в более безопасном и технологичном способе его изготовления. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству смесевых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в горной промышленности при взрывной отбойке на открытых и подземных работах.

Известно ВВ [1], представляющее смесь 6-9% горючего, 4% нитромодификатора и остальное - смесь окислителя и пористой добавки.

Данное взрывчатое вещество получают путем смешения горючего, нитромодификатора, окислителя и пористой добавки.

Однако получаемое взрывчатое вещество не обеспечивает надежного удержания в заряде ВВ жидкого горючего компонента и малочувствительно к детонационному импульсу.

Известно также взрывчатое вещество [2], представляющее смесь пористого материала, гидрофобизатора - щелочной соли алкиларилсульфоната - и окислителя, взятых в количестве 93-98%, а также 2-7% горячего.

Известное взрывчатое вещество получают путем обработки пористого материала водным раствором гидрофобизатора, сушки полученного гидрофобного пористого материала до влажности 0,5 - 8,0% и смешения его с окислителем и горючим.

Недостатком данного взрывчатого вещества и способа его изготовления является стекание жидкого горючего по колонке заряда полученного ВВ, повышенная опасность при смешении окислителя и незакапсулированного горючего, недостаточно высокая чувствительность к детонационному импульсу и использование при изготовлении ВВ значительного числа технологических операций.

Изобретение направлено на решение задачи обеспечения физической стабильности получаемого взрывчатого вещества, повышения его детонационной способности и безопасности, а также технологичности при изготовлении.

Поставленная задача решается тем, что известное взрывчатое вещество, содержащее горючее, гидрофобный пористый материал, воду и окислитель, согласно изобретению в качестве горючего содержит минеральное масло или дизельное топливо, суспендированное адгезионным веществом, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Минеральное масло или дизельное топливо, суспендированное адгезионным веществом - 3,0 - 7,0 Гидрофобный пористый материал - 0,5 - 5,0 Вода - 1,0 - 15,0 Окислитель - Остальное Поставленная задача решается также тем, что в качестве гидрофобного пористого материала ВВ содержит вермикулит или перлит в виде частиц размером 0,3 - 2,0 мм.

На решение поставленной задачи направлено то, что в качестве адгезионного вещества оно содержит кремнезем или сажу.

На решение поставленной задачи направлено и то, что ВВ дополнительно содержит 0,5-2,0 мас.% загустителя.

Решению поставленной задачи способствует то, что ВВ дополнительно содержит 5,0-10,0 мас.% тротила.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения взрывчатого вещества, включающем смешение горючего, гидрофобного пористого материала и окислителя в присутствии воды, согласно изобретению в качестве горючего используют минеральное масло или дизельное топливо, в котором перед смешением суспендируют адгезионное вещество, и полученной смесью в процессе смешения насыщают гидрофобный пористый материал.

Сущность изобретения заключается в образовании капсул из гидрофобного пористого материала, насыщенных минеральным маслом или дизельным топливом и покрытых адгезионным веществом. Повышение детонационной способности обусловлено увеличением скорости детонации и уменьшением критического диаметра детонации ВВ за счет адиабатического сжатия капсул в детонационной волне и разогрева воздуха в порах, не полностью заполненных минеральным маслом или дизельным топливом, а также разогрева горючего и его горения во фронте детонационной волны.

Использование в качестве горючего минерального масла или дизельного топлива, суспендированного адгезионным веществом в сочетании с гидрофобным пористым материалом, повышает физическую стабильность ВВ за счет отсутствия миграции жидкого нефтепродукта из образованных капсул. При этом снижается чувствительность к лучу огня капсулы по сравнению с используемым чистым нефтепродуктом, т. е. повышается безопасность совмещения нефтепродукта, заключенного в капсулу, и окислителя, а значит, и безопасность производства ВВ.

При содержании гидрофобного пористого материала более 5% возрастают количество инертного компонента и затраты энергии на его разогрев, что уменьшает энергию взрыва ВВ, а при содержании гидрофобного пористого материала менее 0,5% уменьшается общая маслоемкость.

При крупности частиц гидрофобного вермикулита или перлита менее 0,3 мм наблюдаются пыление и унос материала в атмосферу, при крупности гидрофобного материала более 2 мм уменьшается равномерность распределения горючего по колонке заряда ВВ.

При содержании минерального масла или дизельного топлива, суспендированного кремнеземом или сажей, в количестве более 7% кислородный баланс ВВ становится отрицательным и при взрыве выделяются ядовитые продукты неполного превращения, а при содержании менее 3% падает энергия взрыва ВВ.

Содержание воды более 15% приводит к уменьшению чувствительности к детонационному импульсу и энергии взрыва ВВ, содержание воды менее 1% - к пылению и электризации во время приготовления и транспортировки ВВ по шлангам.

При содержании загустителя в ВВ более 2% водоустойчивость ВВ повышается, но растет вязкость ВВ, что затрудняет его перемешивание, а при содержании загустителя менее 0,5% снижается водоустойчивость ВВ.

Содержание тротила более 10% ведет к отрицательному кислородному балансу ВВ и при взрыве выделяются ядовитые продукты неполного превращения, при содержании тротила менее 5% падают чувствительность к детонационному импульсу и энергия взрыва ВВ.

Взрывчатое вещество получают следующим образом.

В минеральном масле или дизельном топливе предварительно суспендируют кремнезем или сажу. Полученной суспензией насыщяют гидрофобный пористый материал, в качестве которого используют вермикулит или перлит, после этого гидрофобный материал смешивают с окислителем в присутствии воды.

Введение адгезионного вещества без предварительного суспендирования в минеральном масле и дизельном топливе уменьшает его концентрацию на поверхности гидрофобного пористого материала, что приводит к недостаточному капсулированию горючего в пористом материале и стеканию его по колонке заряда.

Сущность и преимущества предлагаемого изобретения могут быть пояснены примерами конкретного осуществления. В примерах в ингредиентах ВВ использовали минеральное масло или дизельное топливо, суспендированное кремнеземом или сажей: в качестве гидрофобного пористого материала - вермикулит или перлит, в качестве окислителя - нитрат аммония или смесь нитрата аммония с нитратом натрия или кальция; в качестве загустителя - полиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу, или гель кремниевой кислоты (в пересчете на SiO₂).

Пример 1. В смеситель заливают 3% минерального масла, в котором предварительно суспендируют дисперсный кремнезем, загружают 0,5% вермикулита крупностью 0,3 мм и перемешивают до его насыщения маслом, после этого полученные капсулы смешивают с 95,5% нитрата аммония и 1% воды. Получают ВВ следующего состава, мас.%: Минеральное масло, суспендированное адгезионным веществом - 3,0 Вермикулит - 0,5 Вода - 1,0 Нитрат аммония - 95,5
В результате испытаний ВВ на полигоне скорость детонации составила 3,4 км/с, критический диаметр 115 мм, полнота детонации - полная, чувствительность капсул горючего к лучу огня - нет, выделение горючего из заряда диаметром 100 мм и высотой 1000 мм на 20 суток - 0%.

В примерах 2-24 конкретного осуществления процесс ведут согласно примеру 1. Отличие заключается в соотношении компонентов ВВ и в их разновидности. Составы полученных ВВ по примерам 2-20, примеры 21-23 на запредельные значения по содержанию компонентов (пример 21) и по крупности гидрофобного пористого материала (примеры 22 и 23), пример 24 по прототипу, а также характеристики ВВ сведены в таблицу.

Из приведенных примеров видно, что смесевое взрывчатое вещество предлагаемого состава обладает более высокой физической стабильностью и детонационной способностью по сравнению с прототипом, а способ его приготовления является более безопасным и технологичным.

Формула изобретения

1. Взрывчатое вещество, включающее горючее, гидрофобный пористый материал, воду и окислитель, отличающееся тем, что в качестве горючего оно содержит минеральное масло или дизельное топливо, суспензированное адгезионным веществом, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральное масло или дизельное топливо, суспензированное адгезионным веществом - 3,0 - 7,0
Гидрофобный пористый материал - 0,5 - 5,0
Вода - 1,0 - 15,0
Окислитель - Остальное
2. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что в качестве гидрофобного пористого материала оно содержит вермикулит или перлит в виде частиц с размером 0,3 - 2,0 мм.

3. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что в качестве адгезионного вещества оно содержит кремнезем или сажу.

4. . Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 0,5 - 2,0 мас.% загустителя.

5. Взрывчатое вещество по пп.1 и 4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 5, - 10,0 мас.% тротила.

6. Способ получения взрывчатого вещества, включающий смешение горючего, гидрофобного пористого материала и окислителя в присутствии воды, отличающийся тем, что в качестве горючего используют минеральное масло или дизельное топливо, в котором перед смешением суспензируют адгезионное вещество, и полученной смесью в процессе смешения насыщают гидрофобный пористый материал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6