Взрывчатый состав

 

Изобретение относится к промышленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам (ВВ) 2 класса для использования в горнодобывающей промышленности на открытых и подземных взрывных работах, кроме шахт, опасных по газу или пыли, для сухих и влажных забоев. Задачей изобретения является разработка взрывчатого состава на основе дешевых и доступных пластификаторов, обладающего высокой технологичностью, низкой чувствительностью к трению при ударном сдвиге. Сущность изобретения заключается в том, что взрывчатый состав, изготавливаемый по баллиститной технологии, содержит, мас.%: аммиачную селитру 62,06-65,53; баллиститный порох 22,3-23,2; коллоксилин 7,7-8; пластификатор 6,15 - 6,4; смесь стеарата цинка и минерального масла 0,32-0,34 в отношении 40,6-41,2: 58,8-59,4 соответственно. 1 табл.

Изобретение относится к малопылящим промышленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам (ВВ) 2 класса с повышенной детонационной способностью для производства взрывных работ в открытых и подземных условиях, кроме шахт, опасных по газу или пыли [1], для сухих и влажных забоев.

Известно гранулированное ВВ - граммонит 79/21В, содержащий, мас.%: аммиачную селитру гранулированную 79±1.5%, тротил чешуйчатый 21±1,5% [2]. Недостатками известного гранулированного ВВ являются: пыление при пневмозаряжении, относительно низкая детонационная способность - большой критический диаметр (50-70 мм в картонной оболочке) и наличие критической плотности (1,5 - 1,6 г/см³) [3]. Кроме того, при пневмозаряжании и перевозке происходит некоторое расслоение компонентов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является взрывчатый состав, включающий, мас.%: диэтанолнитраминдинитрат (ДИНА) - 8,0-12,0; баллиститный порох - 24,46-25,34; коллоксилин - 4,0 - 6,0; сажа - 0,16 - 0,24; масло минеральное - 0,3 - 0,5 и остальное аммиачная селитра [4] . Взрывчатый состав изготавливается по баллистической технологии [5] и может быть использован на взрывных работах в виде гранул или сплошных патронов. Недостатками известного взрывчатого состава являются низкий коэффициент технологичности (2-3), что приводит к увеличению нагрузки на технологическое оборудование и снижению производительности, содержание в рецептуре дорогостоящего сенсибилизатора - индивидуального ВВ ДИНА, повышающего технологическую опасность производства на стадиях приготовления расплава, дозировки и загрузки в "варочный" котел, вальцевания смеси. Кроме того, производство ДИНА в настоящее время законсервировано, что обуславливает дефицит этого продукта.

Задачей данного изобретения является разработка взрывчатого состава, обладающего высокой технологичностью, низкой чувствительностью к трению при ударном сдвиге и использование дешевых и доступных пластификаторов.

Поставленная задача достигается тем, что предложенный взрывчатый состав в качестве сенсибилизатора содержит баллиститный порох, а в качестве технологической добавки содержит смесь стеарата цинка и минерального масла в отношении соответственно 40,6 - 41,2 : 58,8 - 59,4, в качестве пластификатора - динитротолуол (ДНТ) или дибутилфталат (ДБФ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Баллиститный порох - 22,3 - 23,2 Коллоксилин - 7,7 - 8,0 Пластификатор (ДНТ или ДБФ) - 6,15 - 6,40 Смесь стеарата цинка и минерального масла - 0,32 - 0.34 Аммиачная селитра - Остальное Использование в качестве технологической добавки смеси стеарата цинка и минерального масла в указанном соотношении повышает коэффициент технологичности состава и производительность. Использование совместно смеси стеарата цинка и минерального масла с пластификатором ДНТ или ДБФ приводит к снижению чувствительности состава к трению при ударном сдвиге, т.е. повышению технологической безопасности производства.

Изготовление предложенного состава осуществляется по баллиститной технологии.

Для лучшего понимания сущности изобретения приводится пример получения 1000 г образца взрывчатого состава. Предварительно измельченная крошка баллиститного пороха с размерами частиц до 3-х мм в количестве 241 г смешивается с 83 г коллоксилина в водной среде (водная "варка") при интенсивном перемешивании механическими мешалками и нагревании смеси. Затем добавляются технологические добавки - 3 г смеси стеарата цинка (1,2 г) и минерального масла (1,8 г). При достижении температуры 60-70^oC в "варочный" котел загружается 59 г пластификатора. После завершения "варки" полученная смесь отжимается от воды. Изготовление такой смеси возможно также по технологии влажной "варки" в смесителях типа "Вернер-Пфлейдерер" при небольшом содержании воды (30-50%). Отжатая смесь смешивается с 605,9 г аммиачной селитры в смесителе типа "Вернер-Пфлейдерер", в шнековых транспортерах, вручную в лотках деревянными лопатками или путем подачи их через дозаторы непосредственно на вальцы. Полученная технологическая масса подвергается термомеханической обработке на вальцах при температуре 70-80^oC, а затем путем проходного прессования и последующей резки получают гранулы диаметром 2-4 мм или патроны диаметром до 45 мм. Аналогичным способом изготавливаются другие образцы взрывчатого состава. Состав и характеристики прототипа и опытных образцов взрывчатого состава приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что введение в состав в качестве технологической добавки смеси стеарата цинка и минерального масла в отношении от 41,2:58,8 до 40,6:59,4 (мас.%), а в качестве пластификатора ДНТ или ДБФ приводит к увеличению коэффициента технологичности, снижению чувствительности к трению при ударном сдвиге и увеличению работоспособности.

При содержании в составе пластификатора 6,65% (образец N 1) и технологических добавок 0,36% в отношении стеарата цинка к минеральному маслу 41,7: 58,3% работоспособность составляет 360-380 см³, чувствительность к трению при ударном сдвиге 1600 кгс/см², коэффициент технологичности 4-6.

При содержании в составе пластификатора 5,90% (образец N 4) и технологических добавок 0,30% в отношении стеарата цинка к минеральному маслу 40:60% работоспособность состава составляет 370-390 см³, чувствительность к трению при ударном сдвиге 1400 кгс/см², коэффициент технологичности 2-3.

Лучшее сочетание взрывчатых и технологических характеристик имеют образцы N 2 и N 3 взрывчатого состава с содержанием аммиачной селитры 62,06 - 63,53%; баллиститного пороха 22,3 - 23,2%; коллоксилина 7,7-8,0%; пластификатора 6,15-6,4%; стеарата цинка 0,13-0,14%, минерального масла 0,19-0,20%.

При определении характеристик опытных образцов взрывчатого состава используются следующие методики. Плотность зарядов определяется по ГОСТ 14839.18-69. Критический диаметр детонации определяется по ОСТ В 84-898-74. Скорость детонации определяется по ОСТ В 84-900-74. Работоспособность определяется по ОСТ 4546-48. Чувствительность к трению при ударном сдвиге по ОСТ В 84-895-83. Коэффициент технологичности определяется по технологической инструкции [6].

Для изготовления заявленного взрывчатого состава используются: аммиачная селитра по ГОСТ 2-75, ГОСТ 14702-79; баллиститный порох по ОСТ В 84-1943-81, ГОСТ В 84-439-82, ОСТ В 84-2232-85; коллоксилин марки H по ГОСТ В 84-2440-90 или лаковый по ГОСТ 5936-73; ДНТ по ОМТУ 280-55, ДБФ по ГОСТ 8728-66; стеарат цинка по ТУ 181679-69, минеральное масло по ГОСТ 1805-76 (приборное) или по ГОСТ 20799-88 (индустриальное).

Преимуществами заявляемого взрывчатого состава по сравнению с прототипом являются: -повышение коэффициента технологичности; - снижение нижнего предела чувствительности к трению при ударном сдвиге; - повышение работоспособности;
- использование дешевых и доступных пластификаторов.

Литература
1. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. - М.: Недра, 1977, 253 с.

2. ГОСТ 21988-76.

3. Светлов Б.Я., Яременко Н.Е. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ. - М.: Недра, 1973, 208 с.

4. Бюллетень N 17, 1998, патент N 2113425, Взрывчатый состав.

5. Пороха, ракетные твердые топлива и взрывчатые вещества. В.К. Корсин, В.П. Зеленский, В.М. Орлов и др. - МО, 1992, 202 с.

6. Технологическая инструкция N 9-91. Метод определения коэффициента технологичности спецпродукта. НИЛ НТЦ, Стерлитамак, ПО "Авангард", 1991, 5 с.

Формула изобретения

Взрывчатый состав, включающий аммиачную селитру, коллоксилин, технологическую добавку и сенсибилизатор, отличающийся тем, что он в качестве сенсибилизатора содержит баллиститный порох, а в качестве технологической добавки содержит смесь стеарата цинка и минерального масла соответственно 40,6 - 41,2 : 58,8 - 59,4 и дополнительно содержит в качестве пластификатора динитротолуол или дибутилфталат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Баллиститный порох - 22,3 - 23,2
Коллоксилин - 7,7 - 8,0
Пластификатор - 6,15 - 6,40
Смесь стеарата цинка и минерального масла - 0,32 - 0,34
Аммиачная селитра - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1