Взрывчатое вещество

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2488573:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" (RU)

Изобретение относится к взрывчатым веществам, предназначенным для отбойки руды при разработке слабых жил, залегающих в неустойчивых вмещающих породах. Основой вещества является аммиачная селитра в количестве 95-97 мас.%, в расплав которой в качестве катализатора введено 3-5 мас.% сернокислого бария дисперсностью 0,15-0,2 мм. Техническим результатом является значительное упрощение технологии получения и удешевление взрывчатого вещества с одновременным снижением его мощности при повышении детонационной способности, что позволяет осуществить широкое промышленное внедрение данного ВВ. 1 табл.

Изобретение относится к области химии, а более конкретно к взрывчатым веществам и может использовано для качественной отбойки руды при разработке слабых жил, залегающих в неустойчивых вмещающих породах.

Наиболее технологически простым способом качественной отбойки таких месторождений является использование маломощных простейших взрывчатых веществ (ВВ). Из данного класса ВВ наибольшее применение в горной промышленности имеет игданит, содержащий следующие ингредиенты в масс.%:

NH₄NO₃, аммоний азотнокислый (гранулы величиной 1,0-1,5 мм)	- 92,5;
Соляр	- 7,5.

Недостатком игданита является стекание соляра в нижние слои заряда, а также неустойчивость детонационного процесса в металлической трубе диаметром 36 мм со стенкой 3 мм после 3-х суточной просушки аммиачной селитры [1, 2].

Известны составы игданита, содержащие гранулированную аммиачную селитру дисперсностью 0,28-0,5 мм с уменьшенным содержанием соляра и поверхностно-активные вещества (ПАВ), вводимые в расплав аммиачной селитры. При этом наилучшую детонационную способность имеют составы игданита, содержащие следующие ингредиенты в масс.% [3]:

Аммоний азотнокислый NH₄NO₃ (гранулы величиной 0,28-0,5 мм)	- 89,5;
Смесь алкилированных фенол-производных полиэтиленоксида (ОП-7)	5,0;
Соляр	- 5,5.

Недостатком данного ВВ является то, что увеличение детонационной способности игданита (2,4 км/с) может быть связано с малой прочностью гранул аммиачной селитры, содержащей ПАВ. Скорость детонации состава игданита имеет более мелкую фракцию аммиачной селитры, а сам детонационный процесс прерывался даже в металлической трубе. Кроме того, поверхностно-активное вещество ОП-7 и другие ПАВ имеют высокую стоимость и выпускаются промышленностью в ограниченных количествах.

В сложных горно-геологических условиях снижение разрушающего действия взрыва на массив за проектным контуром очистного забоя становится первоочередной задачей при совершенствовании параметров взрывной отбойке руды.

В наиболее неблагоприятных горно-геологических условиях при наличии исключительно неустойчивых вмещающих пород применение игданита даже в малых диаметрах зарядов не позволяет использовать его для качественной отбойки руды. В этих условиях необходимо значительно уменьшить общую энергию каждого шпурового заряда. Необходимо максимальное снижение диаметра шпуров, а не использование рассредоточенных зарядов. Однако использование игданита в малых диаметрах (менее 35 мм) нереально, так как в металлических трубах состав дает отказы при указанном диаметре шпура даже при использовании боевика массой 50 г, изготовленного из мощного ВВ - детонита-15А10 [4].

Техническим результатом изобретения является значительное упрощение технологии получения и удешевление взрывчатого вещества с одновременным снижением его мощности при повышении детонационной способности, что позволяет осуществить широкое промышленное внедрение данного ВВ.

Для решения поставленной задачи в расплав аммиачной селитры в качестве катализатора вводят 3-5% сернокислого бария BaSO₄ дисперсностью 0,15-0,2 мм, при следующем количественном соотношении ингредиентов в масс.%:

Азотнокислый аммоний NH₄NO₃	- 95-97;
Сернокислый барий BaSO₄	- 5-3.

Введение в кристаллы аммиачной селитры сернокислого бария (барита) способствует резкому повышению ее детонационной способности, и состав приобретает свойства индивидуального взрывчатого вещества. При дисперсности кристалла 0,2-0,25 мм ВВ взрывается в бумажном патроне диаметром 36 мм и длиной 200 мм от капсюля-детонатора. ЭД-8.

Были проведены всесторонние исследования предлагаемого ВВ, содержащего аммиачную селитру дисперсностью 0,2-0,25 мм, в расплав которой добавлялся сернокислый барий (барит) дисперсностью частиц 0,15-0,2 мм. В эксперименте испытывалось 3 состава ВВ, содержащего разное количество сернокислого бария.

Определение критического диаметра проводилось в бумажной гильзе с целью установления оптимального количества сернокислого бария. Результаты исследований представлены в Таблице 1. Инициирование патронов проводилось электродетонатором ЭД-8.

Таблица 1
№ п/п	Количество сернокислого бария, содержащегося в аммиачной селитре	Критический диаметр детонации в патроне, мм	Количество детонаций патрона длиной 200 мм из 10 опытов
1	2,0	28	3
2	2,0	30	5
3	2,0	32	4
4	2,0	34	7
5	2,0	36	8
6	3,0	36	10
7	3,0	28	8
8	4,0	28	10
9	4,0	26	9
10	5,0	24	10
11	5,0	22	8
12	7,0	22	7

Как видно из Таблицы 1, содержание сернокислого бария в аммиачной селитре в количестве менее 3% не позволяет обеспечить надежные взрывчатые свойства аммиачной селитре. Наличие же в составе аммиачной селитры более 5% сернокислого бария нецелесообразно, так как не способствует дальнейшему повышению детонационных свойств селитры, и уже 5% указанной добавки позволяет получить необходимые мощностные параметры для решения поставленной задачи.

Таким образом, критический диаметр ВВ, полученного по упрощенной технологии, равен 24-36 мм при содержании в расплаве аммиачной селитры 3-5% сернокислого бария. Плотность порошкообразного ВВ составляет 0,85-0,87 мм.

Был также проведен эксперимент для сравнения взрывчатых свойств прототипа с предлагаемым взрывчатым веществом (табл.2). В эксперименте использовались взрывчатые составы следующих рецептур, масс.%:

1) Азотнокислый аммоний NH₄NO₃	- 89,5;
Смесь алкилированных фенол-производных полиэтиленоксида (ОП-7)	- 5,0;
Соляр	- 5,5.
2) Азотнокислый аммоний NH₄NO₃ - 95;
Сернокислый барий BaSO₄ - 5.

В таблице приводятся сравнительные испытания игданита, содержащего гранулированную аммиачную селитру дисперсностью 0,28-0,5 мм, в расплав которой введено поверхностно-активное вещество. Игданит испытывался в стеклянных трубках с толщиной стенки 1,5 мм.

Предлагаемое взрывчатое вещество дисперсностью 0,2-0,25 мм содержит 5% сернокислого бария, введенного в плав аммиачной селитры.

Таблица 2
№ п/п	Наименование ВВ	Плотность, г/см³	Критический диаметр, мм	Скорость детонации, м/с	Бризантность по Гессу, мм	Работоспо собность, см³	Примечание
1	Игданит с 5% ОП-7	0,69…0,75	более 33,8	2420	16…18	240	Опыты по определению критического диаметра и скорости детонации выполнялись в стеклянных трубках, по бризантности - в металлической трубе.
2	Аммиачная селитра с 5% сернокислым барием	0,7…08	24	1200	2…4	180	Скорость детонации и бризантность определялись в бумажных патронах диаметром 36 мм. *⁾ бризантность определялась в металлических кольцах толщиной 3 мм
					(10…12)*

Из Таблицы 1 и 2 следует, что предлагаемое взрывчатое вещество устойчиво детонирует в диаметре 24 мм в бумажной оболочке. Оно имеет меньшую работоспособность, что снижает разрушающее действие взрыва на массив, устраняет избыточное разубоживание руды и действие продуктов детонации ВВ за проектным контуром очистного забоя.

Источники информации

1. Перечень взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных к применению в Российской Федерации. Серия 13. Выпуск 2 / Колл. авт. - М.: ФГУП «научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. - 80 с.

2. В.А.Усачев (ИГД им. Скочинского) Влияние дисперсности и удельной поверхности аммиачной селитры на критический диаметр игданитов // «Взрывное дело» Сб. №65/22, М. - 1968, с.24-30.

3. С.А.Мельников, Б.Н.Кукиб (ИГД им. Скочинского) Определение скорости детонации игданитов, приготовленных на селитре с добавками поверхностно-активных веществ // «Взрывное дело» Сб. №74/31, М. - 1974, с.33-35.

4. Ю.П.Галченко (ИФЗ АН СССР) Полигонные исследования детонационной способности рассредоточенных шпуровых зарядов игданита. // «Взрывное дело» Сб. №74/31, М. - 1974, с.41-44.

Взрывчатое вещество на основе аммиачной селитры, содержащее катализатор, введенный в плав, отличающееся тем, что в качестве катализатора используют сернокислый барий дисперсностью 0,15-0,2 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Азотнокислый аммоний NH₄NO₃	95-97
Сернокислый барий BaSO₄	5-3

Изобретение относится к высокоэнергетическим конденсированным системам, а именно к твердотопливным газогенерирующим составам, и может быть использовано в различных газогенераторах систем пожаротушения, автономных системах поднятия затонувших объектов, подушках безопасности автомобилей, системах интенсификации добычи нефти, установках по получению различных соединений в волне горения.

Способ приготовления эмульсионного гранулита // 2476411

Изобретение относится к аммиачно-селитренным взрывчатым веществам и может быть использовано для приготовления эмульсионного гранулита. .

Композиции взрывчатой эмульсии и способы их получения // 2469013

Изобретение относится к эмульсионному взрывчатому составу и способу его получения. .

Устройство для получения пористой гранулированной аммиачной селитры и способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры // 2452719

Изобретение относится к технологии термической обработки гигроскопичных взрывчатых веществ. .

Способ получения окислителя энергетических конденсированных систем // 2449977

Изобретение относится к окислителям твердотопливных энергетических конденсированных систем на основе двойного окислителя перхлорат - нитрат аммония. .

Способ получения эмульсионного взрывчатого состава // 2447047

Изобретение относится к области технологии промышленных взрывчатых веществ (ПВВ), применяемых в горных видах взрывных работ на открытой поверхности и в подземных выработках.

Состав эмульсионного взрывчатого вещества // 2446134

Изобретение относится к области взрывных работ в горной промышленности на земной поверхности с ручным и механизированным заряжанием скважин любой степени обводненности, а именно взрывчатым веществам по крепким, средним, слабым породам и углю.

Состав гранулированного взрывчатого вещества (варианты) и способ его приготовления // 2421436

Взрывчатый состав // 2396240

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам. .

Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры // 2396239

Изобретение относится к технологии получения пористой гранулированной аммиачной селитры для приготовления взрывчатых веществ. .

Эмульсионный взрывчатый состав для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами // 2496760

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для ведения взрывных работ в условиях поземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли, методом шпуровых зарядов при прямом или обратном инициировании. Эмульсионный состав включает водный раствор нитрата аммония и нитрата натрия или нитрата кальция в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу в виде масла индустриального или топлива дизельного в смеси с эмульгатором для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ в смеси с канифолью таловой или канифолью живичной сосновой, карбамид, введенный в виде водного раствора с нитратом натрия или нитратом кальция, и в качестве сенсибилизатора - водный раствор нитрита натрия в сочетании со стеклянными микросферами. Дополнительно могут быть введены компоненты для повышения взрывчатых показателей и регулировки кислородного баланса, например диспергированный алюминий. Техническим результатом изобретения является создание эмульсионного взрывчатого состава с высокими взрывчатыми характеристиками и физической стабильностью при длительном хранении. 1 з.п. ф-лы.

Способ улучшения взрывчатых веществ и взрывчатое вещество /варианты/ // 2513848

Изобретение относится к взрывчатым веществам, применяемым в гражданских взрывных работах и в военных боеприпасах, преимущественно в кумулятивных. Способ улучшения взрывчатых веществ включает добавление бора или его соединения к азотосодержащему взрывчатому веществу. Описываются смеси октогена или нитрата аммония, иди динитрамида аммония с бором или соединениями бора, включающими тетраборан, диборан, боргидрид бериллия, и смеси бора с боргидридом бериллия. По существу бор экзотермически реагирует с азотом с увеличением энергетики взрыва; соединения бора, такие как бораны, кроме того, обеспечивают большое количество водорода. Изобретение обеспечивает повышение скорости разлета осколков, давления на фронте ударной волны и радиуса осколочного действия и фугасного действия заряда при взрыве. 11 н.п. ф-лы, 4 пр.

Эмульсионный взрывчатый состав для формирования шпуровых зарядов // 2520483

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для формирования шпуровых зарядов с целью ведения взрывных работ, как на земной поверхности, так и в условиях поземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли, при их прямом или обратном инициировании. Эмульсионный взрывчатый состав (ЭВС) содержит в качестве окислительной фазы водный раствор аммиачной и натриевой или кальциевой селитр и карбамид, а в качестве углеводородной фазы расплав парафина мелкокристаллического или церезина, индивидуально или их смесь, с эмульгатором для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ индивидуально или указанным эмульгатором с канифолью талловой, или живичной сосновой, или их смесью, а в качестве сенсибилизатора - водный раствор нитрита натрия, или полимерные микросферы, или их смесь. Эффект изобретения достигают равновесным соотношением компонентов с обеспечением нормируемой плотности эмульсионного вещества, равной 1,00-1,20 г/см3. Изобретение обеспечивает высокие взрывчатые и эксплуатационные характеристики, в том числе физическую стабильность ЭВС при длительном хранении, хорошую чувствительность к взрывному импульсу стандартных первичных средств инициирования, малый критический диаметр, удовлетворительную передачу детонации на расстоянии между двумя патронами, высокую теплоту взрыва. 1 пр.

Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов // 2526994

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для формирования шпуровых зарядов с целью ведения взрывных работ как на земной поверхности, так и в условиях поземных выработок угольных и сланцевых шахт, опасных по газу или пыли. Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав в качестве окислительной фазы содержит воду, аммиачную и натриевую селитру, карбамид или хлорид калия, взятые в эвтектических или близких к эвтектическим соотношениях, в качестве углеводородной фазы - эмульгатор для промышленных взрывчатых веществ индивидуально или в смеси с канифолью талловой или живичной сосновой, с жидким или твердым хлорпарафином и возможными добавками масла индустриального или мелкокристаллического парафина, порошкообразный хлорид натрия или калия в качестве пламегасителя, а в качестве сенсибилизатора - стеклянные или полимерные микросферы «Expancel» DR(T) размером капсул 60-80 мкм, содержащие горючие газовые включения из изопропана или изобутана в оболочках из сополимеров или газогенерирующие добавки из водных раствором нитрита натрия и обеспечивающие контролируемую плотность конечного продукта в диапазоне 1,05-1,20 г/см3. Изобретение обеспечивает хорошие эксплуатационные и взрывчатые характеристики, в том числе предохранительностью на уровне III-IV классов, физической и химической стабильностью в течение длительного срока хранения (до 12 мес.). 1 з.п. ф-лы, 5 пр.

Водосодержащий взрывчатый состав // 2537485

Изобретение относится к области производства водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе загущенного водного раствора горючего и окислителей, сенсибилизированного взрывчатыми материалами. Водосодержащий взрывчатый 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. Предложенный состав обеспечивает достаточную чувствительность к детонационному импульсу при инициировании его с устойчивой детонацией от КД, ЭД и НСИ в тонкой полимерной оболочке с толщиной слоя от 20 мм и выше. Данный состав обладает повышенной работоспособностью (в 2,5-3 раза по сравнению с применяемым аммонитом №6ЖВ), водоустойчив, отвечает требованиям санитарной и экологической безопасности при проведении взрывных работ. 1 табл.

Способ получения высокоэнергетического композита // 2541265

Изобретение относится к смесевым твердым топливам. Окислитель в виде нитрата аммония растворяют в смеси воды и ацетонитрила с применением магнитной мешалки при температуре 55-65°С в течение не менее 30 минут. В полученном растворе растворяют горючее-связующее при той же температуре в течение не менее 60 минут, осуществляют отгон растворителя в течение не менее 3 часов с перемешиванием при температуре 55-65°С и давлении не более 0,03 МПа. В качестве горючего-связующего используют метилполивинилтетразол, пластифицированный нитраминно-нитротриазольным пластификатором. В полученную смесь окислителя и горючего-связующего механически вмешивают металлическое горючее в виде смеси микро- и нанопорошков алюминия, гуанилмочевинную соль динитрамида и отвердитель в виде ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензола. Полученную смесь вакуумируют, формуют и полимеризуют при комнатной температуре с получением высокоэнергетического композита. Обеспечивается повышение стабильности физико-химических свойств, скорости горения, улучшение воспламеняемости, снижение чувствительности к механическим воздействиям и снижение зависимости скорости горения композита от изменения давления. Мелкокристаллический нитрат аммония может быть использован с размером частиц 2-10 мкм. 2 табл.

Твердотопливная металлизированная композиция // 2541332

Изобретение относится к твердым топливам, которые могут быть использованы в энергетических установках и газогенераторах различного назначения. Композиция содержит нитрат аммония марки ЖВ, гуанидиниевую соль динитрамида, ортокарборан, ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол, смесь микродисперсного порошка алюминия марки АСД-6 и ультрадисперсного порошка алюминия, метилполивинилтетразол и смесевой пластификатор метилполивинилтетразола, состоящий из 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола. Обеспечивается повышение скорости горения, удельного импульса и стабильности физико-механических характеристик композиции, а также снижение зависимости скорости ее горения от давления. 1 табл.

Способ получения окислителя энергетических конденсированных систем // 2542304

Изобретение относится к области энергетических конденсированных систем, а именно окислителям твердотопливных систем на основе нитрата аммония (НА). Способ включает смешение солей нитрата аммония и хлорида калия, нагрев смеси в водной среде до полного растворения, снижение температуры до образования кристаллов без перемешивания, после чего интенсивно перемешивают смесь до установления равновесия, фильтрование образовавшихся кристаллов и сушку. Хлорид калия дозируют в исходную смесь в количестве, позволяющем получить его содержание в твердой фазе не менее 3%. Способ позволяет получить окислитель на основе НА, не имеющий фазовых превращений в интервале температур от -50 до +100°C. В полученном окислителе изменяется термическое разложение НА - наблюдается взрывной характер экзоэффекта, резко увеличивается тепловыделение. Эффект достигается за счет образования в результате ионного обмена на наноуровне равновесной твердой фазы сложного состава, обладающей новыми физико-химическими свойствами. 4 ил., 5 пр.

Эмульсионное водоустойчивое взрывчатое вещество и эмульсионный состав для водоустойчивых взрывчатых веществ // 2544680

Изобретение относится к области изготовления безопасных водоустойчивых эмульсионных взрывчатых составов. Эмульсионное водоустойчивое взрывчатое вещество 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. Изобретение направлено на повышение стабильности эксплуатационных и взрывчатых свойств и увеличение эффективности действия взрыва. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Взрывчатое вещество // 2544708

Изобретение относится к взрывчатым веществам, предназначенным для отбойки руды при разработке слабых жил, залегающих в неустойчивых вмещающих породах. Взрывчатое вещество включает аммоний азотнокислый и катализатор взрывного разложения, введенный в плав. При этом в качестве катализатора содержит бинарную смесь дисперсностью 0,15-0,2 мм, состоящую из нитрата калия и нитрата натрия. Результат заключается в повышении качества отбойки руды, значительном упрощении технологии получения и удешевлении взрывчатого вещества с одновременным приданием ему физической стабильности, снижением его мощности при повышении детонационной способности, что позволяет осуществить широкое промышленное внедрение данного ВВ. 2 табл.