Патронована вибухова речовина (варіанти)

1. Патронированное взрывчатое вещество, включающее горючее на основе кремния, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит тротил и аммиачную селитру при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: кремниевое горючее 3,0-13,0 тротил 9,0-20,0 аммиачная селитра остальное, и при этом отношение содержания тротила и кремния должно быть больше 0,9. 2. Патронированное взрывчатое вещество по п. 1 , отличающееся тем, что в качестве кремниевого горючего в составе содержится кремнийсодержащее вещество, выбранное из ряда: кремний молотый, ферросилиций, силикокальций. 3. Патронированное взрывчатое вещество, включающее горючее на основе кремния, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит тротил, аммиачную селитру и добавку из ряда: стеарат кальция или цинка, воск, парафин, церезин, тальк, минеральное масло, при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: кремниевое горючее 3,0-13,0 тротил 9,0-20,0 добавка 0,1-2,0 аммиачная селитра остальное, и при этом отношение содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки должно быть больше 1,0. 4. Патронированное взрывчатое вещество по п. 3, отличающееся тем, что в качестве кремниевого горючего в составе содержится кремнийсодержащее вещество, выбранное из ряда: кремний молотый, ферросилиций, силикокальций. 5. Патронированное взрывчатое вещество по п. 3 или 4, отличающееся тем, что кремнийсодержащее вещество содержится в составе взрывчатого вещества в виде порошка, покрытого добавкой. Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам (ВВ), а именно, к патронированным непредохранительным ВВ, которые могут быть использованы при взрывных работах в шахтах, рудниках и горных выработках, не опасных по взрывам газа и (или) пыли, а также на земной поверхности. Они предназначены для заряжания шпуров и скважин, диаметр которых больше диаметра патронов ВВ. Поэтому после заряжания между шпуром (скважиной) и зарядом ВВ может иметь место радиальный зазор. Патронированные ВВ могут инициироваться электродетонатором и не требуют промежуточного детонатора. Диаметр патронов этих ВВ в большинстве случаев не превышает 32-36 мм. Приведенные выше особенности патронированных ВВ определяют их существенные отличия от непатронированных ВВ, заряжаемых в шпуры и скважины на полное сечение, как по условиям применения (т. е. по назна чению), так и по свойствам. В частности, патронированные ВВ должны устойчиво детонировать при наличии радиального зазора между зарядом и шпуром, т. е. в условиях проявления канального эффекта, который затрудняет детонацию ВВ (см. Дубнов Л.В. и др. Промышленные ВВ. - М.: Недра, 1973. - С. 227-232.). От непатронированных ВВ, поскольку у них другое назначение, этого не требуется. Имеются и другие существенные различия. Известно (см. Дубнов Л.В. и др. Промышленные ВВ. - М.: Недра, 1973. - С. 120-121.) патронированное ВВ аммонит № 7ЖВ, содержащее тротил (сенсибилизатор) - 16%, аммиачную селитру (окислитель) - 81, 5%, древесную муку (горючее) 2,5%. Вышеуказанное и заявленное ВВ имеют следующие совпадающие признаки: - наличие и содержание тротила; - наличие и содержание аммиачной селитры. о 5? СО 23400 Недостатком данного аналога является его относительно невысокая теплота взрыва 4169 кДж/кг против 4316 кДж/кг у эталонного ВВ аммонита № 6ЖВ (стехиометрической смеси тротила с аммиачной селитрой). Недостаток обусловлен невысокой теплотой сгорания древесной муки. Из других известных видов горючего, которые могут быть использованы в составах ВВ, наиболее калорийным является алюминий (в виде алюминиевой пудры) и кремний (см. Дубнов Л.В. и др. Промышленные ВВ. - М.: Недра, 1988. - С. 235-236.). В расчете на 1 г горючего в составе ВВ, эти вещества дают наибольшую по сравнению с другими видами горючего, прибавку теплоты взрыва - 31 кДж/г. Однако алюминиевая пудра очень дорогая и на Украине не производится. Горючее на основе кремния более дешевое и доступное. Поэтому для изготовления патронированных ВВ с повышенной работоспособностью целесообразно использовать именно кремний. Известны промышленные ВВ, содержащие горючее на основе кремния - ферросилиций. Так, например, взрывчатый состав по а с. СССР от 20.12.84 г. № 1246551 С 06 В 31/28 содержит, мас.%: минеральное масло 2-3 ферросилиций 10-15 гранулированная аммиачная селитра остальное. Взрывчатый состав имеет признаки, общие с заявленным ВВ, - наличие ферросилиция, а также аммиачной селитры. Состав имеет низкую детонационную способность и, в отличие от заявленного патронированного ВВ, может применяться только при заряжании шпуров и скважин на полное сечение. При наличии радиального зазора между шпуром (скважиной) и зарядом, т. е. в условиях проявления канального эффекта, ВВ не детонирует. Кроме того, для возбуждения детонации состава необходим промежуточный детонатор. Промышленные патронированные ВВ, в том числе заявленное ВВ, в условиях проявления канального эффекта (далее для краткости - при канальном эффекте) должны устойчиво детонировать, при чем от электродетонатора. Таким образом условия, при которых могут применяться взрывчатый состав по а.с. №1246552 и заявленное ВВ различны. Следовательно, эти ВВ имеют различное назначение. Болгарское ВВ Габровит ЖВ-ФС (см. Демидкж Г.П. и пр. Техника и технология взрывных работ на рудниках. - М.: Недра, 1978. - С. 77-80.) содержит в своем составе водный желатин (35-40%), а также тротил, аммиачную селитру, ферросилиций. Габровит ЖВ-ФС имеет признаки, общие с заявленным ВВ, поскольку оба они содержат тротил, аммиачную селитру, ферросилиций. Однако в составе Габровита ЖВ-ФС дополнительно имеется ингредиент - водный желатин. Последний повышает водоустойчивость ВВ, но сильно флегматизирует его. Поэтому Габровит ЖВ-ФС устойчиво детонирует только от промежуточного детонатора в скважинах большого диаметра, заполненных водой, т. е. при отсутствии вышеупомянутого канального эффекта, что характерно для специфи ческих условий взрывания в обводненных скважинах на карьерах. Габровит ЖВ-ФС предназначен для взрывания именно в таких условиях. При канальном эффекте, особенно в зарядах малого диаметра (35-45 мм и меньше) и при инициировании от электродетонатора, Габровит ЖВ-ФС не детонирует. Следовательно, Габровит ЖВ-ФС и заявленное ВВ также имеют различное назначение. То же самое можно сказать относительно карботола ФТ-10, содержащего ферросилиций, аммиачную селитру, карбамид, тротил и воду (см. Дубнов Л.В. и др. Промышленные ВВ. - М.: Недра, 1988.-С. 268-269.). Таким образом, все рассмотренные выше промышленные ВВ, содержащие горючее на основе кремния, по своему назначению отличаются от заявленного ВВ. Поэтому они не могут быть приняты в качестве аналогов и, тем более, прототипа заявленного ВВ. Известны также выпускавшиеся и применявшиеся в Японии промышленные патронированные ВВ с горючим на основе кремния - пурпурный и черный карлиты, содержащие перхлорат аммония (окислитель и сенсибилизатор), кремнийсодержащее вещество ферросилиций (основное горючее), древесную муку (горючее и разрыхлитель), водоустойчивую добавку, состав которой, повидимому, является секретом фирмы, тяжелые масла (горючее и противопыльная добавка) (см. Галаджий Ф.М. Техотчет о командировке в Японию по теме "Ознакомление с производством и применением карлитов, микропористого нитрата аммония и методами испытаний промышленных ВВ в Японии". - Архив МакНИИ, МакеевкаДонбасс, 1967. - С. 13-25.). Назначение и условия применения карлитов те же, что и заявленного ВВ. Кроме того, карлиты, насколько известно, являются единственными в мире патронированными ВВ малого диаметра, содержащими горючее на основе кремния (ферросилиций), которые выпускались и применялись в промышленном масштабе. Другие промышленные патронированные ВВ, содержащие горючее на основе кремния (далее, для краткости, кремниевое горючее) и имеющие то же назначение, что и заявленное ВВ, нам неизвестны. В связи с изложенным один из карлитов, а именно пурпурный, как более близкий к заявленному ВВ, принят за прототип, который, как и рассмотренные выше аналоги, относится к обоим вариантам заявленного ВВ, содержащимся в настоящей заявке. Рецептура прототипа следующая, мае. %: перхлорат аммония 85,5 ферросилиций 6,5 древесная мука 4,2 тяжелые масла 2,8 водоустойчивая добавка 1,0 Признаками, общими для прототипа и заявленного ВВ, является наличие в их составе одинакового основного кремниевого горючего. Однако в отличие от заявленного ВВ, в котором сенсибилизатором является тротил, а окислителем - аммиачная селитра, в прототипе эти функции выполняет перхлорат аммония. Наличие в составе прото 23400 типа этого высокочувствительного ингредиента обуславливает высокую чувствительность данного ВВ, равно как и других подобных перхлоратных ВВ. По этой причине в странах СНГ перхлоратные промышленные ВВ, как слишком опасные в изготовлении и применении, не производятся и не применяются (см. Дубнов Л.В. и др. Промышленные ВВ. - М.: Недра, 1973. - С. 139-140.)- Соответственно в имеющемся на Украине производстве нет оборудования для изготовления промышленных перхлоратных ВВ. Кроме того, перхлорат аммония дорог и на Украине не выпускается. Большим недостатком прототипа (см. тот же отчет Ф.М. Галаджия, С. 17) является также повышенная токсичность продуктов взрыва. Дело в том, что оба карлита содержат в продуктах взрыва много хлористого водорода (черный - 142 л/кг, пурпурный - 160 л/кг), который, согласно ГОСТ 12.1.005-76, относится ко 2 классу опасности и имеет ПДК 5 мг/м3, т. е. является таким же токсичным, как наиболее токсичные ингредиенты ядовитых газов отечественных ВВ - окислы азота. При этом содержание хлористого водорода у карлитов выше, чем окислов азота у наших ВВ (см. табл. 2). Соответственно общая токсичность продуктов взрыва прототипа превышает действующую в странах СНГ норму к ВВ по общей токсичности продуктов взрыва, которая в сопоставимых условиях должна быть не выше, чем у эталонного ВВ аммонита № 6ЖВ (ГОСТ 21984-76) и в любом случае не превышать 80 л/кг в пересчете на условную окись углерода (см. Дубнов Л.В. и др. Промышленные ВВ. М.: Недра, 1973. - С. 15-22; нормативный документ Технические требования к патронированным ВВ V и VI классов с повышенной устойчивостью против выгорания и методики их испытаний". - Изд. МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1984; а также статью Зенина В.И. и др. Аммиак в продуктах взрыва промышленных ВВ // Безопасность труда в промышленности - № 3. - 1986. С. 36-37). Изложенные выше недостатки прототипа, как промышленного патронированного ВВ, обусловленные наличием в его составе перхлората аммония, исключают возможность изготовления прототипа на Украине и препятствуют достижению требуемого технического результата. В основу изобретения поставлена задача создания на основе кремниевого горючего промышленного патронированного ВВ, не содержащего перхлорат аммония, в котором благодаря предложенной рецептуре при заявленном содержании ингредиентов в обоих вариантах достигается снижение токсичности продуктов взрыва и наряду с этим обеспечивается устойчивая детонация при канальном эффекте. Кроме того, одновременно с достижением вышеуказанных технических свойств заявленного ВВ, обеспечивается возможность получения образцов этого ВВ с работоспособностью не ниже, чем у прототипа. Во втором варианте заявленного ВВ дополнительно достигается снижение абразивности. Приведенный выше технический результат, полученный при создании заявленного ВВ, обеспечивает существенное улучшение потребительских свойств данного ВВ, а именно: - ВВ может изготавливаться в Украине, на имеющемся оборудовании для производства промышленных ВВ; - при использовании заявленного ВВ при взрывных работах повышаются их безопасность и технико-экономические показатели, улучшаются санитарно-гигиенические условия. Необходимость двух вариантов заявленного ВВ обусловлена следующим. В ходе работ, связанных с созданием заявленного ВВ, выяснилось, что кремний в его составе повышает абразивность, и в зависимости от технологии изготовления, технически целесообразно иметь 2 варианта этого ВВ, имеющих различную абразивность. Так, например, если патроны ВВ изготавливают насыпным способом, что обычно бывает, когда патроны имеют большой диаметр, абразивность патронируемого ВВ не имеет значения и первый вариант ВВ, несмотря на его повышенную абразивность, является приемлемым. Если же патроны ВВ изготавливают на шнековых аппаратах, которые во всем мире используют для изготовления патронов малого диаметра, абразивность первого варианта заявленного ВВ является слишком высокой и ее необходимо уменьшить. Последнее достигнуто путем введения в состав заявленного ВВ добавки в виде ряда веществ, которые, как было установлено при разработке настоящего изобретения, снижают абразивность данного ВВ. ВВ, которое помимо ингредиентов, содержащихся в варианте 1 заявленного ВВ, дополнительно содержит вышеуказанную добавку, является вариантом 2 заявленного ВВ. Поставленная задача решается тем, что: 1. Патронированное взрывчатое вещество (вариант 1), включающее кремниевое горючее, согласно изобретению, дополнительно содержит тротил и аммиачную селитру при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: кремниевое горючее 3,0-13,0; тротил 9,0-20,0; аммиачная селитра - остальное, и при этом отношение содержания тротила и кремния должно быть больше 0,9. Перечисленные признаки, содержащиеся в п. 1 формулы изобретения являются необходимыми во всех случаях реализации варианта 1 заявленного ВВ. Поэтому п. 1, содержащий эти признаки, является независимым. 2. Патронированное взрывчатое вещество (вариант 2), включающее кремниевое горючее, согласно изобретению, дополнительно содержит тротил, аммиачную селитру и добавку из ряда: стеарат кальция или цинка, воск, парафин, церезин, тальк, минеральное масло при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: кремниевое горючее 3,0-13,0; тротил 9,0-20,0, добавка 0,1-2,0; аммиачная селитра - остальное, и при этом отношение содержания тротила к суммарному содержанию кремния должно быть больше 1,0. Перечисленные признаки, содержащиеся в п. 3 формулы изобретения, являются необходимыми во всех случаях реализации варианта 2 заявленного ВВ. Поэтому п. 3, содержащий указанные признаки, также является независимым. Кремниевое горючее содержится в составе взрывчатого вещества по варианту 1 и варианту 2 в виде кремнийсодержащего вещества, выбранно 23400 го из ряда: кремний молотый, ферросилиций, силикокальций. Данный признак конкретизирует кремнийсодержащее вещество, которое вводится в качестве горючего в состав вариантов 1 и 2 заявленного ВВ в частных случаях их выполнения. Этот признак содержится в зависимых пп. 2 и 4. Кремнийсодержащее вещество содержится в составе взрывчатого вещества по варианту 2 в виде порошка, частицы которого покрыты добавкой. Данный признак характеризует частный случай выполнения варианта 2 заявленного ВВ и содержится в зависимом п. 5. Между существенными признаками заявленного ВВ и достигаемым техническим результатом существуют следующие причинно-следственные связи. Вследствие наличия тротила (сенсибилизатора) и аммиачной селитры (окислителя) в составе заявленного ВВ (варианты 1 и 2), обеспечивается выполнение одного из необходимых условий создания ВВ - достигается его взрывчатость, т. е. достигается выполнение функции, которую в прототипе выполняет перхлорат аммония. Благодаря этому при заявленном содержании ингредиентов возникает необходимая предпосылка для создания на основе кремниевого горючего патронированного ВВ, не содержащего перхлорат аммония. Кроме того, вследствие наличия тротила и аммиачной селитры в составе заявленного ВВ при заявленном содержании ингредиентов достигается снижение токсичности продуктов взрыва. От соотношения содержания тротила и кремния (вариант 1) и от соотношения содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки (вариант 2) зависит устойчивость детонации заявленного ВВ при канальном эффекте. При заявленном содержании ингредиентов и соотношении содержания тротила и кремния больше 0,9 (вариант 1), а также при соотношении содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки больше 1,0 (вариант 2) достигается устойчивая детонация при канальном эффекте. Если эти соотношения меньше, устойчивая детонация может не достигаться. При заявленном составе и содержании ингредиентов (варианты 1 и 2) с увеличением содержания кремния работоспособность ВВ увеличивается, причем не только в области положительного, но и отрицательного кислородного баланса. При этом в области отрицательного кислородного баланса работоспособность заявленного ВВ может достигать работоспособности прототипа и превышать ее. При введении в состав заявленного ВВ предложенной добавки (вариант 2), как было установлено при разработке настоящего изобретения, достигается (по сравнению с вариантом 1) снижение абразивности, что, в свою очередь, обеспечивает уменьшение износа технологического оборудования. Вещества, используемые в качестве этой добавки (стеарат кальция или цинка, воск, парафин, церезин, тальк, минеральное масло), как известно (см., например, Горст А.Г. Пброха и взрывчатые вещества. - М.: Оборонгиз, 1949. - С. 43), также обеспечивают снижение чувствительности ВВ к механическим воздействиям, что для варианта 2 заявленного ВВ является весьма полезным. Эффективность добавки возрастает в том случае, если кремнийсодержащее вещество содержится в составе ВВ в виде порошка, покрытого добавкой. Наличие тротила и аммиачной селитры в сочетании с кремнием при заявленном содержании ингредиентов соответствующем вариантам 1 и 2, позволяет получить ВВ, имеющее допустимую токсичность и продуктов взрыва и одновременно устойчиво детонирующее при канальном эффекте. При этом может быть достигнута работоспособность ВВ на уровне прототипа и выше. В варианте 2 заявленного ВВ благодаря наличию добавки дополнительно достигается снижение абразивности. В целом, реализация существенных признаков заявленного ВВ позволяет получить требуемый технический результат. Возможность этого, т. е. возможность осуществления изобретения, доказана экспериментально, на специально изготовленных образцах. Для изготовления образцов использовали следующие ингредиенты: кремний молотый (ТУ-01-0513-001-93) представляет собой побочный продукт, образующийся при подготовке сырьядля синтеза кремний-органических соединений. Он содержит не менее 97% кремния кристаллического и небольшое количество примесей железа, кальция и т. п. Фактически это чистый кремний и в качестве такового он используется в образцах; ферросилиций (ГОСТ 1415-78) - вещество, представляющее собой сплав кремния с железом и небольшим количеством примесей (углерода, фосфора, марганца и т. п.). Содержание кремния зависит от марки ферросилиция и составляет для ФС-75 не менее 75%, для ФС-92 - не менее 92%; силикокальций (ТУ 14-146-128-93, ГОСТ 476271) - сплав кремния с кальцием и небольшим количеством примесей. Содержание ингредиентов зависит от марки силикокальция. В образцах использовали кремнийсодержащие вещества с максимальным содержанием кремния. Все перечисленные кремнийсодержащие вещества являются малотоксичными; аммиачная селитра марки ЖВК; тротил. Изготовление образцов производилось в шаровой мельнице по технологии, принятой в производстве промышленных ВВ аммонитного типа. Токсичность продуктов взрыва, устойчивость детонации при канальном эффекте, работоспособность, абразивность и другие свойства кремнийсодержащих промышленных патронированных ВВ, подобных заявленному, ранее никем не исследовались. Поэтому результаты испытаний образцов, приведенные в табл. 1 и 2 (первый вариант заявленного ВВ) и в табл. 3 и 4 (второй вариант), полученные при разработке заявленного ВВ, до этого не были известны, не следуют из уровня техники, и их нельзя было заранее предвидеть. Эти результаты излагаются ниже в той же последовательности, в которой выше были показаны причинно-следственные связи между существен 23400 ными признаками изобретения и достигаемым техническим результатам. 1. Вследствие наличия тротила и аммиачной селитры в составе заявленного ВВ при заявленном содержании ингредиентов достигается, вопервых, его взрывчатость и, во-вторых, снижение токсичности продуктов взрыва. Первое положение доказывается тем, что все образцы заявленного ВВ, приведенные в табл 1, 2, 3, 4, являются взрывчатыми. Второе положение доказывается результатами испытаний образцов на токсичность продуктов взрыва. Определение токсичности продуктов взрыва (т. е. определение образования ядовитых газов при взрыве) производилось по методике, приведенной в статье Зенина В.И и др. "Аммиак в продуктах взрыва промышленных ВВ" в журнале "Безопасность труда в промышленности", № 3, 1986, С. 36-37, и оценивалось показателем общей токсичности продуктов взрыва в пересчете на условную окись углерода (см ту же статью). Проведенные испытания показали, что ряд образцов заявленного ВВ при заявленном содержании ингредиентов имеют допустимую общую токсичность, которая ниже, чем у прототипа, ниже, чем у эталонного ВВ аммонита № 6ЖВ и ниже предельной нормы, равной 80 л/кг (образцы 2, 3, 4, 5, 7, 8, 21, 22, 23), несмотря на то, что некоторые из этих образцов имеют довольно глубокий отрицательный кислородный баланс (например, у образца 8 - минус 8,2%, у образца 21 - минус 4,4% и т. п.). Пониженная токсичность продуктов взрыва образцов заявленного ВВ обусловлена следующими факторами, установленными при создании этого ВВ: - при введении в состав ВВ кремния взамен примерно такого же количества тротила, токсичность продуктов взрыва снижается. Так аммонит № 6ЖВ содержит 2 1 % тротила и имеет показатель общей токсичности продуктов взрыва (далее для краткости ПОТ), равный 65,2 л/кг. Если взамен 9% тротила в аммонит № 6ЖВ ввести 8% кремния, получим образец 7, у которого ПОТ составляет всего 33,3 л/кг. Подобные результаты получаются при сопоставлении образцов 136 и 8, а также аммонита № 6ЖВ и образца 20а (ПОТ соответственно 75,3-39,7 л/кг и 65,2-41,3 л/кг); - хлористый водород в продуктах взрыва всех кремнийсодержащих образцов заявленного ВВ отсутствует. 2. Как показали испытания образцов заявленного ВВ на устойчивость детонации в условиях проявления канального эффекта по специальной методике (см. нормативный документ Технические требования к патронированным ВВ V и VI классов с повышенной устойчивостью против выгорания и методики их испытаний. - Изд. МакНИИ, МакеевкаДонбасс, 1984), устойчивость детонации этих образцов при канальном эффекте зависит от соотношения содержания тротила и кремния (вариант 1) или от соотношения содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки (вариант 2) и повышается при увеличении этих соотношений. При заявленном содержании ингредиентов в первом варианте ВВ устойчивая детонация достигается при соотношении тротил-кремний более 0,9 (образцы 1, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 12, 13а). При более низком соотношении тротил-кремний первый вариант ВВ при канальном эффекте не детонирует (образцы 6, 9,14). Во втором варианте ВВ устойчивая детонация достигается при соотношении содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки более 1 (образцы 19а, 20а, 21, 22, 23). При меньшей величине вышеуказанного соотношения устойчивая детонация при канальном эффекте у второго варианта ВВ может не достигаться (образцы 18, 19, 20) 3. При увеличении содержания кремния в составе обоих вариантов заявленного ВВ их работоспособность возрастает (образцы 4 и 7 , 1 0 и 1 2 табл. 1, образцы 19 и 21 табл 3). Причем, вопреки существующему мнению (см, например. Дубков Л.В. и др Промышленные ВВ. - М • Недра, 1973. С. 76-80, а также 3 изд. той же книги, М.: Недра, 1988. - С. 214 и 243), этот рост происходит не только в области положительного, но и отрицательного кислородного баланса, причем максимум энерговыделения не совпадает с нулевым кислородным балансом Среди образцов заявленного ВВ, в зависимости от их рецептуры, имеются ВВ средней мощности, которые по работоспособности находятся на уровне эталона - аммонита № 6ЖВ (образцы 1, 2, 5), более мощные составы (образцы 4, 22, 23) и, наконец, мощные ВВ, которые по работоспособности находятся на уровне прототипа и превосходят его (образцы 7, 10,12,19). Таблица 1 Показатели Значение показателей у образцов аммонит № 6ЖВ (эталон) 4 7 10 12 1. Содержание ингредиентов, мае. % Тротил Аммиачная селитра Кремний 2. Кислородный баланс, % 3. Работоспособность на 10-ти тонном баллистическом маятнике, % от эталона 21 79 -0,55 12 83 5 1,2 12 80 8 -2,8 100 102 104 18 18 72 69 10 13 -11,0 -15,0 108 109 23400 Следовательно, в рамках заявленного ВВ могут быть получены конкретные составы как средней мощности, которые целесообразно использовать для взрывания, например, некрепких горных пород, так и мощные ВВ, предназначенные для взрывных работ в тяжелых условиях. Кремниевое горючее содержится в составе заявленного ВВ в виде кремнийсодержащего вещества - кремния молотого, ферросилиция или силикокальция. Все эти вещества, при прочих равных условиях обеспечивают примерно одинаковую токсичность продуктов взрыва, работоспособность и устойчивость детонации при канальном эффекте (образцы 21, 22, 23). 4. Благодаря наличию добавки в составе второго варианта заявленного ВВ, снижается его абразивность, что доказано экспериментально. Абразивность образцов определялась по методике, основанной на измерении износа (потери массы) цилиндрических стержней, вращающихся внутри объема, заполненного испытуемым образцом при сопоставимых стандартных условиях контакта стержня и образца (см. Л.И. Барон, А.В. Кузнецов. Абразивность горных пород при добывании. - М.: Изд. АН СССР, 1961. - С. 18-72). Абразивность одной серии образцов (образцы 4, 4а, 46) определялась также по износу реальных шнеков в автоматах патронирования типа АПК. Чем выше износ стержней или шнеков, тем выше абразивность испытуемого образца. Рецептура образцов и результаты их испытаний на абразивность приведены в табл. 2, 3,4. Данные этих таблиц доказывают, что при введении добавки абразивность образцов заявленного ВВ уменьшается (образцы 4 и 46; 15 и 16; 7 и 21). Эффективность добавки возрастает, если кремнийсодержащее вещество содержится в составе ВВ в виде порошка, покрытого добавкой (образцы 16 и 16а; 46 и 4а; 21 и 21а; 22 и 22а; 25 и 25а; 26 и 26а; 27 и 27а). Свойство предложенной добавки в составе заявленного ВВ снижать абразивность, а также повышение эффективности этой добавки в том случае, если она покрывает поверхность частиц кремния, ранее не были известны, не следуют явным образом из уровня техники, и их нельзя было заранее предвидеть. Таким образом, в результате реализации существенных признаков заявленного изобретения создано не содержащее перхлората аммония ВВ на основе кремниевого горючего (варианты 1 и 2), которое имеет пониженную токсичность продуктов взрыва (ниже, чем у прототипа, ниже, чем у эталонного ВВ аммонита № 6ЖВ и ниже предельной нормы, равной 80 л/кг) и одновременно устойчиво детонирует при канальном эффекте, и которое может иметь работоспособность не ниже, чем у прототипа. Кроме того, у заявленного ВВ (вариант 2) достигается снижение абразивности. Возможность осуществления изобретения доказывается результатами испытаний образцов, приведенными в табл. 2, 3, 4 (образцы 4, 5, 7,10 вариант 1, образцы 21, 22, 23, 4а, 20а, 21 а, 22а, 25а, 26а, 27а - вариант 2 и др.). Возможность осуществления заявленного изобретения - взрывчатого вещества с приведен ным выше комплексом существенных признаков и достигнутых технических свойств, а также закономерности взрывчатой системы кремний-тротиламмиачная селитра - добавка, установленные при создании изобретения и положенные в его основу, ранее не были известны, не следуют явным образом из уровня техники, и их нельзя было заранее предвидеть. Ниже приводится обоснование интервалов содержания ингредиентов заявленного ВВ. Кремниевое горючее 3,0-13,0 (варианты 1 и 2). Нижний предел установлен, исходя из минимального количества кремния, необходимого для получения работоспособности выше, чем у эталона (образец 1). При уменьшении содержания кремния до 2% работоспособность образца не превышает работоспособности эталонного ВВ даже при максимальном содержании тротила (20%). Верхний предел установлен исходя из того, что образование ядовитых газов не должно превышать 80 л/кг (образец 12) и по условиям максимально допустимой флегматизации ВВ (образец 11). При увеличении содержания кремния до 14% ВВ недопустимо флегматизируется даже при содержании тротила 19% (образец 13). Кроме того, у образца 13 выделяется недопустимое количество ядовитых газов. В пределах заявленного интервала достижение требуемого технического результата возможно (образцы 1, 7,10, 21, 22, 23, 21 и др). Тротил 9,0-20,0 (варианты 1 и 2). Нижний предел установлен, исходя из необходимости получения работоспособности выше, чем у эталона, и устойчивости детонации при канальном эффекте (образец 5). При содержании тротила меньше 9% этого достигнуть невозможно. Верхний предел установлен из условий образования предельно допустимого количества ядовитых газов (образец 13а). При более высоком содержании тротила количество ядовитых газов в продуктах взрыва становится недопустимым даже при минимальном содержании кремния (образец 136). При содержании тротила в пределах заявленного интервала достижение требуемого технического результата возможно (образцы 3, 7, 12, 21, 22, 23 и др.). Добавка 0,1-2,0 (вариант 2). Нижний предел установлен, исходя из минимально необходимого снижения абразивности заявленного ВВ (образцы 16 и 16а) и технических возможностей дозирования в производстве ВВ. Верхний предел установлен, исходя из максимально допустимой флегматизации ВВ (образцы 19а, 20а). При содержании добавки выше верхнего предела (образец 24) флегматизация образца становится недопустимой даже при максимально возможном содержании тротила, равном 20%. Таким образом, при содержании ингредиентов заявленного ВВ в пределах заявленных интервалов, достижение требуемого технического результата возможно. ВВ может изготавливаться по технологии, принятой в производстве промышленных ВВ аммонитного типа. При этом кремнийсодержащее вещество с целью снижения абразивности предварительно обрабатывается в шаровой мельнице вместе с добавкой, а затем полученный полуфаб 23400 рикат смешивается с остальными ингредиентами в лопастном смесителе или в шаровой мельнице. Таблица 2 Показатели 1. Содержание тротила, мае. % 2. Содержание кремния, мае % 3. Содержание амм. селитры, мае. % 4. Отношение содержания тротила и кремния 5. Устойчивость детонации при испытании на канальный эффект 6. Кислородный баланс, % 7. Ядовитые газы, л/кг окись углерода - окислы азота - хлористый водород - общая токсичность продуктов взрыва (СО усл.) 8. Работоспособность по Трауцлю, смЗ 9. Работоспособность на баллистическом маятнике, % от зтал. 10. Передача дет., см - сухих патр. - после замочки патронов в воде 11. Абразивность по износу цилиндрических стержней, мг Прототип Значения показателей у образцов аммонит 1 3 2 №6ЖВ 1а (эталон) 4 5 21 17 19 9 11 12 9 3 2 5 6 5 9 79 80 79 86 83 83 82 5,7 9,5 1,8 1,83 2,4 1,0 полн. дет. полн. Дет. полн. дет. полн. дет. 3,5 -0,5 -0,8 -1,3 4,0 0,8 1,2 -1,3 6,1 13,9 14,3 18 5,2 3,86 3,71 2,5 32,2 5,08 160 около 800 65,2 44,5 39 38,4 34,2 465 365 104 100 100,5 100 99,0 102 101 20 6-8 9 3-5 8 22 23400 Продолжение таблицы 2 Значения показателей у образцов 10 9 8 11 12 18 16 18 11 10 13 13 75.5 78 72 71 69 1,5 1,18 0,9 1,8 1,23 1,38 ПОЛИ. ПОЛИ. отк ПОЛИ ПОЛИ. ПОЛИ. Показатели 6 7 1. Содержание тротила, мае % 2 Содержание кремния, 8 12 13.5 10 9 8 11 3 Содержание амм. селитры, мае. % 4 Отношение содержания тротила и кремния 5 Устойчивость детонации при испытании на канальный эффект 6. Кислородный баланс, % 7 Ядовитые газы, л/кг - окись углерода - окислы азота - хлористый водород - общая токсичность продуктов взрыва (СО 83 80 0,89 8. Работоспособность по Трауцлю, см 9. Работоспособность на баллистическом маятнике, % от этал. 10. Передача дет., см 11. Абразивность по износу цилиндрических стержней, мг отк дет. дет. дет. -11 -13,2 -15,0 Дет. -2,8 -8.2 18,9 26.4 2,21 2,05 2,02 2,45 33,3 39.7 53,4 78,9 470-520 104 -0.4 дет. 108 109 10 5 5 25 -5,9 62,0 40,3 • 23400 Продолжение таблицы 2 Показатели 1 Содержание тротила, мае. % 2. Содержание кремния, мае. % 3 Содержание амм. селитры, мае. % 4 Отношение содержания тротила и кремния 5 Устойчивость детонации при испытании на канальный эффект 6. Кислородный баланс, % 7. Ядовитые газы, л/кг - окись углерода - окислы азота - хлористый водород - общая токсичность продуктов взрыва (СО усл.) 8-Работоспособность по Трауцлю, см 9. Работоспособность на баллистическом маятнике, % от этал. 10. Передача дет , см - сухих патр. - после замочки патронов в воде 11. Абразивность по износу цилиндрических стержней, мг 13 19 14 67 1,36 -17,3 Значения показателей у образцов 13а 136 14 20 21 12,5 3 3 14 71 76 73,5 6,6 7 0,89 ПОЛН. отк. дет. -3,6 -11,2 -4,5 15 12 12 76 1,0 ПОЛН. дет. -8,1 69,1 3,68 93 49 2,75 63 62.8 1,92 75,3 31 4 1 Таблица 3 Показатели 1. Содержание, мае. % - тротил - кремний - ферросилиций -силикокальции Добавка' -стеарат кальция - парафино-масляная смесь - церезин - аммиачная селитра 2 Отношение содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки 3. Устойчивость детонации при испытании на канальный эффект 4. Кислородный баланс, % 5. Ядовитые газы, л/кг - окись углерода - окислы азота - общая токсичность продуктов взрыва (СО усл.) 6. Работоспособность на бал листическом маятнике, отн. ед. 7. Передача детонации, см - сухих патр. - после замочки в воде 8. Абразивность по износу цилиндрических стержней, мг 16 Значения показателей у образцов 17 16а 18 19 12 12 12 12 12 17 11,9 11,9 11,9 10 10 10 0,1 0,1 76 76 0,1 76 76 2.0 76 2,0 71 1,0 1.0 1,0 1,0 1,42 полн. дет. -8,4 ПОЛН. ДЄТ. ПОЛН ДЄТ. отк. отк. ПОЛН. -8,4 -8,5 -11,3 -12,8 19а 2,0 дет. -17,4 46,8 2,42 62,5 1,07 4 4 2 2 28 24 29 23400 Продолжение таблицы 3 Показатели 20 1. Содержание, мае. % - тротил - кремний - ферросилиций -силикокальций Добавка: - стеарат кальция - парафино-масляная смесь - церезин - аммиачная селитра 2. Отношение содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки 3. Устойчивость детонации при испытании на канальный эффект 4. Кислородный баланс, % 5. Ядовитые газы, л/кг - окись углерода - окислы азота - общая токсичность продуктов взрыва (СО усл.) б.Работоспособность на баллистическом маятнике, отн. ед. 7. Передача детонации, см - сухих патр. - после замочки в воде 8. Абразивность по износу цилиндрических стержней, мг Значения показателей у образцов 20а 21 22 23 24 12 12 12 12 12 20 10 10 7 7 10 2,0 76 1,0 11 1,0 80 1,0 80 1.0 80 2,5 67,5 1,0 1,09 1,5 1,5 1,5 1.6 ПОЛИ. полн. ДЄТ. -11,2 дет. -8,5 -4,4 полн. Дет. -4,4 полн. дет. -4,4 -22,0 30,2 1,71 25,4 2,36 24,8 2,31 27,1 2.26 41,3 40,7 39,8 41,8 1,05 1,035 1,03 1,03 6 6 5 7 2-3 2 4 3 3 0-1 13 16 13 12 12 отк. 10 7 23400 Таблица 4 4 4а 46 7 Значения показателей у образцов 21 21а 25 26 26а 25а 12 5 12 4,9 12 4,9 12 8 12 7 12 7 12 7 12 7 12 7 12 7. 12 7 0,1 0.1 1,0 1,0 1,0 1,0 1.0 83 83 83 80 80 80 80 2,4 2,4 2,4 1,5 1,5 1,5 Показатели 1. Содержание, мас.% - тротил - кремний - ферросилиций - стеарат кальция - парафин - тальк - минеральное масло - аммиачная селитра 2 Отношение содержания тротила к суммарному содержанию кремния и добавки 3 Устойчивость детонации при канальном эффекте 4. Кислородный баланс, % 5. Общая токсичность продуктов взрыва, СО усл., л/кг 6. Работоспособность на баллистическом маятнике, отн. ед. 7. Передача детонации, см, - сухих патронов - после замочки вводе 8. Абразивность, мг. - по износу цилиндрических стержней - по износу шнеков ПОЛИ. ПОЛИ ПОЛИ. ПОЛИ. ДЄТ. дет. полн. 27 27а 22 22а 12 | 12 7 12 7 7 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 80 80 80 80 80 80 80 1,5 1,5 1.5 1,5 1.5 1,5 1,5 1,5 полн. дет. полн. дет. полн. полн. дет. Дет. пол н. дет. Дет. дет. 1,2 0,9 -2,8 -4,4 -4,4 -4,4 -4,4 -1,7 -1,7 -4,4 -4,4 -4,4 38,4 39,7 33,4 40,7 39,1 42 35,2 38,3 39,8 38,7 1,02 1,015 1.04 1,035 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 5 9 8 10 6 7 5 8 6 5 6 8 7 9 4 4 4 3 3 3 4 22 11 15 25 13 10 15 11 16 13 18 16 12 10 1020 532 784 ДЄТ. 11 -4,4 23400 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку З