Запобіжна вибухова речовина

Запобіжна вибухова речовина, яка містить нітроефіри, аміачну селітру, хлористий амоній, нітрат натрію, пінополістирол, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози, стеарат кальцію та вуглекислий кальцій, яка відрізняється тим, що додатково містить нітроцелюлозу при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 3 25384 патрону. Унаслідок цього вугленіт 13П часто стає причиною скарг майстрів-підривників на стан здоров'я. У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення такої запобіжної вибухової речовини, у якій за рахунок заміни частини нітроефірів желатинизуючою речовиною підвищується хімічна стійкість вибухової речовини і забезпечується відсутність ексудації нітроефірів, внаслідок чого знижується у 2-3 рази її токсичність, а, отже, підвищується безпека робіт у шахта х. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що запобіжна вибухова речовина, яка містить нітроефіри, аміачну селітру, хлористий амоній, нітрат натрію, пінополістирол, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози та стеарат кальцію, згідно з корисною моделлю, додатково містить нітроцелюлозу при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: суміш нітрогліцерину з діетиленглікольдинітратом у співвідношенні 9,0-13,0 від 60/40 до 70/30 хлористий амоній 22,0-30,0 вуглекислий кальцій 4,0-6,0 водостійка аміачна селітра 10,0-25,0 натрієва сіль карбоксиметилцелю1,5-3,0 лози стеарат кальцію 0,4-1,0 нітрат натрію 28,6-38,4 суміш пінополістиролу та нітроце1,5-3,5 люлози при цьому вміст пінополістиролу в суміші 80,0-90,0%, а нітроцелюлози 20,0-10,0% із вмістом азоту 10,5-13,5%. Експериментальні зразки ЗВР з желатинизуючою речовиною виготовлені у хімічному казенному об'єднанні ім. Г.І. Петровського на обладнанні, призначеному для випуску ЗВР, які містять нітроефіри. Желатинизуючу речовину готували змішуванням дрібного пінополістиролу марки 5 за ГОСТ 605-202-83 та обезводнюваної нітроцелюлози, яка містить 11,1-12,7% азоту - колоксиліну марки "НХ" за ГОСТ В 84-2440-90. У результаті випробувань були встановлені співвідношення інгредієнтів у складі запропонованої ЗВР, а також співвідношення нітроефірів і желатинизуючої речовини, при якому відсутня ексудація рідкої фази зі складу ЗВР. Желатинизуюча речовина являє собою високомолекулярні сполуки, розчинні в нітроефірах. При цьому, одна з них нітроцелюлоза - добре їх загущує під час розчинення, а друга - пінополістирол - під час розчинення в нітроефірах надає їм липучості та високу адгезію до поверхонь кристалів. В результаті цих сумісних дій нітроефіри надійно закріплюються у порошкоподібної ВР і їх ексудація відсутня. Таким чином, спільне розчинення в нітроефірах високомолекулярних сполук привело до додаткового технічного результату - адгезії розчину нітроефірів до кристалів солей (синергетичний ефект). Останній полягає в тому, що вплив на ексудацію нітроефірів суміші нітроцелюлози та пінополістиролу 4 значно більше, ніж сума впливу кожного з цих компонентів окремо. Нітроефіри являють собою суміш нітрогліцерину і діетиленглікольдинітрату, а їх співвідношення складає від 60/40 до 70/30, що прийнято з досвіду виготовлення таких ЗВР на заводі. Нітроефіри у такому співвідношенні добре розчиняють желатинизуючу речовину. Встановлені наступні співвідношення інгредієнтів у складі запропонованої ЗВР: 1. Нітроефіри (суміш нітрогліцерину з діетиленглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30) 9,0-13,0%. Нижню межу визначено виходячи з необхідної чутливості ВР до ініціюючого імпульсу і забезпечення передачі детонації. Верхню - обумовлено запобіганням ексудації нітроефірів зі складу та повного розчинення желатинизуючої речовини. 2. Хлористий амоній 22,0-30,0%. Нижня межа визначає необхідну кількість іонів Сl- для утворення з іонами Ca+ і Na+ інгібіторів окислювання метану в продукта х вибуху ВР для забезпечення необхідних запобіжних властивостей, а верхня працездатність ВР. 3. Вуглекислий кальцій 4,0-6,0%. Нижню межу визначено виходячи з забезпечення необхідної підпалюючості, тобто нормованої стійкості ЗВР проти вигоряння, а верхню - впливом на працездатність і детонаційну здатність ВР. 4. Желатинизуюча речовина 1,5-3,5%. Нижню межу визначено її внеском у надійну желатинизацію нітроефірів, а верхню - обумовлено високою адгезією до компонентів складу ЗВР та згущенням нітроефірів. 5. Натрієва сіль карбоксиметилцелюлози 1,53,0%. Ця добавка забезпечує ЗВР необхідну водостійкість. Нижню межу обумовлено нормою для відстані передачі детонації між мокрими патронами ВР, а верхню - обмежено флегматизуючою дією на продукти ВР. 6. Стеарат кальцію 0,4-1,0%. Нижня межа забезпечує гідрофобні властивості поверхні ЗВР, а верхня - обумовлена флегматизуючою дією на детонаційну здатність ВР. 7. Нітрат натрію 28,6-38,4%. Він є джерелом кисню для окислювання пальних компонентів. Нижню межу встановлено виходячи з норми на запобіжні властивості і працездатність ВР, а верхню - з необхідної кількості інгібітору в продуктах вибуху ВР. 8. Аміачна селітра марки ЖВ 10,0-25,0%. Вона забезпечує необхідний рівень працездатності і детонаційних властивостей ВР. Верхня межа визначена її впливом на запобіжні властивості ВР, а нижня - нормами детонаційної й працездатності ВР. Таким чином, обґрунтування меж допуску інгредієнтів, що входять до запропонованого складу ЗВР, дозволило обрати оптимальний склад: нітроефіри - 12,0%, хлористий амоній - 25,1%, нітрат натрію - 37,0%, вуглекислий кальцій - 5,0%, натрієва сіль карбоксиметилцелюлози - 2,0%, желатинизуюча речовина - 2,4%, аміачна селітра марки ЖВ - 16,0%, стеарат кальцію - 0,5%. Готують запропоновану ЗВР так. 5 25384 Натрієву селітр у і хлористий амоній подрібнюють у барабанах тонкого помелу і просушують до вологості не більш 0,15%. Стеарат кальцію та вуглекислий кальцій просівають через сито. Вологість натрієвої солі карбоксиметилцелюлози не повинна перевищувати 4,5%. Нітроцелюлоза (колоксилін «НХ») протирається через сито №3.2 та змішується з пінополістиролом марки 5 ПСВ-С згідно ТУ В 6-05761614-98 (ГСТ 301-05-202-92) (або змішуються і протираються разом), в результаті чого одержують желатинизуючу речовину для нітроефірів. Ця речовина складається з 5,76кг пінополістиролу та 1,44кг колоксиліну марки "НХ". Змішування інгредієнтів ПВВ із нітроефіром здійснюють в механічних лопатевих змішувачах за наступною технологією. Кількість компонентів, які завантажували у змішувач ємністю 300кг, наступна: натрієва селітра 111,0кг (37,0%) 6 хлористий амоній 75,3кг (25,1%) вуглекислий кальцій 15,0кг (5,0%) натрієва сіль карбоксиметилцелюлози 6,0 кг (2,0%) желатинизуюча речовина 7,2 кг (2,4%) стеарат кальцію 1,5 кг (0,5%) аміачна селітра марки жв 48,0кг (16,0%). У змішувачі суміш обробляється 9 хвилин. Потім протягом 6 хвилин у змішувач окремими порціями заливають 36,0кг нітроефіру й обробляють суміш ще 20 хвилин. Відключення і вивантаження суміші зі змішувача відбувається протягом 8 хвилин. Отриману масу в кількості 300кг патронували в паперові гільзи діаметром 36мм, а потім вологоізолювали сумішшю парафіну і петролатуму. Через два тижні після виготовлення були проведені випробування. Дані випробувань запропонованого складу приведені в таблиці. Таблиця Склад №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 Оптим. Нітроефіри 14,0 9,0 13,0 10,0 13,0 13,4 11,0 9,0 10,0 12,0 Хлористий амоній 22,3 29,5 26,6 22,4 26,7 25,1 25,1 25,1 27,8 25,1 Вуглекислий кальцій 5,0 4,0 5,0 6,0 6,0 7,0 5,0 4,5 6,0 5,0 Желатинизуюча речовина 1,5 1,5 2,5 2,5' 2,5 3,5 1,5 3,0 2,5 2,4 Натрієва сіль кар-боксиметилцелю-лози 2,0 1,5 1,5 2,0 2,0 3,0 3,0 1,5 2,5 2,0 Стеарат кальцію 0,4 0,5 1,0 1,0 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 Нітрат натрію 34,8 38,4 35,6 28,6 29,3 37,0 31,4 31,4 34,1 37,0 Аміачна селітра марки ЖВ 20,0 15,6 14,8 27,5 20,0 10,0 22,5 25,0 16,6 16,0 Вибухові та технічні показники Передача детонації, см - сухі патрони 8,0 5,0 7,0 8,0 7,0 7,0 10,0 10,0 10,0 8,0 - мокрі патрони 5,0 3,0 4,0 5,0 5,0 5,0 6,0 6,0 9,0 5,0 Підпалюючість,П50,М 1,22 1,82 1,68 1,61 1,57 1,61 1,48 1,41 1,47 1,47 Наявність ексудації нітроефірів з патрону ЗВР є немаєнемаєнемаєнемаєнемаєнемаєнемаєнемає немає Компоненти ЗВР Результати випробувань показали, що склад ЗВР задовольняє вимогам, пропонованим до вибухови х запобіжних речовин V класу і може бути використаний замість штатної ВР - вугленіту 13П, що містить 13% нітроефірів і тому є токсичною речовиною, яка схильна до ексудації під час навантаження на патрони. Зменшення токсичності за Комп’ютерна в ерстка М. Мацело пропонованої запобіжної вибухо вої речовини за рахунок желатинизації та адгезії нітроефірів дозволить підвищити безпеку її використання в підземних умовах вугільних шахт, а також поліпшити санітарно-гігієнічні умови праці підривників та працівників, які видають ВР зі складів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601