Вибухова сполука

Вибухова сполука, яка містить аміакову селітру, тротил, воду і загущувач і відрізняється тим, що вона додатково містить, як горюче, 0,20% високомолекулярної сполуки-загущувача, а також, як окислювача, 10% аміакової селітри в такому співвідношенні компонентів у відсотках по масовій частці: аміакова селітра 81,00±1,0 тротил 10,00±1,0 вода 8,00±1,0 загущувач (поліакриламід або акриламід, або нарієва сіль карбоксіметілцелюлози) 0,45±0,2 (19) (21) 98052313 (22) 06.05.1998 (24) 15.11.2000 (33) UA (46) 15.11.2000, Бюл. № 6, 2000 р. (72) Єфремов Ернест Іванович, Петренко Володимир Дмитрович, Кратковський Ігор Леонідович, Мартиненко Володимир Петрович, Лотоус Костянтин Вікторович, Кучма Микола Федорович, Цисарський Віктор Павлович, Биков Генадій Костянтинович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ПОЛТАВСЬКИЙ ГІРНИЧО-ЗБАГАЧУВАЛЬНИЙ КОМБІНАТ" 30423 розшарування ВС та неоднаковості її вибухових характеристик по колонці заряду. У нижній частині переважає горюче - тротил, а у верхній – окислювач аміачна селітра, що не забезпечує повноту окислення горючих компонентів ВС і, як наслідок, підвищує кількість шкідливих газів в продуктах детонації. Необхідність удосконалення відомої ВС визначається як екологічними, так і економічними причинами. Екологічне обгрунтування було викладено раніше. Передусім, тротил є самим дорогим та гостродефіцитним компонентом в відомій ВС. Крім цього слід відзначити, що в відомій сполуці міститься зменшена кількість екологічно чистого високомолекулярного сполучення - поліакріламіду, який є одночасно і загусником і горючим, а також високотоксичний стркутуруючий агент (біхромат калія або хромокалієві галуни, або сірчанокисле залізо), пил або аерозоль якого, потрапивши до організму може викликати тяжкі отруєння. В основу винаходу поставлене завдання створення такої вибухової речовини, в якій шляхом більш рівномірного розподілу горючих компонентів в об'ємі сполуки, за рахунок заміни частини вибухового горючого - тротилу, не вибуховими – загусником, водою та аміачною селітрою, забезпечується можливість більш повного окислення горючих компонентів сполуки і за рахунок цього досягається повнота хімічної реакції та зменшення концентрації шкідливих газів в продуктах детонації. Поставлене завдання вирішується тим, що вибухова сполука, яка містить аміачну селітру, тротил, воду та поліакриламід, згідно винаходу додатково містить збільшену дозу поліакриламіду, як горючого, та аміачної селітри, як окислювача, при такому співвідношенні компонентів в % до маси: - тротил 10,0±1,0 - аміачна селітра 81,0±1,0 - вода 8,5±1,0 - загущувач: поліакриламід або акриламід, або натрієва сіль карбоксіметилцелюлози 0,5±0,2 Суттєвими ознаками в цьому винаході стали: аміачна селітра, тротил, поліакриламід та вода. Новими суттєвими ознаками ВС є зменшена кількість протилу, збільшена кількість поліакриламіду та аміачної селітри і виключення з його складу токсичного структуруючого агенту. Завдяки підвищеній кількості поліакриламіду та аміачної селітри в цьому винаході структура ВС в більшій мірі стає суспензійною, а далі кристалогідратною, що спочатку зменшує швидкість осідання часток тротилу, тобто утруднює їх рух вниз, забезпечуючи після охолодження ВС та її кристалізації більш рівномірний розподіл горючих компонентів в об'ємі сполуки та, внаслідок цього більшу повноту їх окислення, за рахунок чого зменшується концентрація шкідливих газів в продуктах детонації. Завдяки сукупності вищеперелічених ознак став можливим більш рівномірний розподіл горючих компонентів в об'ємі та виключення найбільш токсичних компонентів з вказаного складу, а також нове співвідношення компонентів між собою. Це робить структуру ВС більш суспензійною, в результаті швидкість осідання часток тротилу, якого у новому складі ВС менше, за рахунок більш інтен сивного згущення сполуки, також стає меншою. Час можливого осідання часток тротилу обмежено часом прискорення кристалізації ВС після її приготування та попадання до обводнених свердловин, температура води в яких дорівнює +8¸12°С, тобто 0,5¸1 год. Критеріями оптимальності заявленої ВС були густина та швидкість детонації, які визначають її акустичний імпеданс та стабільність вибухових властивостей. В таблиці наведені результати полігонних та промислових експериментів, проведених в умовах Полтавського ГЗКу. Аналіз даних таблиці показує, що зменшення в ВС кількості тротилу не призводить до суттєвого зниження його вибухових характеристик. На підставі проведених експериментів раціональне співвідношення компонентів в запропонованій сполуці характеризується такими показниками в % співвідношення до маси: - аміачна селітра 81,0±1,0 - тротил 10,0±1,0 - вода 8,5±1,0 - загущувач: поліакриламід або акриламід, або натрієва сіль карбоксіметил целюлози 0,5±0,2 Запропонована ВС функціонує таким чином. Після заливання приготовленого у змішувальнозарядній машині гарячелиттєвого ВС з температурою 85-95°С у заряджаєму вибухову свердловину, стінки якої мають температуру 4-12°С вище 0°С, тротил та аміачна селітра, які входять до ВС, кристалізуються. Осідання більш густих кристалів тротилу в нижній частині свердловини ускладнене високим рівнем колоїдності речовини. За рахунок цього досягається велика стабільність ВС по закінченню її кристалізації у вибуховій свердловині. Під час вибуху запропонованої ВС зайвий кисень аміачної селітри вступає у співвідношення з зайвими вуглеводнями в поліакриламіді з утворенням вуглецю (СО2) і води (Н2О) та виділенням тепла, нагрівного. Таким чином, заміна у запропонованій ВС часток тротилу загуском та аміачною селітрою і виключення структуруючого агенту забезпечує зниження токсичності запропоованої ВС, як при її виготовленні, так і під час вибуху. Отже, запропоновану ВС можна використовувати для вибухової відбійки гірничих порід середньої міцності перед їх розробкою. При цьому знижується токсичність та підвищується стабільність запропонованої ВС в порівнянні з відомими. Перевірку працездатності та інших експериментальних характеристик запропонованої ВС було здійснено на полігоні підприємства "Полтавський ГЗК". Заряд ВС готували з попередньо підготовленого загущеного поліакриламідом розчину аміачної селітри. Цей розчин змішували з розрахованою кількістю тротилу. В процесі випробувань вимірялась швидкість детонації, густина та критичний діаметр запропонованої ВС. Крім того, були розраховані її кисневий баланс, теплота та кількість газу під час вибуху. Дослідно-промислові вибухи з застосуванням вибухової сполуки з зменшою кількістю тротилу проводились на Полтавському ГЗК на породах різ 2 30423 ної міцності та обводненості. Всього було зірвано 257,2 тн модернізованої ВР. Незважаючи на деякі погіршені початкові параметри цієї вибухової сполуки (по відношенню до Акватолу Т-20Г), якість дрібнення та проробки підошви уступу відповідає вимогам високопродуктивної роботи гірничотранспортного обладнання. Вихід фракції дрібнення понад 400 мм у зірваній гірничій масі не перевищує 16%, також, як і на дільницях, де застосовувався Акватол Т-20Г. Перевага запропонованого винаходу полягає в тому, що при його використанні завдяки більш повному згоранню горючих компонентів сполуки, зменшується концентрація шкідливих газів при одночасному зниженні витрат дорогого та екологічно шкідливого продукту (тротилу) отже, і витрати на вибухове відбивання. Запропонована ВС проста у виготовленні, безпечна і забезпечує високу ефективність механізованих способів транспортування та зарядження. Джерела інформації 1. Перечень рекомендуемых промышленных взрывчатых материалов, приборов взрывания и контроля. - М.: Недра, 1987. - 60 с. 2. Промылненные взрывчатые вещества / Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С., Романов А.И. / - М.: Недра, 1988. - 358 с. 3. Авторське свідоцтво СРСР № 1613444, С06С31/38, Б.И № 46, 1990. Таблиця Стисла характеристика вибухових сполук Основні показники Одиниця виміру Густина Кисневий баланс Розрахункова теплота вибуху Кількість газу Критичний діаметр Швидкість детонації Вихід фракції більш 400 мм при вибуху в однакових гірничо-гідрогеологічних умовах в породах середньої міцності кг/м3 % кДж/кг л/кг мм км/с % Тип вибухової сполуки Акватол Т-20Г Акватол T-10M 1580 1450 -3,8 +8,83 3680 2364 937 926 80-100 70-80 5,0-5,5 4,5-4,8 15,1 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 14,8