Емульсійна вибухова речовина

Емульсійна вибухова речовина, виготовлена на основі емульсійної композиції і спученого перлітового піску (мікросфер), яка відрізняється тим, що додатково містить високоенергетичний компонент - подрібнене до фракції 0,1 -2,5 мм сумішеве тверде ракетне паливо першого та другого ступенів при наступному співвідношенні компонентів, мас % емульсійна композиція 90,0 - 88,0 спучений перлітовий пісок 0-2,0 подрібнене до фракції не більш 2,5 мм 8,0-12,0 Винахід стосується емульсійних вибухових речовин (ЕВР), які виготовляються на місцях ведення підривних робіт і можуть використовуватись для руйнування обводнених та необводнених гірських порід на відкритих розробках Загальною ознакою емульсійних композицій є наявність дисперсії водного розчину окислювача (аміачної селітри або суміші з іншими селітрами), котра у виді найдрібних крапель з допомогою емульгатора розподілена у безперервній фазі пального компонента Позитивною характеристикою емульсійних ВР є можливість механізації процесу їх заряджання у емульсію (останнє), що складається з аміачної селітри (69%), натрієвої селітри (10%), емульгатора (2%), індустріальної оливи (5%) та води (14%) (Див Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов Ю Б Щукин, Б Н КутузовДВ Мациевич, Ю А Татищев Москва, ОАО «Издательство Недра», 1998,с 147) Недоліком цієї вибухової речовини є те, що вона патронується Це не дозволяє використати засоби механізації при введенні заряду в свердловини ВІДОМІ сумішеві вибухові речовини гельпори № 1, № 2, № 3, які складаються з натрієвої селітри (50%), крихт твердих ракетних палив, або пірокселинових порохів (20 - 30%), води (10 - 15%), згущувача (1,5%), а також структуруючої додатки (0,05%) (Див Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов Ю Б Щукин, Б Н Кутузов, Д В Мациевич, Ю А Татищев Москва, ОАО «Издательство Недра», 1998, с 147) Незважаючи на те, що ця ВР достатньо потужна, вона не є емульсійною і теж патронується, що вимагає при заряджанні свердловин використовувати ручну працю Найближчою по складу (прототип) є емульсій свердловини та ВОДОСТІЙКІСТЬ Основним недоліком ЕВР є невисокі теплоти вибуху (Крысин Р С Домничев В Н Современные взрывчатые вещества местного приготовления Издательство "Наука", Днепропетровск), що не дозволяє використовувати їх для руйнування міцних порід Підвищення потужності ЕВР може бути досягнуто за рахунок введення в їх склад високо енергетичних компонентів, таких, як порошки металів, боєприпаси чи ракетні палива, що утилізуються Відома сумішева вибухова речовина емульсен - П, яка містить піроксиліновий порох (35 - 50%) та сумішеве тверде ракетне паливо першого та другого ступенів ^ о ю 50494 на вибухова речовина украшіт - Д, яка виготовляється на основі водостійкої емульсійної композиції, що дозволяє розміщати в неї тверді компоненти, перекачувати такі суміші відцентрованими насосами і заряджати свердловини шляхом наливу в них ВР за допомогою змішувальне - зарядних машин Ця емульсійна вибухова речовина містить (% за масою) аміачну селітру 37,3 - 39,4, кальцієву селітру 37,0 - 38,5, воду 13-14, емульгатор "украІНІТ" за ТУ У 19436711 002 - 96, який складається з оксіетильованих жирів тваринного або рослинного походження (1,7 - 2,1) дизельного палива (6,3 7,0), мікросфери, спучений перлітовий пісок 2 - 4 (патент України № 17369А, МІЖ6 СО 6В 31/28,31/40) Основним недоліком цієї ЕВР є невисока потужність вибуху (менше 3200кДж/кг), що не дозволяє використовувати и для руйнування міцних порід В основу винаходу поставлено задачу удосконалення емульсійної вибухової речовини, в якій шляхом введення нових компонентів досягнуте значне збільшення потужності при збереженні ВОДОСТІЙКОСТІ За рахунок цього можливе руйнування міцних гірських порід, в тому числі обводнених, а також механізація заряджання свердловин з використанням відцентрованих насосів Поставлена задача вирішується тим, що у вибухову речовину, яка виробляється на підставі емульсійної композиції та спученого перлітового піску (мікросфер) ВІДПОВІДНО до винаходу додатково введено в якості високоенергетичного компоненту подрібнене до розміру 0,1 - 2,5мм сумішеве тверде ракетне паливо першої та другої ступенів, базовими елементами яких є С, N, О, Н, СІ, Si, АІ, Fe при наступному співвідношенні компонентів, мас % п 1 емульсійна композиція 90 - 88 спучений перлітовий пісок 0- 2 подрібнене сумішеве тверде ракетне паливо першої та другої ступенів 8-12 Емульсійною композицією за ТУ У 6 13441912 006 - 2001 є мікроемульсія водних розчинів кальцієвої та аміачної селітр в емульгаторі "украшіт" за ТУ У 19436711002 - 96 наступного складу, мас % 39,8 ±8,0 кальцієва селітра 36,7 ±8,0 аміачна селітра 8,7 ±1,7 емульгатор "украшіт" до 100 (але не менш вода 15) Дослідження показали, що емульсійна композиція вказаного складу виготовлена за способом, наведеним у патенті України № 17369А (прототип) здатна перекачуватися відцентрованими насосами при додаванні в неї твердої фази, зберігаючи при цьому ВОДОСТІЙКІСТЬ Підвищення потужності ЕВР може бути досягнуто за рахунок введення в її склад високо енергетичних компонентів таких, як суміш ракетних палив Застосування в складі ЕВР ракетних палив, які добувають при знищенні міжконтинентальних балістичних ракет, дозволяє не тільки підвищити потужність вибухової речовини, а і безпечно для навколишнього середовища вирішити проблему утилізації твердих ракетних палив і здобути при цьому народногосподарський ефект Для експериментальної перевірки заявленої вибухової речовини були підготовлені склади, які представлені в таблицях 1 і 2 Таблиці включають допустимі та позамежні значення компонентів, що входять до рецептури, показники екологічної безпеки (кисневий баланс), потужність (теплота вибуху і об'єм газів вибуху) та КІЛЬКІСТЬ твердих компонентів в складі ВР Таблиця 1 Склади ЕВР з сумішевим твердим ракетним паливом першої ступені (СТРП -1) Компоненти Прототип Емульсійна композиція 98,0 (емульком), % СТРП-1,% Спучений перлітовий пісок, 0-20 % Кисневий баланс, % Теплота вибуху, кДж/кг Об'єм газів вибуху, л/кг Максимальна КІЛЬКІСТЬ тве рдої фази, % +0 01 3190 №1 №2 №3 №4 №5 91,3 90,0 88,5 88,0 87,3 6,7 8,0 93 100 107 0-2,0 0-2,0 0-20 0-20 0-20 Показники -0,36 -0,14 3336 3485 -0 03 3529 -0 02 3583 +0 05 3632 606 750 753 755 757 758 2,0 8,7 10 11,3 12 12,7 Таблиця 2 Склади ЕВР з сумішевим твердим ракетним паливом другої ступені (СТРП - 2) Компоненти Емульсійна (емульком), % СТРП -2,% Прототип 2 1 композиція №1 3 №2 4 №3 5 №4 6 №5 7 98,0 78,0 74,0 70,2 68,0 66,0 8,0 9,6 11,1 12,0 12,7 50494 пордовження таблиці 2 1 2 3 4 5 6 7 Спучений перлітовий пісок, % 0-2,0 0-2,0 0-2,0 0-2,0 0-2,0 0-2,0 +0,01 3190 Показники -0,24 -0,15 3310 3476 -0,08 3515 -0,01 3547 +0,03 3594 Кисневий баланс, % Теплота вибуху, кДж/кг Об'єм газів вибуху, л/кг 606 Максимальна КІЛЬКІСТЬ тве рдої фази, % 759 756 768 771 773 2,0 10 11,6 13,1 14 14,7 З даних таблиць випливає, що оптимальний склад вибухової речовини відповідає рецептурам № 2, № 3, № 4, в яких міститься від 0 до 2%, спученого перлітового піску, від 86 до 90% емульсійної композиції та від 8 до 12% подрібнених сумішевих твердих ракетних палив першої та другої ступенів з розміром фракцій 0,1 - 2,5мм Задача утилізації сумішевих твердих ракетних палив першої та другої ступенів регулюється можливою їх КІЛЬКІСТЮ в складі ВР Але ця КІЛЬКІСТЬ обмежується з одного боку необхідністю забезпечення мінімальних викидів в атмосферу оксиду вуглецю, а також можливістю ЕВР перекачуватись відцентрованими насосами (ця можливість встановлена експериментально і має місце при КІЛЬКОСТІ не більш 15% у складі ВР твердих компонентів з розмірами фракцій не більше 2,5мм ) При більшої КІЛЬКОСТІ твердих компонентів і розмірів їх фракцій емульсійна вибухова речовина не може бути перекачана в свердловину відцентрованими насосами існуючих змішувально - зарядних машин Теплота вибуху в межах 3476 - 3583кДж/кг і КІЛЬКІСТЬ газів вибуху в межах 753 - 771л/кг забезпечують руйнування міцних гірських порід Розрахунки кисневого балансу, теплоти вибуху та КІЛЬКОСТІ газів вибуху здійснено за відомими методиками (Див Промышленные взрывчатые вещества Л В, Дубнов, Н С Бахаревич, А Н Романов-3-е изд - М Недра, 1988, с 26-45) Таким чином, запропонована емульсійна вибухова речовина порівняно з прототипом має під вищену потужність, дозволяє руйнувати МІЦНІ обводнені гірські породи, а також утилізувати сумішеві тверді ракетні палива першої та другої ступенів, чим вирішується важлива проблема знищення міжконтинентальних балістичних ракет, і при цьому отримується народногосподарський ефект від використання вибухової речовини з сумішевими твердими ракетними паливами першої та другої ступенів при мінімально шкідливому впливі на навколишнє середовище Технологія одержання запропонованої емульсійної вибухової речовини передбачає попереднє виготовлення в заводських умовах емульсійної композиції та подрібненого сумішевого твердого ракетного палива першої та другої ступенів, доставку їх на кар'єр та змішування з гранульованою аміачною селітрою і спученим перлітовим піском в заданих пропорціях в змішувально -зарядних машинах в межах небезпечної зони кар'єра Заряджання емульсійної вибухової речовини в свердловини здійснюється за допомогою відцентрованого насосу змішувально - зарядної машини під стовп води з дна свердловини Запровадження емульсійної вибухової речовини дасть змогу ефективно руйнувати МІЦНІ гірські породи з використанням відносно дешевої ВР (за рахунок палива ракет, що утилізуються), яка виготовляється з застосуванням найпростішої і відносно безпечної технології безпосередньо на місцях проведення вибухових робіт ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71