Вибуховий склад

Изобретение относится к взрывчатым веществам (ВВ), предназначенным для применения в горном деле, гидротехническом строительстве и в других областях, в частности к водосодержащим ВВ повышенной плотности. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипе [1] является взрывчатый состав, содержащий в своем составе, вес.%: Этот состав обладает следующими взрывчатыми свойствами: Недостатками известного взрывчатого состава (ВС) является большой расход дорогостоящего тротила, а также значительная концентрация ядовитых газов в продуктах детонации, так как не обеспечивается возможность более полного окисления горючих компонентов состава в связи с неравномерным распределением этих компонентов в объеме ВС, так как в известном ВС Акватол Т-20Г содержится до 25% тротила в виде гранул размером 345 мм, имеющих большую плотность (1600 кг/м3), что определяет сравнительно высокую скорость их осаждения в объеме ВС составляющую 0,01-0,02 м/мин. что приводит к расслоению ВС и неодинаковости его взрывчатых характеристик в объеме ВС - в нижней части преобладает горючее (тротил), в верхней - окислитель - аммиачная селитра (АС), влияющих на полноту окисления горючих компонентов ВС и, как следствие, на повышенное содержание ядовитых газов в продуктах детонации. Своевременность необходимости совершенствования известного ВС определяется как экологическими, так и экономическими соображениями. Экологическое обоснование дано выше. Кроме этого, необходимо отметить, что тротил самый дорогостоящий, к дефицитный компонент в известном ВС. По этим всем причинам во всем мире наблюдается тенденций замены тротила и тротилсодержащих ВВ при взрывных работах. Даже частичная замена тротила в ВС позволит достичь снижения его токсичности и повышения стабильности свойств вдоль колонки заряда. В основу изобретения поставлена задача совершенствования взрывчатого состава, в котором путем более равномерного распределения горючих компонентов в объеме состава, за счет замены части взрывчатого горючего-тротила, невзрывчатым - мелкодисперсной пылью тощего каменного угля, обеспечивается возможность более полного окисления горючих компонентов состава и за счет этого уменьшается концентрация, ядовитых газов в продуктах детонации, и повышается скорость детонации при одновременном снижении расхода дорогостоящего тротила. Поставленная задача решается тем, что взрывчатый состав, содержащий аммиачную селитру, тротил, воду и полиакриламид согласно изобретению дополнительно содержит мелкодисперсную пыль тощего каменного угля, при следующем соотношении компонентов, вес.%: Существенными признаками выданном изобретении являются: аммиачная селитра, тротил, мелкодисперсная пыль тощего каменного угля, вода и полиакриламид. Новыми существенными признаками являются: наличие в ВС мелкодисперсной пыли тощего каменного угля при следующем соотношении компонентов, вес. %: Благодаря наличию мелкодисперсной пыли тощего каменного угля в данном изобретении - структура ВС в большой степени становится суспензиозной, что. уменьшает скорость оседания частиц тротила, т. в. затрудняет их движение вниз, обеспечивая после остывания ВС и его кристаллизации более равномерное распределение свойств по всему объему ВС, равномерное распределение горючих компонентов в объеме состава и, в результате, большую полноту их окисления, за счет чего уменьшается концентрация ядовитых газов в продуктах детонации. Кроме того, благодаря предлагаемому соотношению компонентов в данном изобретении, за счет замены части взрывчатого горючего-тротила, невзрывчатым мелкодисперсной пылью тощего каменного угля, достигается более однородная суспензионная структура ВС, способствующая равномерному распределению компонентов в объеме состава, более полному окислению горючих компонентов состава и за счет этого уменьшается концентрация ядовитых газов в продуктах детонации, при одновременном снижении расхода дорогостоящего тротила. Благодаря совокупности перечисленных выше известных и новых существенных признаков стало возможным более равномерное распределение горючих компонентов в объеме состава. Это достигается введением мелкодисперсной пыли тощего каменного угля, а также новым соотношением компонентов между собой. Это делает структуру ВС более суспензионной, в результате скорость оседания частиц тротила (к тому же в новом ВС % их меньше), их гидравлическая крупность становится меньше (в гидравлике под термином "гидравлическая крупность" - понимается скорость оседания частиц в жидкой среде). В то же время гидравлическая крупность мелкодисперсной пыли тощего каменного угля настолько мала, что ее можно считать равной нулю, поскольку время возможного оседания ограниченно временем кристаллизации ВО после его приготовления (2-3 часа). Это позволяет получить более полное окисление горючих компонентов состава и за счет этого уменьшается концентрация ядовитых газов в продуктах детонации, при одновременном снижении расхода дорогостоящего тротила. Известным взрывчатым составом невозможно решить задачу, поставленную изобретением, так как в нем частицы тротила оседают сравнительно с большой скоростью (0,01-0,02 м/мин), в результате чего до окончания периода его кристаллизации он успевает расслоиться, т. е. превратиться в неоднородную массу, которая в процессе взрывчатого превращения не обеспечивает полного окисления горючих компонентов, что вызывает выделение большого количества ядовитых газов при взрыве ВС. При этом, критериями оптимальности заявляемого ВС служили скорость детонации, определяющая стабильность его взрывчатых свойств и концентрация ядовитых газов после взрыва, определяющая его токсичность. В таблице приведены результаты экспериментов, проведенных на полигоне ППП "Кривбассвзрывпром". Данные таблицы свидетельствуют, что уменьшение в ВС содержания тротила количество ядовитых газов сокращается. Однако при значительном сокращении тротила в ВС (менее 6%) скорость детонации падает значительно (на 25%). С другой стороны, увеличение в ВС содержания тротила более 8% не влияет на скорость его детонации, в то же время токсичность при работе с тротилом в процессе приготовления ВС, а также токсичность газов взрыва неизменно возрастают. На основании проведенных экспериментов рациональное соотношение компонентов в заявляемом составе имеет вид, вес.%: Сущность изобретения заключается в замене части тротила в известном ВС на мелкодисперсную пыль тощего каменного угля. Заявляемый ВС работает следующим образом. После заливки его при тепмпературе 85-95°С в заряжаемую взрывную скважину, стенки которой имеют температуру 4-8°С, содержащиеся в ВС тротил и аммиачная селитра кристаллизуются, но оседание более плотных кристаллов тротила в нижнюю часть скважины затруднено взвешенными в ВС частицами мелкодисперсной пыли тощего каменного угля. За счет этого достигается большая стабильность ВС по окончанию его кристаллизации во взрывной скважине. Во время инициирования заявляемого ВС при его взрывании избыточный кислород аммиачной селитры вступает во взаимодействие с избыточным углеродом в тротиле, а также в мелкодисперсной пыли тощего каменного угля с образованием двуокиси углерода (СО2) и выделением теплоты, нагревающей взрывные газы и создающий высокое их давление, обеспечивающей их разрушительную работу по дроблению горных пород. Однако в отличие от тратила мелкодисперсная пыль тощего каменного угля не содержит азота, что уменьшает образование его окислов при взрыве и снижает токсичность образующихся при взрыве газов. Необходимо отметить, что наряду с окислами азота взрывное разложение тротила сопровождается увеличенным образованием ядовитой окиси углерода (СО) в некоторых количествах, даже в присутствии избыточного кислорода аммиачной селитры. Таким образом, замена в заявляемом ВС части тротила мелкодисперсной пылью тощего каменного угля обеспечивает снижение токсичности заявляемого ВС, как при его приготовлении, так и после его взрывания. Таким образом, заявляемый ВС возможно использовать для взрывания горных пород перед их разработкой, при этом снижается токсичность и повышается стабильность заявляемого ВС по сравнению с известным. Проверку работоспособности предложенного ВС осуществляли на полигоне предприятия "Кривбассвзрывпром". Заряды ВС готовили из предварительно подготовленного загущенного полиакриламидом раствора аммиачной селитры. Этот раствор смешивали с рассчитанным количеством гранулотола и угольной пыли. В процессе испытаний измерялись скорость детонации, плотность, количество ядовитых газов, образующихся при взрыве. Акт испытаний прилагается. Согласно результатов испытаний преимуществом заявляемого ВС по сравнению с прототипом является снижение его токсичности, повышение стабильности состава, снижение количества ядовитых газов, образуемых при взрыве, объясняемые заменой части тротила мелкодисперсной пылью тощего каменного угля. Преимущество предложенного изобретения заключается в том, что при его использовании благодаря более полному окислению горючих компонентов состава уменьшается концентрация ядовитых газов при одновременном снижении расхода дорогостоящего тротила. Этот ВС прост в изготовлении, использует незначительное количество дефицитного компонента (тротила), а мелкодисперсной пыли тощего каменного угля, ввиду ее химических свойств в три раза меньше тротила для его замены в ВС.