Вибуховий склад

Реферат: Вибуховий склад, що містить окислювач на основі перхлорату калію з оксидами металів та пальне. Як пальне використовується нітрометан, який являється також сенсибілізатором, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: перхлорат калію 84,4-94,4 оксиди металів 0,4-0,6 нітрометан 5-15. UA 100445 U (54) ВИБУХОВИЙ СКЛАД UA 100445 U UA 100445 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі хімії і технології промислових вибухових речовин і може бути використаний в гірничорудній промисловості для відбійки блочного каменю шляхом підривання. Відомий вибуховий склад патент України на Корисна модель № 80948 від 26.11.2007 року МПК СО6В 31/28, що вміщує перхлорат калію, як каталізаторів розкладу азотнокислий барій та оксиди металів, наприклад двоокис титану, а як пальне дизельне паливо. Однак, даний склад має високе значення критичного діаметру детонації до 20 мм та не завжди надійно детонує від штатних засобів ініціювання електродетонатора або детонуючого шнура. Велике значення критичного діаметру детонації приводить до великої витрати вибухового складу при виконанні вибухових робіт, а збільшена навіска спричиняє підвищений тиск в шпурі при вибуху, що приводить до пошкодження блока при його відбійці (створюються тріщини). Відомий вибуховий склад патент України на корисну модель № 68559 від 26.03.2012 року МПК СО6В 31/28 (2006.01), що вміщує перхлорат калію з оксидами металів, як каталізаторів розкладу, гексогенвмісні матеріали, вилучені з конверсійних боєприпасів, як сенсибілізатори, як пальне дизельне паливо або мінеральне масло. Недоліком цього складу є то, що гексогенвмісні матеріали А-ІХ-1, А-ІХ-2, ТГ-20, ТГ-40, ТГ-50 являються вибуховими матеріалами і мають високу чутливість до механічних дій (удару та тертя). Вони становлять небезпеку при їх перевезенні та підготовці (подрібненні та просіюванні до необхідного розміру частин), а також при змішуванні, виготовленні вибухового складу. Задача корисної моделі є розробка вибухового складу для відбійки блочного каменю, який був би безпечним в виготовленні та використанні при збереженні низького значення критичного діаметру детонації не більше 12 мм та швидкості детонації не більше 1400 м/с, а вибуховий склад з використанням не вибухових компонентів одержується безпосередньо на кар'єрах тільки після їх змішування. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому складі на основі перхлорату калію з оксидами металів як каталізаторів розкладу, як пальне використовують нітрометан, який також являється і сенсибілізатором, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: перхлорат калію 84,4-94,6 оксиди металів 0,4-0,6 нітрометан 5-15. Як каталізатор розкладу перхлорату калію застосовували оксиди металів MnO 2, MgO, Cr2O3, Cu2O, Fe2O3, NiO, TiO2 або їх суміші. Як пальне використовували аліфатичну нітросполуку 3 нітрометан - СН3NO2. Нітрометан безкольорова рідина з щільністю 1,139 г/см і температурою кипіння 101,2 °C, практично не чутливий до механічних впливів. Його чутливість до удару (вантаж масою 10 кг, висота 25 см) - 0-8 %. Нітрометан використовується в промисловості як добавка до автомобільних палив з метою підвищення їх енергетичних характеристик (октанового числа), а також як палива в авіамодельному спорті. Основною характеристикою безпеки такого складу є то, що перхлорат калію та нітрометан окремо не являються вибуховими матеріалами і тільки при змішуванні компонентів утворюється вибуховий матеріал. Це забезпечує транспортування нітрометану та перхлорату калію як не вибухових матеріалів і тільки безпосередньо на кар'єрі виготовляється вибухова суміш шляхом змішування компонентів. З метою експериментальної перевірки заявляємого складу були виготовлені дослідні зразки вибухового складу з різним вмістом компонентів. Перхлорат калію сушили в термошафі при 70±5 °C до вмісту води не більше 0,2 %. Потім його подрібнювали у кульовому млині і просівали через сито з діаметром отворів 400 мкм. Оксид металу, в даному випадку оксид (III) заліза Fe2О3, протирали через сито з діаметром отворів 100 мкм з метою видалення грудочок. Компоненти вибухового складу змішували в лабораторному змішувачі з зет-подібними лопатями. Спочатку завантажували перхлорат калію, потім додавали каталізатор оксид заліза і перемішували впродовж 10 хвилин. Підготовлений перхлорат калію з каталізатором розкладу і нітрометан в окремих упаковках перевозили на дослідний майданчик для визначення вибухових характеристик. Змішування компонентів проводили в поліетиленовій тарі (відрі): спочатку засипали перхлорат калію з каталізатором розкладу, а потім при перемішуванні доливали нітрометан. Після змішування компонентів, тобто приготування вибухової суміші, визначали вибухові характеристики: критичний діаметр детонації та швидкість детонації. Критичний діаметр детонації вибухового складу оцінювали методом конуса: паперовий конус з кутом конусності 5° заповнювали вибуховим складом і підривали штатними засобами ініціювання. По залишку не підірваної частини конуса встановлювали значення величини критичного діаметру вибухового складу. Швидкість детонації визначали за методом Дотриша. 1 UA 100445 U 5 Ініціювання проводили від електродетонатора ЕД-8, детонуючого шнура ДШЕ-9 або ДШЕ-12 чи електрозапальника типу МБ-2. У всіх випадках заявляємий вибуховий склад детонував надійно. Дослідні зразки вибухового складу також випробували на чутливість до механічних впливів: удару і тертя за ГОСТ 4545. Результати досліджень представлені в таблиці. Таблиця Вміст та вибухові характеристики заявляємого вибухового складу Вміст компонентів, мас. % Характеристики № чутливість чутливість швидкість перхлорат оксид критичний зразка нітрометан до удару, до тертя, детонації, калію заліза діаметр, мм 2 % кг/см м/с 1 94,6 5,0 0,4 0-4 3115 10 1250 2 89,5 10,0 0,5 0-5 3142 12 1300 3 84,4 15,0 0,6 0-6 3154 12 1300 4 79,0 20,0 0,5 0-8 2990 17 1450 5 93,0 3,0 0,5 0-4 3119 21 1300 6 %ДП 6 84,0 2,0 0-4 2880 20 1400 8 %А-ІХ-1 10 15 Примітка Заявляємий інтервал За межами інтервалу Прототип Із таблиці видно, що заявляємий склад забезпечує критичний діаметр детонації не більше 13 мм, та надійну детонацію від штатних засобів ініціювання - детонуючого шнура, електродетонаторів. Швидкість детонації не більше 1300 м/с, що забезпечує м'яку відбійку блоків каменю без пошкоджень. Крім того, виготовлення вибухового складу виконується безпосередньо на місцях його використання, тобто на кар'єрах. Для цього невибухові компоненти перхлорат калію з каталізатором розкладу оксидом металу та нітрометан завозять на кар'єр і тільки там приготовляють вибуховий склад в необхідній для роботи кількості. Заявляємий вибуховий склад має низьку чутливість до механічних впливів, що забезпечує безпечність рецептури при виготовленні та застосуванні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Вибуховий склад, що містить окислювач на основі перхлорату калію з оксидами металів та пальне, який відрізняється тим, що в як пальне використовується нітрометан, який являється також сенсибілізатором, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: перхлорат калію 84,4-94,4 оксиди металів 0,4-0,6 нітрометан 5-15. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2