Спосіб виготовлення вибухової суміші

Спосіб виготовлення вибухової суміші, включаючого аміачну селітру і рідке паливо шляхом змішування компонентів у заданих пропорціях, відмінний тим, що після змішування компонентів, одержану суміш піддають в замкненому об'ємі тиску повітря або іншого інертного газу 2-10 атм. в залежності від початкової вологості аміачної селітри і заданих параметрів вибухової суміші. (19) (21) 98094984 (22) 23.09.1998 (24) 15.12.2000 (33) UA (46) 15.12.2000, Бюл. № 7, 2000 р. (72) Римарчук Борис Іванович, Шварцер Валерій Якович, Дробін Георгій Федорович, Єфремов Ернест Іванович, Мартиненко Володимир Петрович, Сторчак Андрій Сергійович, Прилипенко Вадим Дмитрович, Коваленко Ігор Анатолійович, Півень Володимир Олександрович, Лісицін Микола Вікторович, Биков Євген Константинович, Козак Леонід Григорович, Моргун Олександр Валентинович (73) Римарчук Борис Іванович, Шварцер Валерій Якович, Дробін Георгій Федорович, Єфремов Ер 31537 Причиною, яка перешкоджає одержанню технічного результату запропонованого винаходу прототипом, являється слідуюча: при готуванні суміші із компонентів аміачної селітри і дизельного палива при атмосферному тиску діється недостатнє проникнення рідкого палива в найбільш дрібні пори і тріщини гранул аміачної селітри, внаслідок цього не забезпечується максимальний контакт поміж компонентами суміші, у зв'язку з тим, що сили капілярного відштовхування поміж зволоженою селітрою і дизельним паливом не дозволяють дизельному паливу проникнути у найбільш дрібні пори і тріщини гранул аміачної селітри. Це знижує фізичну стабільність вибухової суміші і погіршує вибухові параметри, а застосування аміачної селітри з підвищеною пористістю для підвищення фізичної стабільності суміші різко збільшує його вартість. Завданням винаходу являється розробка способу виго товлення вибухової суміші, в якому шляхом забезпечення максимальної площини контакту поміж компонентами суміші із найбільш дешевих сортів аміачної селітри і рідкого палива, за рахунок проникнення рідкого палива в найбільш дрібні пори і тріщини гранул аміачної селітри, досягають підвищення фізичної стабільності вибухо вої суміші, поліпшення її вибухови х параметрів і зниженню витрат на виробництво вибухо вих робіт і за рахунок цього розширення сировинної бази і області застосування. Поставлене завдання досягається тим, що в відомому способі виготовлення вибухової суміші, включаючого аміачну селітру і рідке паливо шляхом змішування компонентів у заданих пропорціях відносно винаходу після змішування компонентів, одержану суміш піддають в замкненому об'ємі тиску повітря або іншого інертного газу 2-10 атм. в залежності від початкової вологості аміачної селітри і заданих параметрів вибухової суміші. Суттєвими ознаками даного винаходу являються: - аміачна селітра; - рідке паливо; - змішування компонентів у заданих пропорціях; - після змішування компонентів, одержану суміш піддають в замкненому об'ємі тиску повітря або іншого інертного газу 2-10 атм. в залежності від початкової вологості аміачної селітри і заданих параметрів вибухової суміші. Новими суттєвими ознаками даного винаходу являються: - після змішування компонентів, одержану суміш піддають в замкненому об'ємі тиску повітря або іншого інертного газу 2-10 атм. в залежності від початкової вологості аміачної селітри і заданих параметрів вибухової суміші. Завдяки тому, що получено суміш піддають тиску 2-10 атм. в замкненому об'ємі в залежності від початкової вологості аміачної селітри і заданих параметрів вибухової суміші діється "насильне" проникання дизельного палива з поверхні гранул в усі наявні пори і тріщини в середині гранул аміачної селітри, що сприяє забезпеченню максимальної площини контакту поміж компонентами суміші із найбільш дешевих сортів непористої аміачної селітри і дешевих сортів рідкого палива, а це при водить до підвищення фізичної стабільності вибухової суміші, поліпшенню її вибухови х параметрів і зниженню вартості і за рахунок цього розширення сировинної бази і області застосування. Сукупність відомих і нових суттєви х ознак являються необхідними і достатніми у всіх випадках здійснення запропонованого способу. Суттевість винаходу пояснюється кресленням, де: на фіг. 1 зображена гранула аміачної селітри, покрита шаром дизельного палива після змішування; на фіг. 2 - теж саме після дії на неї тиску повітря 2-10 атм. або іншого інертного газу. Фізична суттевість винаходу полягає в наступному: - після змішування аміачної селітри і дизельного палива на гранулі 1 з порами 2 утворюється шар дизельного палива, яке в наслідок капілярного відштовхування проникає лише частково у крупні пори, де ні сили менші (фіг. 1). Після підвищення тиску повітря навколо гранули вище атмосферного сила навколишнього тиску заставляє дизельне паливо, переборюючи сили капілярного відштовхування, проникнути у пори (фіг. 3). Необхідний певний час утримання тиску, для того, щоб повітря, стиснене у порах, було витискано із гранули. Після зниження тиску до атмосферного дизельне паливо залишається у порах, цим самим як би "закріплює" зовнішній шар палива на поверхні гранули. За рахунок контакту селітри і палива у порах і тріщинах збільшується загальна поверхня контакту пального і окислювача, що збільшує швидкість і повноту хімічної реакції окислення і цим самим збільшує швидкість детонації і працезцатність вибухової суміші. Гранули звичайної, непористої аміачної селітри насправді мають розгалужену сітку капілярних тріщин шириною 0,1-0,01 мікрон або 1000-100 А (ангстрем). Для того щоб перебороти сили капілярного відштовхування рідкого палива від гігроскопічної селітри необхідно створити надмірний тиск (повітря або іншого газу) 1-10 атм. або 2-10 атм. абсолютних (по показанням манометра). Під дією такого тиску рідке паливо буде проникати у самі тонкі тріщини, можливо поміж кристалами, так як ширина тріщин 100А сумірна з відстанями між кристалами у суміші. За рахунок проникання палива у найдрібніші пори і тріщини різко збільшується площина контакту пального і окислювача. Це збільшує повноту хімічного перетворення в зоні детонації, що збільшує роботу вибуху і швидкість детонації. Останнє дуже важливе для розширення області застосування сумішей АС-ДП при вибусі міцних і надто міцних гірничих порід. Для випробування бралася звичайна непориста ("гладка") селітра при вологості 0,5% і 1,5%, яка змішувалась з дизельним паливом у відношенні 94% АС і 6% ДП. Надлишок в 0,5% ДП брався із міркувань його осідання на стінках суміжної ємкості. Порція АС поливалася порцією дизельного палива, перемішувалася і витримувалася протягом 20 хв. (Інстр укція по застосуванню ігдантів на підземних роботах, Москва, 1964 р. с. 7). Потім готова суміш поміщалася у сталеву ємкість, яка герметично закривалася. Потім у ній компресором утворю- 2 31537 вався тиск повітря 1 атм, 2 атм, 5 атм, 10 атм, 15 атс. Тиск підтримувався протягом 10¸20 хв. Після зниження тиску до атмосферного суміш вивантажувалась із ємкості, частина її поміщалася у продовгувату посудину для візуальних спостережень за стіканням дизельного палива, друга частина йшла на формування подовженного заряду для визначення швидкості детонації. В кожному випадку гранули випробувались на міцність методом роздавлювання і визначалась їх відносна міцність як відношення одержаної міцності до міцності гранули при тиску 1 атм. Результати випробувань приведені в таблиці. Випробування показали, що підвищення тиску з 2 до 10 атм. значно підвищує стійкість суміші і швидкість детонації в порівнянні з сумішшю приготовленої при атмосферному тиску (звичайним способом). Причому швидкість детонації при 5 атм. порівняна із швидкістю детонації грануліта М заводського виготовленні на спеціальній сухій (вологість не вище 0,4%) пористої селітри, ціна якої дорожче звичайної, яку використовують для удобрення. При тиску 10 атм. (1 МП) швидкість детонації вище, за швидкість у грануліта М і порівняна із швидкістю детонації амоніта 6 ЖВ, який містить у собі дорогий тротил і застосовується для вибуху міцних поріц. Однак при тиску 15 атм. міцність гранул зменшується в 2 рази, а частина гранул роз-давлюється, що знижує сипучість суміші і таким чином перешкоджує транспортування суміші по шлангам при заряджанні шпурів и свердловин. Тому діапазон тиску 2-10 атм. можна визначити оптимальным. Спосіб здійснюється слідуючими чином. Порція (гранульованої) непористої аміачної селітри, вологість якої визначена одним із відомих способів змішується з порцією рідкого палива у заданих пропорціях. Потім суміш поміщається в ємкість з достатньо міцними стінками, яка герметично закривається, потім в ємкості створюється тиск, величина якого визначається з таблиці, в залеж ності від потрібної стійкості суміші і швидкості детонації, і тиск витримується 10-20 хв. Потім тиск знижують до атмосферного и готову суміш відгружають. Приклад Необхідно виготовити ігданіт із непористої аміачної селітри вологістю 1,2%, стійкістю не менше 20 діб для вибуху порід середньої міцності (швидкість детонації 2,5-3,0 км/с). По таблиці визначаємо: так як вологість 1,2% більша 0,9%, то беремо дані, записані в нижньому рядку таблиці. Відповідно цих даних стійкість 20 діб і швидкість детонації, близьку до потрібної, можна одержати при тиску 5 атм. Потім в ємкість завантажуємо порцію аміачної селітри, наприклад, малопористу марки В, вливаємо порцію дизельного палива і перемішуємо одним із відомих способів протягом 10 хв. Потім закриваємо ємкість кришкою і подаємо в неї стиснене повітря. Досягнений тиск 5 атм. знижуємо до атмосферного і відгружаємо готову вибухову суміш. Застосування запропонованого способу дозволить досягти підвищення фізичної вибухової суміші, поліпшення вибухови х параметрів і зниження витрат на виробництво вибухови х робіт і за рахунок цього розширення сировинної бази і області застосування, завдяки забезпеченню максимальної площини контакту поміж компонентами суміші із найбільш дешевих сортів аміачної селітри і рідкого палива (включаючи відходи моторного масла) за рахунок проникнення рідкого палива в найбільш мілкі пори і тріщини гранул аміачної селітри, у в зв'язку з тим, що змішену суміш у замкненому об'ємі піддають тиску повітря або іншого інертного газу 2-10 атм, ураховуючи вологість аміачної селітри і задані параметри вибухової суміші. Можливо виготовити стійкі суміші детонуючі з високою швидкістю, що дозволяє їх застосовувати для вибуху не тільки слабких, але і міцних гірничих порід. Значно розширюється область застосування найпростіших сумішей типу АС-ДП в гірничій промисловості. Таблиця стійкість, доба швидкість детон., км,/с міцність гранул, % стійкість, доба швидкість детон., км,/с міцність гранул, % стійкість, доба швидкість детон., км,/с міцність гранул, % стійкість, доба швидкість детон., км,/с міцність гранул, % Тиск 1,5 МПа (15 атм.) міцність гранул, % Тиск 1 МПа (10 атм.) швидкість детон., км,/с Тиск 0,5 МПа (5 атм.) стійкість, доба Тиск 0,2 МПа (2 атм.) Вологість селітри, % Тиск 0,1 МПа (1 атм.) 0,9 2,2 5 2 2,2 1,8 100 100 20 10 2,4 2,3 100 100 30 20 3,2 2,8 94 96 45 40 4,3 4,1 92 93 42 40 4,1 4,0 43 45 3 31537 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ 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 ___________________________________________________________ 4