Вибухова композиція і спосіб її одержання

1. Вибухова композиція, котра відрізняється тим, що вона містить активуючий склад і екзотермічну суміш, при цьому вище наведені компоненти взяті в слідуючому співвідношенні складових мас%: активуючий склад 95-75 екзотермічна суміш 5-25. 2. Вибухова композиція по п. 1, котра відрізняється тим, що активуючий склад містить подріблене вуглеводне пальне рослинного походження, вуглеводневе пальне в основному нафтопродукти, жирні кислоти, будівельне вапно, воду, окислювальну сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміш, причому компоненти взяті в слідуючому співвідношенні складових мас%: подріблене вугле водне пальне рослинного походження 2,1-9,23 вуглеводневе пальне в основному нафтопродукти 2,47-0,62 жирні кислоти 1,1-0,27 будівельне вапно 0,59-0,15 окислювальна сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміш 81,73-78,67 вода 12,0-9,0. 3. Вибухова композиція по п. 1, котра відрізняється тим, що екзотермічна суміш містить муку з твердих вуглеводів рослинного походження в основному відходів сільськогосподарського і проми A (54) ВИБУХОВА КОМПОЗИЦІЯ І СПОСІБ ЇЇ ОДЕРЖАННЯ 31849 № 6 ЖВ виконує роль активуючого складу, а залізоалюмінєвий терміт - екзотермічної суміші. За результатами науково-технічних і патентних досліджень, рішень близьких до пропонованої нами вибухової композиції, котра характеризується сукупністю компонентів та встановленим співвідношенням граничних параметрів між ними, не виявлено. Найбільш близьким по технічній суті до способу приготування вибухової композиції є спосіб по а.с. СРСР, № 1445140, МКВ С06В31/40, 1980 p., включаючий операцію змішування компонентів в присутності температури. Режим приготування і послідовність подачі компонентів па змішування в приведеному способі не забезпечує гомогенність і фізичну стабільність вибухової композиції, що призводить до погіршення експлуатаційних властивостей при збереженні і використанні. В основу винаходу поставлена задача вдосконалити склад вибухової композиції, шляхом підбору компонентів і співвідношення мас%, забезпечити регулювання її вибухови х характеристик і швидкості її вибухового перетвореним, і за рахунок цього одержати вибухову композицію з необхідними, для даних гірських порід, енергетичними характеристиками. В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб одержання вибухової композиції, шляхом зміни режимів і послідовності операцій, забезпечити високу гомогенність і фізичну стабільність складу і виключити можливість зміни експлуатаційних характеристик при зберіганні, транспортуванні та використанні. Задача вирішена тим, що вибухова композиція, згідно винаходу, містить активуючий склад і екзотермічну суміш, при цьому вище наведені компонент взяті в слідуючому співвідношенні складових мас%: активуючий склад 95-75 екзотермічна суміш 5-25. Активуючий склад вибухової композиції згідно винаходу містить подріблене вуглеводне пальне рослинного походження, вуглеводневе пальне в основному нафтопродукти, жирні кислоти, будівельне вапно, воду, окислювальну сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміш, в якому компоненти взяті в слідуючому співвідношенні складових мас%: подріблене вугле водне пальне рослинного походження 2,1-9,23 вуглеводневе пальне в основному нафтопродукти 2,47-0,62 жирні кислоти 1,1-0,27 будівельне вапно 0,59-0,15 окислювальна сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або 81,73їх суміш 78,67 вода 12,0-9,0. Екзотермічна суміш згідно винаходу містить муку з твердих вуглеводів рослинного походження в основному відходів сільськогосподарського і промислового виробництва, зневоднений при температурі (160-180)°С сульфід кальцію, порошок алюмінію або кремнію або силіцидів або їх суміш і воду, причому компоненти взяті в слідуючому співвідношенні складових мас%: мука твердих вуглеводів рослинного походження в основному з відходів сільськогосподарського і промислового виробництва 26-34,3 зневоднений при температурі (160180)°С сульфід кальцію 25-15 порошок алюмінію або кремнію, або силіцидів, або їх суміш 39-43,3 вода 10-7,4. Задача вирішена тим, що в способі одержання вибухової композиції, включаючому змішування компонент, в присутності температури, згідно винаходу в якості компонентів використовують подріблене вуглеводне пальне рослинного походження, вуглеводневе пальне в основному нафтопродукти, жирні кислоти, будівельне ванно, воду, окислювальну сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміш, муку з твердих вуглеводів рослинного походження в основному відходів сільськогосподарського і промислового виробництва, зневоднений при температурі (160-180)°С сульфід кальцію, порошок алюмінію або кремнію або силіцидів або їх суміш і воду, при цьому в першу чергу, при температурі (82-95)°С, змішують муку з твердих вуглеводів рослинного походження, в основному сільськогосподарського та промислового виробництва, з насиченим розчином окислювальної солі нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміші і з зневодненим при температурі (160180)°С, сульфідом кальцію, і в останню чергу в суміш додають вуглеводневе пальне попередньо змішане при температурі (110-120)°С з жирними кислотами, будівельним вапном і водою. Пропонована сукупність компонентів, в зазначеному співвідношенні і спосіб одержання дозволили створити вибухову композицію, котра забезпечує регулювання швидкості вибухового перетворення в функції заданих енергетичних характеристик, і з стабільними експлуатаційними характеристиками. Приклад приготування вибухової композиції. В змішувачі, обладнаному підігріваючим пристроєм, згідно рецептури вибухової композиції, змішують, в присутності температури, компоненти активуючого складу, що містить подріблене вуглеводне пальне рослинного походження, вуглеводневе пальне в основному нафтопродукти, жирні кислоти, будівельне вапно, воду, окислювальну сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміш і компоненти екзотермічної суміші, що містить муку з твердих вуглеводів рослинного походження в основному відходів сільськогосподарського і промислового виробництва, зневоднений при температурі (160-180)°С сульфід кальцію, порошок алюмінію або кремнію або силіцидів або їх суміш і воду. В першу чергу в змішувач подають муку з твердих вуглеводів рослинного походження в основному сільськогосподарського та промислового виробництва і насичений розчин окислювальної солі нітратів амонію, або кальцію, або натрію, або їх суміші і з зневодненим при температурі (160180)°С, сульфідом кальцію. Змішування цих компонентів проводять при температурі (82-95)°С. Після просичення вуглеводів розчином окислювальних компонентів в змішувач додають вуглеводневе пальне попередньо змішане при температурі (110 2 31849 120)°С з жирними кислотами, будівельним вапном і водою. Змішування всіх компонентів продовжують до отримання гомогенної структури вибухової композиції. Зважаючи на те, що при підвищеній температурі різко збільшується розчинність окислювальні солі, або їх суміші, наприклад, при температурі (82-95)°С у ста грамах води розчиняється 850 г нітратів амонію, а вода знаходиться в судинах і порах часток вуглеводної муки, відбувається дифузійна взаємодія між молекулами води і молекулами нітратів амонію, або суміші окислювальних солей. В результаті дифузійної взаємодії судини, пори і капіляри частинок вуглеводної муки будуть заповнені насиченим розчином окислювальних солей. При цьому різко, в тисячі разів, зростає поверхня дотику між складовими суміші, що покращує умови протікання хімічної реакції вибухового перетворення складу. Заповнення судин, пор і капілярів у частинках твердих вуглеводних відходів рослинного походження окислюючою сіллю, забезпечує гомогенність і однорідність складу і стабільність фізичних і енергетичних властивостей при зберіганні і використанні. Перевірка вибухови х характеристик вибухової композиції вироблялась по коефіцієнту дієздатності (ДО), рівного відношенню питомого обсягу утворених газів (V) до питомої теплоти вибуху (Q), характеризує кількість утворених газів при виділенні одиниці енергії, а швидкість детонації характеризує швидкість утворення газоподібних продуктів детонації. Результати випробувань наведені в табл. 1, а складові компоненти вибухової композиції в табл. 2. Як слідує із результатів дослідів, вибухової композиції, оптимальним інтервалом значень кількісного співвідношення складових є значення наведені у прикладах 1, 2, 3, 4, 5, які наведені в табл. 1. Збільшення вмісту екзотермічної суміші в композиції зверх 25% приводе до подальшого підвищення питомої теплоти вибуху і до зниження об'єму утворених газів. Це обумовлено тим, що в результаті реакції між висококалорійним пальним і окислювачами утворюються тверді продукти. Зважаючи на те, що робочим тілом при вибуховому руйн уванні є газ, то зменшення об'єму утворених газів обумовлює зниження ефективності вибуху. Основним газоутворюючим компонентом вибухової композиції є активуючий склад, зниження його вмісту нижче 75% приведе до вище описаних негативних наслідків. Зміни теплового режиму приготування композиції призводять до зниження гомогенності суміші і, як наслідок цього, до погіршення її вибухови х характеристик (див. табл. 2). Таблиця 1 Екзотермічна суміш Активуючий склад Теплота вибуху Об'єм газів Критичний діаметр заряду Швидкість детонації Одиниця ви- Контр. склад міру (ігніт) мас% мас% ккал/кг 906 л/кг 980 мм 53 км/с 2,0 Коефіцієнт потужності л×км/(ккал×с) Показники 1 2 3 4 5 6 5 95 838,7 967,8 15 3,0 10 90 887,4 935,6 24 3,3 15 85 936,1 903,0 20 3,6 20 80 948,9 871,2 15 3,75 25 75 1033,5 839,9 18 3,9 30 70 1082,2 806,95 21 3,81 3,45 3,46 3,45 3,36 3,17 2,81 2,16 Таблиця 2 Найменування Екзотермічна суміш Активуючий склад Теплота реакції Об'єм газів Зневоднений при температурі(160-180)°С сульфід кальцію Мука з твердих вуглеводів рослинного походження в основному з відходів сільськогосподарського та промислового виробництва Порошок алюмінію або кремнію або силіцидів, або їх суміш Вуглеводне пальне в основному нафтопродукти Жирні кислоти Будівельне вапно Одиниця Активуювиміру чий склад Екзотермічна суміш 5 10 15 20 25 30 100 95 90 85 80 75 70 0 838,7 887,4 936,1 948,9 1033,5 1082,2 1764 967,8 935,6 903,0 871,2 839,1 806,9 356 1 2 3 4 5 6 % % % % 0 100 790 1000 % 1,25 2,5 3,75 5,0 6,25 7,5 25 % 1,3 2,6 3,9 5,2 6,5 7,8 26 % 1,95 3,9 5,85 7,8 9,75 11,7 39 % 3,09 2,93 2,78 2,63 2,47 2.3 2,16 % % 1,36 0,742 1,29 0,7 1,22 0,67 1,16 0,59 1,10 0,59 0,97 0,52 0,95 0,519 3 31849 Продовження табл. 2 Найменування Окислювальна сіль нітратів амонію, або кальцію, або натрію або їх суміш Вода Всього Одиниця Активуювиміру чий склад 1 2 3 4 5 6 Екзотермічна суміш % 83,82 79,6 75,4 71,25 67,56 62,86 58,67 % % 11,0 100 11,0 100 10,9 100 10,87 10,28 10,85 10,7 100 100 100 100 10 100 __________________________________________________________ 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 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4