Запобіжна вибухова речовина

1. Запобіжна вибухова речовина, що містить рідкі нітроефіри, натрієву або калієву селітру, амонійну селітру, пальне іонообмінної пари, за яке використано хлорид амонію або сульфат амонію, або суміш хлориду та суль фату амонію, інгібітор підпалюваності, яка відрізняється тим, що як амонійну селітру містить крупнодисперсну амонійну селітру при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: рідкі нітроефіри 8,0-15,0 крупнодисперсна амонійна селітра 0,5-9,5 пальне іонообмінної пари 10,0-35,0 інгібітор підпалюваності 3,0-12,0 натрієва або калієва селітра решта, і, при цьому, як крупнодисперсну амонійну селітру вона містить неводостійку та непористу гранульовану амонійну селітру або водостійку гранульовану амонійну селітру, або пористу гранульовану амонійну селітру. 2. Запобіжна вибухова речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що як рідкі нітроефіри містить суміш нітрогліцерину з діетиленглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30. 3. Запобіжна вибухова речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що як інгібітор підпалюваності міс U 2 (11) 1 3 38221 гранульована селітра (пориста або водостійка) 10,0-33,0 карбонат кальцію або магнію 4,0-6,0 натрієва сіль карбоксиметілцелюлози (далі NaКMЦ) 1,5-2,5 пінополістірол 1,0-2,5 стеарат кальцію 0,4-1,0 нітроцелюлоза 0,3-1,0. Особливістю цієї ЗВР є те, що у її складі використано крупнодисперсні (гранульовані) види амонійної селітри (далі - А.С.). Завдяки цьому, згідно опису до патенту №25425, у ряду прикладів прототипу було отримано суттєве підвищення, як працездатності, так і запобіжності. Проте (див. нижче), введення гранульованої А.С. поряд з вказаним позитивним результатом, призводить також до зниження водостійкості ЗВР. З цієї причини, при вмісті гранульованої А.С, такому, як у прототипу, водостійкість останнього може бути недостатньою для його використання у деяких умовах підривних робіт у вугільних ша хта х. Особливо це стосується підривних робіт високозапобіжними ЗВР 6 класу, які мають знижену детонаційну спроможність. Викладене є недоліком прототипу, який не дозволяє у нього досягти технічного результату, який досягнутий у заявленої ЗВР і полягає у підвищенні її працездатності без зниження запобіжності, або (що по суті те ж саме) у підвищенні її запобіжності без зниження працездатності. В основу заявленої корисної моделі покладене завдання створення ЗВР, в якої згаданий технічний результат досягнутий завдяки вдосконаленню рецептури (зниженню вмісту А.С. у її складі). Поставлене завдання вирішується тим, що: 1. ЗВР, що містить рідкі нітроефіри, натрієву або калієву селітру, амонійну селітру, пальне іонообмінної пари, за яке використано хлорид амонію або сульфат амонію, або суміш хлориду та сульфату амонію, інгібітор підпалюваності, згідно корисної моделі, як А.С. містить крупнодисперсну А.С. при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас.%: рідкі нітроефіри 8,0-15,0 крупнодисперсна А.С. 0,5-9,5 пальне іонообмінної пари 10,0-35,0 інгібітор підпалюваності 3,0-12,0 натрієва або калієва селітра решта і при цьому, як крупнодисперсну А.С., вона містить неводостійку та непоритсу гранульовану А.С., або водостійку гранульовану А.С., або пористу гранульовану А.С. 2. ЗВР за п.1, згідно корисної моделі, як рідкі нітроефіри, містить суміш нітрогліцирину з діетіленглікольдінітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30. 3. ЗВР за п.1, згідно корисної моделі, як інгібітор підпалюваності, містить речовину, вибрану із ряду: карбонат кальцію, фосфогіпс, суміш карбонату кальцію з фосфогіпсом. 4. ЗВР за п.1 згідно корисної моделі, додатково містить порошкоподібну А.С., за яку використано змельчені гранульовану А.С. або кристалічну водостійку А.С., у яких вміст частинок, з розміром не більше 0,5мм, становить не менше, як 30мас.%, 4 при цьому, співвідношення порошкоподібної А.С. до крупнодисперсної становить від 10/90 до 90/10. 5. ЗВР за п.1, згідно корисної моделі, додатково містить енерговидільну добавку, за яку використано речовину, вибрану із ряду: полістирол, пінополістирол, поліпропілен і при цьому вміст цієї добавки становить 0,1-3,5мас.%. 6. ЗВР за п.1, згідно корисної моделі, додатково містить добавку, за яку використано речовину, вибрану із ряду NaКMЦ, борошно злаків, суміш NaКMЦ, з борошном злаків, поліакриламід і при цьому вміст цієї добавки становить 0,3-5,0мас.%. 7. ЗВР за п.1, згідно корисної моделі, додатково містить стеарат кальцію або цинку при його вмісті 0,1-1,0мас.%. 8. ЗВР за п.1, згідно корисної моделі, додатково містить нітроцелюлозу при її вмісті 0,11,0мас.%. Ознаки п.1 є необхідними у всіх випадках реалізації заявленої ЗВР. Тому п.1 є незалежним. Ознаки пп.2 та 3 конкретизують речовини, які можливо використати, як інгредієнти, охарактеризовані у п.1 узагальнюючими поняттями, тому пп.2 та 3 є залежними. Ознаки пп.4-8 характеризують додаткові складові частини заявленої ЗВР, які необхідні в окремих випадках виготовлення та (або) використання цієї ЗВР. Відповідно, вони також є залежними. Між суттєвими ознаками заявленої ЗВР, та обумовленим ними, технічним результатом існують наступні причинно-наслідкові зв'язки. Рідкі нітроефіри у складі заявленої ЗВР є сенсибілізатором і визначають детонаційну спроможність даної ЗВР. їх найчастіше використовують у складі сучасних ЗВР з високим рівнем запобіжності (наприклад, ЗВР 5 та 6 класів). Хлорид або сульфат амонію (пальне) та нітрат натрію або калію (окислювач) створюють іонообмінну пару, яку найчастіше використовують у складі сучасних ЗВР і яка забезпечує прийнятну працездатність цих ЗВР при збереженні їх високої запобіжності. Функції інших інгредієнтів заявленої ЗВР наступні: Енерговидільна добавка - висококалорійне вуглеводневе паливо - підвищує енергію вибуху. Її уводять до складу заявленої ЗВР у випадку, коли потрібно підвищувати працездатність ЗВР і це припустимо по іншим факторам, наприклад по умовам забезпечення заданого рівня запобіжності; Водостійка добавка підвищує водостійкість ЗВР, тобто її здатність детонувати при підриві в обводнених свердловинах. У таких умовах речовини цієї добавки при змочуванні водою створюють зовнішній шар водонепроникної маси, який перешкоджає подальшій фільтрації води у глиб заряду ЗВР, і тим самим, зменшує флегматизацію ЗВР водою. Підвищують водостійкість ЗВР також стеарат кальцію або цинку, але по іншому механізму - за рахунок їх гідрофобності. Нітроцелюлоза у складі заявленої ЗВР, призначена головним чином, для розчинення у рідких нітроефірах, які при цьому густішають, і це перешкоджає їх ексудації, а також, у деякій мірі, підвищує водостійкість ЗВР. З урахуванням ціни, нітро 5 38221 целюлоза у складі ЗВР доцільна тільки у тому випадку, коли інші інгредієнти ЗВР самі не в змозі удержати на своєї поверхні уведену кількість нітроефірів. Слід додати, що нітроцелюлоза, а також гідрофобні речовини та водостійка добавка здатні до виділення енергії у реакціях вибухового перетворення. Проте енергія (теплота) перетворення цих інгредієнтів є порівняно невеликою, а ціна, у більшості із них, особливо у нітроцелюлози, дуже висока. Тому використовувати їх, як самостійне пальне у складі ЗВР, недоцільно. Основна функція А.С. у складі ЗВР, подібних до прототипу та заявленої ЗВР - суттєве підвищення енергії вибуху. Останнє може мати місце, як безпосередньо, завдяки вибуховим властивостям А.С., так і опосередковано, через використання кисню, який постачає А.С., як додатковий окислювач. Слід відзначити, що на цей час усі ЗВР, що містять А.С. і відносно яких є позитивний досвід промислового використання, вміщують порошкоподібну А.С. Це вітчизняна ЗВР 5 класу вугленіт 1ЗП [ТУ 12.0174086-002-92], англійська ЗВР приблизно такого ж рівня запобіжності Керріфрекс і т.ін. Наші спроби використати порошкоподібну А.С. для підвищення енергії вибуху більш запобіжних ЗВР 6 класу успі ху не мали, оскільки при введенні порошкоподібної А.С. до складу ЗВР та подальшому збільшенні її вмісту, працездатність зростала, а рівень запобіжності, відповідно, знижувався. Таким чином, у складі високозапобіжних ЗВР, порошкоподібна А.С, як енерговидільний інгредієнт, виявилася занадто реакційноспроможною. Тому більш перспективним є використання у цієї якості крупнодисперсної (гранульованої) А.С, яка має повністю або частково замінити порошкоподібну А.С. Це, як відомо, дозволяє при заданій потенційній енергії вибуху ЗВР підвищи ти рівень її запобіжності в умовах оголення бокової поверхні заряду. Цей рівень визначають при випробуванні ЗВР у кутовій мортирі або підривом відкритих зарядів. Сказане вище про вплив гранульованої А.С. на властивості ЗВР є відомим і може бути проілюстровано наступними даними. У 1960-х-1970-х роках у СРСР був розроблений ряд зразків нітроефіровміщуючи х ЗВР 4 класу (победіти, карбоніти і т.ін.). Усі вони мали запобіжність та працездатність на рівні 4 класу. У той же час була розроблена ЗВР селектит №1 [ТУ 16671], згадана у патенті №25425, яка мала рецептуру, дуже близьку до деяких победітів та карбонітів і відрізнялась від них тільки тим, що замість порошкоподібної А.С. вміщувала приблизно таку ж кількість гранульованої А.С. Завдяки такій заміні, запобіжність селектита №1, в умовах найбільш важливого випробування у кутовій мортирі зарядів, оголоних з бокової поверхні, зросла до рівня 5 класу, тобто десь на порядок, а працездатність залишилась майже на рівні 4 класу. Подібні результати були також отримані у Мак НДІ П.А. Парамоновим на запобіжних амонітах, сенсибілізованих тротилом [див. сб. "Взрывное 6 дело" №63/20, М., вид. "Недра", 1967, П.А. Парамонов. "Антигризутные свойства крупнодисперсных аммиачноселитерных В.В."]. Вказана властивість гранульованої А.С. широко використовувалась нами при розробці сипучих ЗВР і т.п. Таким чином, використання гранульованої А.С. пом'якшило протиріччя між запобіжністю ЗВР та їх енергетикою. Проте, як показали, зокрема, наші досліди, проведені раніше, введення гранульованої А.С. поряд з зазначеним вище позитивним результатом, призводить до зниження водостійкості ЗВР. Результати цих дослідів приведені у таблиці (приклади 1 та 2) і свідчать, що при вмісті гранульованої А.С., заявленому у патенті №25425, водостійкість прототипу у деяких умовах може бути незадовільною. Зниження водостійкості ЗВР є тим більшим, чим більше гранульованої А.С. уведено до її складу (див. приклади 12, 13, 14 у таблиці). Відповідно, одним із напрямів підвищення водостійкості ЗВР, які вміщують гранульовану А.С., є обмеження вмісту цієї А.С. у складі вказаних ЗВР. У зв'язку з викладеним вище вміст гранульованої А.С. у складі заявленої ЗВР з одного боку, має бути, якомога більшим для забезпечення максимального підвищення працездатності при заданому рівні запобіжності, а з другого боку, він обмежений необхідністю забезпечити достатню (тобто на рівні діючих нормативів) водостійкість ЗВР. У заявленої ЗВР, яка переважно належить до високозапобіжних ВР 6 класу, останнє досягнуто завдяки запропонованому обмеженню верхнього рівня у заявленому інтервалі вмісту гранульованої А.С. (0,5-9,5мас.%). У цьому інтервалі, зокрема, можливо забезпечити прийнятний рівень основних показників заявленої ЗВР, як високозапобіжної ВР 6 класу, яка має перевагу, порівняно з існуючими ЗВР даного класу. При цьому її нормативна водостійкість найчастіше може бути досягнута звичайним шляхом, як у існуючи х нітроефіровміщуючих ЗВР 5 та 6 класів (див. ви ще). Лише в окремих випадках (наприклад, у випадку необхідності забезпечити підвищений рівень як водостійкості, так і працездатності), доцільно додатково увести до складу заявленої ЗВР порошкоподібну А.С., при чому гр убого помолу. Конкретна рецептура заявленої ЗВР, завдяки якої досягнутий технічний результат, поставлений, як завдання, при створенні цієї ЗВР, наскільки нам відомо, не є часткою рівня техніки. Відповідно, заявлена корисна модель є новою. Можливість здійснення корисної моделі доведена на спеціально виготовлених зразках (прикладах). Для виготовлення прикладів використовували наступну сировину: - як крупнодисперсну А.С. - гранульовану А.С. ГОСТ-2. Можливо також використовувати А.С. ГОСТ 14702 марки ЖВГ, або гранульовану пористу А.С. ТУ 2143-635; - для всіх інших інгредієнтів - підготовлену сировину з виробництва 13П. Випробування прикладів проводили по загальнопринятим методикам. Лише водостійкість ЗВР (передачу детонації мокрих патронів) визначили методом "уверх-униз" з 7 38221 метою отримання більш точних та представницьких результатів. При цьому показник Lmin мав теж саме значення, що і показник звичайної передачі детонації, але визначене більш точно. Передача детонації сухих патронів у всіх прикладів перевищувала нормативну і тому у таблиці не представлена. Рецептура та результати випробувань прикладів наведені у таблиці. Як видно із таблиці, всі приклади, крім прикладу 11, відповідають існуючим нормам до ЗВР 6 класу, при чому як у середині (приклади 6, 7, 8, 9, 10) так і на межах заявлених інтервалів вмісту інгредієнтів (приклади 3, 4, 5, 11). Приклад 11 належить до 5 класу. Приклади 6, 7, 9, 10, 13 можливо розглядати, як зразки реальних ЗВР 6 класу, які мають превагу перед існуючими ЗВР цього класу, в основному по працездатності. Інтервали вмісту інгредієнтів, мас. % встановлені на підставі наступних даних. Нітроефіри 8,0 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 8 15,0. Нижня межа встановлена по умовам забезпечення необхідного рівня передачі детонації, верхня - умовам безпеки виробництва. Пальне іонообмінної пари 10,0-35,0. Нижня межа встановлена по умовам забезпечення необхідного рівня запобіжності та підпалюваності, верхня - по умовам забезпечення припустимої флегматизації ЗВР. Амонійна селітра 0,5-9,5. Нижня межа вибрана по умовам технікоекономічної доцільності, верхня - по умовам забезпечення прийнятного рівня водостійкості ЗВР та з урахуванням необхідності "роз'єднання" заявленої ЗВР з прототипом. Інтервали вмісту інши х інгредієнтів у заявленої ЗВР, є звичайними і загальноприйнятими для таких речовин у складі нітроефіровміщуючи х ЗВР, подібних до заявленої. Заявлену ЗВР можна виготовляти по існуючий технології виробництва нітроефіровміщуючих ЗВР на наявному в Україні відповідному обладнанні. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601