Гранульована вибухова речовина

Гранульована вибухова речовина, що містить гранульовану аміачну селітру й невибухове пальне, яка відрізняється тим, що додатково містить дрібнокристалічну вибухову суміш аміачної селітри ЖВК і тротилу при наступному співвідношенні компонентів, %: гранульована пориста (непориста) аміачна селітра 50,0-85,0 невибухове пальне 1,0-10,0 дрібнокристалічна вибухова суміш аміачної селітри і тротилу при їх співвідношенні 87,0:13,0-96,0:4,0 7,5-45,0. (11) (21) 20041008538 (22) 20.10.2004 (24) 15.09.2006 (46) 15.09.2006, Бюл. № 9, 2006 р. (72) Калякін Станіслав Олександрович, Потапчук Микола Володимирович, Володченко Григорій Григорович, Новікова Надія Олексіївна (73) Новікова Надія Олексіївна (56) Перелік промислових вибухових матеріалів, що рекомендуються, приладів висадження і контролю, М. Надра, 1987. - с.21. Таблиця 1 АС-8 1 2 1 Селітра аміачна марки А 89±1,5 2 Селітра аміачна пориста 3 Пудра алюмінієва 8,0±0,8 4 Борошно деревне 5 Олія приладова або солярова індустріальна 3,0±0,5 Вміст компонентів і значення показників грануліти грамоніти АС-4 С-2 Μ 79/21 30/70 3 4 5 6 7 91,8±1,5 92,8±1,5 79±1,5 30±5 94,5±1 4,0±1,0 3,0±0,5 4,2±0,5 4,2±0,5 5,5±0,5 50/50 8 50±3 (19) Найменування компонента та показника ВР UA Основні показники промислових гранульованих ВР 3 76846 4 Продовження таблиці 1 6 Тротил (лусочка) 7 Гранулотол 8 Теплота вибуху, кДж/кг, (ккал/кг) 9 Об'єм газів, л/кг 10 Кисневий баланс, % 11 Тротиловий еквівалент за теплотою вибуху 12 Температура вибуху, °С 13 Швидкість детонації, км/с, (у сталевій оболонці D 3842мм) 14 Критична щільність, г/см3 15 Бризантність у сталевому кільці, мм 16 Насипна щільність, г/см3 17 Мінімальна маса проміжного детонатора, г 18 Фугасність, см3 19 Критичний діаметр, мм -у паперовій оболонці -у сталевій оболонці 20 Чутливість до удару за ГОСТ 4545-88, % 21 Чутливість до тертя, кгс/см2 22 Температура спалаху ВР з періодом індукції 1хв., °С 21,0±1,5 50,0±3,0 70,0±5,0 4291 3977 3768 (1025) (950) (900) 895 800 810 +0,02 -45,9 -27,15 5225 (1248) 847 +0,34 4522 (1080) 907 +0,41 3839 (917) 935 +0,06 3852 (920) 980 +0,14 1,25 3200 1,08 3200 0,92 2300 0,92 2300 1,02 3150 0,90 3150 0,90 3000 3,0-3,6 1,3-1,4 2,6-3,5 1,3-1,4 2,4-3,2 1,3-1,4 2,5-3,8 1,25-1,3 3,2-3,6 1,5-1,6 3,8-4,5 >1,6 3,6-4,2 >1,6 24-28 0,85-0,95 22-26 0,85-0,90 15-20 0,80-0,85 5-10 5-10 20-30 10-20 5-10 5-10 5-10 410-430 390-410 320-330 320-330 360-370 320-340 340-350 80-100 18-25 100-120 20-25 120-140 20-25 80-100 15-20 40-60 15-20 40-60 10-15 40-50 10-15 0-8 12-24 2450 12-16 2900 2-24 3000 260-265 330-335 315-320 520-325 8-12 18-22 20-25 23-25 24-27 0,80-0,95 0,90-1,00 0,90-1,00 0,90-1,00 4-16 0-4 Більше 3000 260-265 260-265 260-265 Відомі ВР стійко детонують у свердловинах великого діаметра (d>150мм). Разом з тим вони мають недоліки, які обмежують область їх застосування. До них відносяться: - великий критичний діаметр детонації заряду ВР; - низькі бризантність і швидкість детонації; - знижена сприйнятливість до детонації, особливо при зволоженні ВР. Відомі також промислові ВР, у яких недоліки, властиві аналогу, відсутні. До таких ВР належать грамоніти (ГОСТ 2198876) і грамотоли (ТУ 7276-016-11692478-98). Грамоніти являють собою суміш гранульованої аміачної селітри (30-79)% і лускоподібного або гранульованого тротилу (70-21)%. Ці ВР мають високі детонаційні й вибухові показники, однак вони містять велику кількість токсичного і дорогого тротилу. Грамотоли являють собою сипучу механічну суміш у вигляді просочених дизельним паливом гранул (часток) аміачної селітри і гранул (лусочок) грануло-толу чи тротилу. Вміст гранульованої аміачної селітри складає (76,0-93,8)%, тротилу - (4,021,5)%, дизельного палива (індустріальна або приладова олія) - 0,5-4,7%. Основні показники цих ВР наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Основні показники грамотолів Норма, %, для марок Найменування показника Грамотол-20-1 Грамотол-5- Грамотол-10-1 Грамотол-15-1 Грамотол-201 Грамотол-10-11 Грамотол-15-11 11 2 3 4 5 1 Масова частка компонентів, %: - аміачна селітра 90,8±3,0 - тротил або гранулотол 5,0±1,0 - дизельне паливо (індустріальна або приладова олія) 4,2±0,5 Щільність насипна, г/см3 0,85-0,95* 0,8-0,9** Масова частка вологи і летких речовин, %, не більше 0,7 Питомий об'ємний електричний опір, Ом м 109-1011 87,0±3,0 10,0±1,5 83,0±3,0 15,0±1,5 79,0±3,0 20,0±1,5 3,0±0,5 0,85-0,95* 0,8-0,9** 2,0±0,5 0,85-0,95* 0,8-0,9** 1,0±0,5 0,85-0,95* 0,8-0,9** 0,7 109-1011 0,7 109-1011 0,7 109-1011 5 76846 6 Продовження таблиці 2 Мінімальна енергія запалювання пилоповітряної суміші, мДж більше ніж 1 Теплота вибуху, кДж/кг 3872 (ккал/кг) (924) Обсяг газоподібних продуктів вибуху, л/кг 955 Тротиловий еквівалент 0,92 Кисневий баланс, % -0,12 Швидкість детонації відкритого заряду, км/с 2,7-3,1 Критичний діаметр детонації відкритого заряду, мм 40-50** Обсяг отрутних газів у перерахуванні на умовний оксид вуглецю, л/кг 6 Чутливість до удару за ГОСТ 4545 у приладі №1, частота вибухів, % 4-16 Чутливість до тертя в приладі К-44-111, ни290 жня межа, МПа (кгс/см2) (2900) 3968 (947) 938 0,94 -0,42 2,8-3,2 90-100* 40-50** 4037 (963) 926 0,96 -1,45 2,9-3,3 80-100* 40-50** 4106 (980) 914 0,98 -2,447 3,1-3,4 70-100* 40-50** 10 21 33 4-16 290 (2900) 4-16 290 (2900) 4-16 245 (2450) Примітка: * При використанні аміачної селітри ГОСТ 2-85 ** При використанні пористої селітри аміачної Повнота детонації ВР у паперовій гільзі забезпечується при діаметру заряду 130мм для грамотолу-5-І, 120мм - для грамотолу-10-І, 100мм - для грамотолу-15-І, 90мм - для грамотолу-20-І. Аналіз результатів, отриманих при випробуваннях грамотолів різного складу, показав, що детонаційна здатність й бризантність цілком визначаються наявністю в їх складі тротилу. Таким чином, вони принципово нічим не відрізняються від грамонітів. Тому цім вибуховим речовинам, визначеним за прототип, властиві такі недоліки - висока вартість і токсичність унаслідок використання тротилу. У основу винаходу поставлено завдання зі створення гранульованої вибухової речовини, у якій за рахунок використання нової суміші речовин, що входять до складу, підвищено детонаційну здатність й бризантність і знижено токсичність. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що гранульована вибухова речовина, яка містить гранульовану аміачну селітру й невибухове пальне, згідно винаходу, додатково містить дрібнокристалічну вибухову суміш аміачної селітри ЖВК і тротилу при наступному співвідношенні компонентів, %: 1) гранульована пориста (не пориста) аміачна селітра 50,0-85,0 2) невибухове пальне 1,0-10,0 3) дрібнокристалічна вибухова суміш аміачної селітри і тротилу при їх співвідношенні 87,0/13,0-96,0/4,0 7,5-45,0 Відповідно до винаходу, як пальне, використовують парафін, вугільний пил, деревне вугілля, борошно злаків, деревне борошно, рідкі пальні (гас, дизельне паливо, індустріальна олія), крохмаль, порошки металів - алюмінію, магнію, кремнію, феросиліцію чи їх суміш Суміш аміачної селітри ЖВК і тротилу являє собою амотол, при цьому відношення тротилу до аміачної селітри в його складі повинно бути від 4,0/96,0 до 13,0/87,0%. Виготовляють запропоновану гранульовану вибухову речовину двома способами. Перший спосіб: попередньо готують суміш гранульованої аміачної селітри і невибухового пального шляхом змішування їх в барабані або у «п'яній» бочці. У випадку рідкого пального компонента змішування здійснюють у лопатевій мішалці або звичайній бетономішалці. Амотол готують у барабані з пластмасовими кулями за спеціальною технологією, що передбачає тонке змішування компонентів і забезпечує необхідну дисперсність. Після цього обидві суміші змішують у механічному змішувачі і розфасовують у мішки. Другий спосіб: водночас механічно змішують амотол, пористу аміачну селітру та дизельне паливо. Дозування амотолу і аміачної селітри здійснюють питаючими шнеками, а дизельне паливо подають електронасосним дозуючим агрегатом типа НД 1000/20 К 14 В. Змішування компонентів безперервне. Після змішування гранульована ВР розфасовується та упаковується у поліпропіленові мішки з поліетиленовими вкладишами. Приклад конкретного виготовлення запропонованої ВР. 148кг пористої гранульованої аміачної селітри завантажують у бетономішалку. Потім додають 10 л дизельного палива і перемішують протягом 30 хвилин. Суміш вивантажують у стійкі до олії піддони і зберігають для подальшого використання. Амотол одержують з лускоподібного тротилу і селітри ЖВК. Селітру ЖВК перед використанням обробляють у сушильних барабанах гарячим повітрям доти, поки волога не зменшиться до 0,18%. У барабан завантажують 49,5кг селітри ЖВК, 2,5кг тротилу і 104кг пластмасових куль. Протягом 1 години 20 хвилин суміш обробляється в барабані. Після цього амотол вивантажують, відокремлюють від куль і направляють на змішування з гранульованою аміачною селітрою і пальним. У змішувач типу «п'яна» бочка завантажують 7 76846 8 158кг суміші гранульованої аміачної селітри і дизаряді діаметром 30мм. Бризантність заряду діазельного палива та 42кг амотолу. Потім суміш пеметром 100мм характеризується тим, що він проремішують 20-25 хвилин і вивантажують. У ребиває сталевий лист товщиною 5,0мм, тоді як зультаті виходить склад, що містить: аналогічний заряд грамотолу-10-І робить на тако1) гранульовану аміачну селітру 74,0% му ж листі невелику вм'ятину. 2) пальне - дизельне паливо 5,0% Загальний вміст чистого тротилу в такій ВР 3) амотол (95,2/4,8) 21,0% складає близько 1,0%, що значно менше (у 8-10 Отриману ВР розфасовують по 42,0кг у поліпразів), чим у грамотолу. У той же час її детонаційропіленові мішки, які постачено поліетиленовими на здатність і бризантність вищі, ніж у відомих ВР. вкладишами. Результати дослідів наведено в таблиці 3. Отримана ВР забезпечує повноту детонації в Таблиця 3 Результати випробувань суміші за прототипом й дослідних сумішей гранульованої ВР Склад гранульованих ВР №1 №2 №3 №4 №5 №6 Грамогол Грамогол відповідно відповідно відповідно відповідно відповідно відповідно Діаметр Грамоіол - 4%, - 3%, до вина- до вина- до вина- до вина- до вина- до виназаряду, мм 5-І (проТНТ, до- ТНТ, до- ходу (30% ходу (22% ходу (15% ходу (7,5% ходу (21% ходу (16% тотип) (паперова слідний слідний амотолу амотолу амотолу амотолу амотолу амотолу оболонка) 87/13) 87/13) 87/13) 87/13) 95,2/4,8) 93,8/6,2) Глибина вибоїни h у сталевій плиті, мм (метод Plate dent test) h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8 h9 50,0 20,0 11,0 21,0 15,0 16,0 5,0 20,0 16,0 60,0 20,0 22,0 18,0 38,0 36,0 25,0 15,0 28,0 26,0 70,0 35,0 47,0 38,0 60,0 59,0 40,0 17,0 50,0 50 0 80,0 48,0 58,0 53,0 87,0 80,0 62,0 58,0 65,0 60,0 Пробиті Пробиті Пробиті Пробиті 100,0 71,0 95,0 86,0 81,0 60,0 плити плити плити плити Критичний діаметр детонації 40,0 25 29 Швидкість детонації ВР у діаметрі заряду 100мм при р=0,95г/см3, м/с 2700-3000 3500 3300 На підставі результатів досліджень можна зробити висновок про те, що використання у складі гранульованої ВР амотолу, який є сумішшю аміачної селітри і тротилу, більш ефективно, ніж використання в ньому чистого тротилу. При цьому Комп’ютерна верстка Т. Чепелева вміст останнього зменшується в 8-10 разів без погіршення детонаційних властивостей та бризантності ВР. За рахунок цього запропонована гранульована вибухова речовина і екологічно безпечніша. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601