Вибухова речовина “україніт-анфо”

Реферат: Вибухова речовина містить пористу аміачну селітру та рідке органічне паливо. Як рідке органічне паливо містить ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів у суміші з сикативом. UA 79813 U (54) ВИБУХОВА РЕЧОВИНА "УКРАЇНІТ-АНФО" UA 79813 U UA 79813 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до промислових вибухових речовин (ВР) на основі аміачної селітри для пневматичного заряджання шпурів та свердловин при здійсненні вибухових робіт у гірничодобувній промисловості і може бути використана при розробці родовищ корисних копалин в шахтах, безпечних за пилом та газом, і на відкритих роботах (кар'єри). Відома гранульована ВР - Ігданіт, яка містить 94,5 % мас. гранульованої аміачної селітри (АС) та 5,5 % мас. рідкого органічного палива, найчастіше дизельного палива (ДП) [Дубнов Л.В. и др. Промышленные взрывчатые вещества. - Μ.: Недра, 1988. -С. 243-245]. При порівняно низькій вартості, простоті і безпеці виготовлення й застосування Ігданіт має істотний недолік низьку фізичну стабільність, тобто низьку утримуючу здатність відносно до ДП. Через 2-3 години після виготовлення заряду з Ігданіту вміст дизельного палива у верхній частині заряду знижується до 3,0-3,5 % мас., а у нижній - зростає до 10,0-15,0 % мас. внаслідок міграції ДП по висоті заряду. Це призводить до суттєвого зниження енергії вибуху (до 30 %), швидкості детонації та працездатності Ігданіту. Крім того, значно збільшується кількість токсичних газів, які утворюються під час вибуху ВР (NOX, CO). Відомо використання різних добавок для підвищення фізичної стабільності Ігданіту, а саме: аеросилу в дизельне паливо в кількості 2 %; [Дуганов В.Г. Влияние добавок аэросила на эффективность применения игданита. - Взрывное дело № 80/37, Μ.: Недра, 1978 -С. 175]; органобентоніту в кількості 4-5 % по масі дизельного палива [пат. RU 2257368 С2, МПК С06В31/28, С06В45/32, опубл. 27.07.2005]; порошків органічного і неорганічного походження та промислових відходів, які мають розвинену поверхню [пат. України 76917, МПК С06В31/00, опубл. 15.09.2006]. Однак використання щільної гранульованої аміачної селітри (ГОСТ 2-85) не дозволяє значно підвищити фізичну стабільність сумішей аміачної селітри з рідким органічним паливом. Забезпечення фізичної стабільності цих сумішей при одночасному досягненні максимальної працездатності, можливе лише у разі використання пористої АС [Ковтун Ю.В. АНФО и Игданиты - без знака равенства// Взрывное дело: сб. научн. тр. - М.: Изд-во ЗАО "МВК по взрывному делу при АГН", 2012. - Вып. 107/64. -С. 168-180]. Найбільш близькою до технічного рішення, що заявляється, є композиція ANFO, що містить 94 % мас. пористої аміачної селітри та 6 % мас. рідкого органічного палива (дизельного палива або мінерального масла) [пат. US 6761781 В1, МПК С06В31/28, опубл. 13.07.2004], вибрана як прототип. Відома композиція характеризується довготривалою стабільністю за рахунок високої поглинаючої здатності пористої аміачної селітри (ПАС) і має наступні детонаційні характеристики: швидкість детонації відкритого заряду діаметром 100 мм - 3600 м/с, критичний діаметр детонації відкритого заряду - 63 мм. Такі параметри дозволяють використовувати означене ВР для пневматичного заряджання свердловин діаметром від 80 мм та більше. До недоліків цієї ВР слід віднести великий критичний діаметр детонації, який не дозволяє застосовувати її для ефективного руйнування гірських порід шпуровими зарядами. В основу корисної моделі поставлена задача зниження критичного діаметра детонації суміші пористої аміачної селітри з рідким органічним паливом. Відомо, що критичний діаметр детонації визначається шириною зони хімічної реакції, яка згідно з механізмом теплового вибуху обумовлена здатністю паливної фази ВР до окислення - чим вище швидкість окислення органічної паливної фази, тем меншою є ширина зони хімічної реакції вибухового перетворення, і, відповідно, менше критичний діаметр детонації ВР. Поставлена задача вирішується тим, що вибухова речовина, яка містить пористу аміачну селітру та рідке органічне паливо, відповідно до корисної моделі, як рідке органічне паливо містить ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів у суміші з сикативом при наступному співвідношенні компонентів, % мас: пориста аміачна селітра - 93,0-94,0; ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів - 5,8-6,4; сикатив - 0,2-0,6. При цьому як сикатив вона може містити нафтенати [ГОСТ 1003-73] або октоати металів змінної валентності [ТУ У 24.3-32926424-007:2005 "Добавки октоатные сиккативирующие Ар до С"]. Ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів згідно з ДСТУ 6081:2009 характеризуються наступними показниками: - вміст метилових ефірів, % мас. не менш 96,5 3 - густина (при температурі 15 °C), кг/м 860-900 2 - в'язкість (при температурі 40 °C), мм /с 3,5-5,0 - температура спалаху у відкритому тиглі, °C не менш 120. Застосування у ВР як рідкого органічного палива суміші метилових ефірів жирних кислот рослинних олій з сикативом забезпечує різке збільшення швидкості окислення пальної фази, і, як наслідок, зменшення 1 UA 79813 U 5 10 ширини зони хімічної реакції вибухового перетворення та зниження критичного діаметра детонації ВР. Заявлену вибухову речовину "УКРАЇНІТ-АНФО" виготовляють наступним чином. Необхідну кількість селітри аміачної пористої ["Уралхім" ТУ 2143-029-0020379-2005] обробляють попередньо виготовленою сумішшю ефірів метилових жирних кислот олій для дизельних двигунів та сикативу і здійснюють механічне перемішування. У таблиці наведені характеристики вибухової речовини, що заявляється, у порівнянні з прототипом. Критичний діаметр детонації визначали експериментально за ГОСТ 14839.19-68 (метод А). Кисневий баланс (КБ) розраховували за загально визнаними методиками [Физика взрыва /под.ред. Л.П. Орленко. Т.1.- М.:ФИЗМАТЛИТ, 2002.-С. 128]. Таблиця Склад ВР Пориста аміачна селітра Дизельне паливо Ефіри метилові жирних кислот рослинних олій Сикатив Показники ВР Критичний діаметр детонації, мм Кисневий баланс, % 15 20 Концентрація компонентів, % мас. 1 2 3 4 94,2 94,0 93,5 93,0 5 92,8 5,7 5,8 6,1 6,4 6,5 0,1 0,2 0,4 0,6 0,7 63 62 55 50 53 60 мінус 0,8 +1,9 +1,1 мінус 0,3 мінус 2,0 мінус 2,7 Прототип 94,0 6,0 Як видно з таблиці, запропоноване технічне рішення забезпечує зниження критичного діаметра детонації у порівнянні з прототипом. Оптимальні характеристики мають склади № 2-4 із співвідношенням компонентів, близьким до стехіометричного. При зниженні концентрації пальних компонентів (склад №1) критичний діаметр детонації збільшується, а додатне значення КБ вказує на високу вірогідність утворення під час вибуху токсичних оксидів нітрогену (NOX). Збільшення концентрації пальних компонентів понад оптимальні значення (склад № 5) не забезпечує покращення детонаційних характеристик і може спричинити утворення під час вибуху оксиду карбону (СО). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 1. Вибухова речовина, що містить пористу аміачну селітру та рідке органічне паливо, яка відрізняється тим, що як рідке органічне паливо містить ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів у суміші з сикативом при наступному співвідношенні компонентів, % мас.: пориста аміачна селітра 93,0-94,0 ефіри метилові жирних кислот 5,8-6,4 олій для дизельних двигунів сикатив 0,2-0,6. 2. Вибухова речовина, яка відрізняється тим, що як сикатив містить нафтенати або октоати металів змінної валентності. 30 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2