Промислова вибухова речовина

Реферат: UA 85168 U UA 85168 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до промислових вибухових речовин (ПВР), які можуть бути використані в гірничорудній промисловості для видобутку корисних копалин свердловинними зарядами на відкритих та закритих розробках різного ступеня обводненості за допомогою вибуху. В даний час на гірничих і геологорозвідувальних роботах найбільшого поширення набули гранульовані або сипучі вибухові речовини (ВР), основною частиною яких є окисник аміачна селітра. Це пояснюється, перш за все, доступністю вихідної сировини, а також простотою і безпекою технології одержання і переробки аміачної селітри. Щоб одержати вибухову речовину в аміачну селітру додають горючі невибухові або вибухові матеріали. [В.В. Матвейчук, В.П. Чурсалов. Взрывные работы: Учебное пособие. - М.: Академический проект, 2002. - С. 21-25]. Відома промислова вибухова речовина грамоніт 79/21ГЗ (гарячого змішування) за ТУ 3.5014015318-032-95, що вміщує 79 % аміачної селітри і 21 % тринітротолуолу. Недоліком відомої ПВР є те, що вона є діелектриком, тобто не проводить електричний струм. При заряджанні в свердловини виникає тертя гранул між собою та стінками свердловини, що приводить до накопичування на їх поверхні електричного заряду. Це може привести до розряду статичної електрики, виникнення іскри, що приведе до загоряння вибухової речовини та вибуху. Найбільш близьким до вибухової речовини, що заявляється, є вибуховий склад за патентом на корисну модель № 72202 від 10.02.2012 р. МПК С06В 31/28, що вміщує 75-85 % аміачної селітри і 15-25 % нітратів целюлози, які наносяться на поверхню гранул аміачної селітри у вигляді лакової плівки. Недоліком цього складу є те, що він також є діелектриком і здатний накопичувати електричний заряд, розряд якого в певних умовах може привести до загоряння та вибуху. В основу корисної моделі поставлена задача розробити промислову вибухову речовину, яка матиме низьке значення питомого електричного опору, не буде накопичувати статичну електрику, що забезпечить її безпечне заряджання в необводнених свердловинах, а також пневматичне заряджання в підземних умовах. Поставлена задача вирішується тим, що промислова вибухова речовина, яка містить аміачну селітру як окислювач та нітрати целюлози як пальне, відповідно до корисної моделі, вміщує поверхнево-активні речовини (ПАР) сульфонол або поліоксіетиленові ефіри алкілфенолів ОП-4, ОП-7, ОП-10. Поверхнево-активні речовини, адсорбуючись під дією міжмолекулярних сил на поверхні оброблюваної речовини, утворюють шар підвищеної концентрації - адсорбційний шар, що приводить до різкого зниження поверхневого натягу. При цьому знижується вільна енергія поверхні, а відповідно і її характеристики. Для експериментальної перевірки заявленої ПВР були виготовлені дослідні зразки гранульованої аміачної селітри покритими нітратами целюлози з різним вмістом поверхневоактивних речовин. Готували промислову вибухову речовину, що заявляється, наступним чином. Колоксиліни (нітрати целюлози) марок лакомастичні ЛМ або лакові середньов'язкі СВ, або лакові низьков'язкі НВ та інші з вмістом азоту 11,65-12,26 %, або баліститні або піроксилінові порохи розчиняли в етилацетаті, отримуючи лак з концентрацією вказаних компонентів до 9,0 %. В приготовлений лак добавляли при перемішуванні необхідну кількість поверхневоактивних речовин. Подавали нітроцелюлозний лак пневматичною форсункою в апарат з псевдозрідженним шаром аміачної селітри, яку переводили в псевдозрідженний стан повітрям, що подають вентилятором високого тиску. Після нанесення покриття нітроцелюлозного лаку з ПАР товщиною 0,08-0,12 мм, що забезпечує необхідне співвідношення "аміачна селітра нітрати целюлози", одержану промислову вибухову речовину сушили при температурі 50-55 °C впродовж 1,0-1,5 годин. Питомий об'ємний електричний опір у виготовлених дослідних зразків з поверхневоактивними речовинами визначали згідно з методикою МУ 7506909.171.89 "Електростатичні характеристики сипучих, твердих і пористих матеріалів". Методика розроблена на основі ГОСТ 6433.1-71. Крім того визначали вибухові характеристики - критичний діаметр детонації та швидкість детонації, щоб впевнитись, що введення поверхнево-активних речовин не впливає на їх значення. Дані випробувань представлені в таблиці. 1 UA 85168 U Таблиця Вміст компонентів, % № зразка 1 2 3 4 5 Прототип Аміачна селітра Нітрати целюл. 75 80 85 70 90 80 25 20 15 30 10* 20 Характеристики Питомий Критичн. Швидкість об'ємний діаметр ПАР детонації, електричний детонації, м/с опір Ом·м мм 4 0,05* 1,4·10 83 5200 4 0,07** 3,3·10 85 5250 4 0,2*** 1,4·10 87 5180 4 0,01** 4,5·10 88 5200 4 0,45* 5,6·10 91 5150 11 0 8,2·10 100 3650 Прим. Заявлений інтервал За межами інтервалу * - як поверхнево-активну речовину використовували сульфонол; ** - як поверхнево-активну речовину використовували поліоксіетиленовий ефір алкілфенолу ОП-7; *** - як поверхнево-активну речовину використовували поліоксіетиленовий ефір алкілфенолу ОП-10. 5 10 15 20 Критичний діаметр детонації визначали в зарядах конічної форми, виготовлених із паперу для патронування промислових вибухових речовин. Діаметр основи конусу складав 130 мм, довжина 1300 мм, кут конусності 5°. Ініціювання конусних зарядів здійснювали електродетонатором ЕД-8 сумісно з допоміжним детонатором - тротиловою шашкою Т-400Г. Вздовж конусу наносили поділки для визначення локального діаметру по всій його довжині. Діаметр, при якому проходило затухання детонації заряду визначали по залишку конусу, носить назву критичного діаметру детонації. Швидкість детонації визначали по методу Дотриша, який заснований на порівнянні відомої швидкості детонації детонуючого шнуру та дослідних зарядів. Для цього готовили циліндричні заряди в паперовій оболонці діаметром завідомо більшим, ніж критичний діаметр детонації досліджуваного зразка. Ініціювання циліндричних зарядів здійснювали також електродетонатором ЕД-8 сумісно з допоміжним детонатором - тротиловою шашкою Т-400Г. З таблиці видно, що прототип є діелектриком, так як у нього питомий об'ємний електричний 11 опір становить 10 Ом·м, тобто він здатний накопичувати електричний заряд. При введенні в промислову вибухову речовину, що заявляється, поверхнево-активних речовин в кількості 0,054 0,2 %, питомий об'ємний електричний опір стає на рівні 10 Ом·м, тобто ПВР є провідником електричного струму. Це дозволить безпечно використовувати ПВР при засипанні в свердловини, а також подавати її пневмотранспортом, так як при цьому не буде накопичуватись статична електрика. При цьому введення поверхнево-активних речовин в промислову вибухову речовину (прототип) не приводить до зниженню вибухових характеристик. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Промислова вибухова речовина, що містить аміачну селітру як окислювач та нітрати целюлози як пальне, яка відрізняється тим, що додатково містить поверхнево-активні речовини сульфонол або поліоксіетиленові ефіри алкілфенолів ОП-4 або ОП-7, або ОП-10 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: аміачна селітра 75-85 нітрати целюлози 15-25 поверхнево-активні речовини 0,05-0,2. 30 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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