Промислова вибухова речовина

Реферат: UA 85959 U UA 85959 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 композиція ANFO, що містить пористу аміачну селітру та рідке органічне паливо дизельне паливо або мінеральне масло [пат. US 6761781 В1, МПК С06В31/28, опубл.13.07.2004], яка характеризується довготривалою стабільністю за рахунок високої поглинаючої здатності пористої аміачної селітри (ПАС). До недоліків цієї ВР слід віднести недостатньо високу чутливість до ініціюючого імпульсу та великий критичний діаметр детонації, який не дозволяє застосовувати її для ефективного руйнування гірських порід шпуровими зарядами. Найбільш близькою до технічного рішення, що заявляється, за технічною суттю та досягуваному результату є промислова вибухова речовина Україніт-АНФО, що містить пористу аміачну селітру та як рідке органічне паливо - ефіри метилових жирних кислот олій для дизельних двигунів [пат. UA 79813, МПК С06В 31/00, опубл. 25.04.2013, бюл. № 8], вибрана як прототип. При цьому ефіри метилових жирних кислот олій для дизельних двигунів використовують у суміші з сикативом - нафтенатами або октоатами металів змінної валентності. Відома композиція характеризується довготривалою стабільністю і має наступні детонаційні характеристики: критичний діаметр детонації відкритого заряду - 42-45 мм швидкість детонації відкритого заряду - 2300-2500 м/с. До недоліків цієї ВР слід віднести недостатньо високу швидкість детонації, що не дозволяє застосовувати її для ефективного руйнування міцних гірських порід. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача підвищення чутливості і швидкості детонації суміші пористої аміачної селітри з рідким органічним паливом. Відомо, що одним з основних факторів реалізації механізму теплового вибуху є швидкість тепловиділення в системі, яка визначається енергією активації термічного розкладу аміачної селітри і швидкістю окислення органічної паливної фази. Зниження енергії активації термічного розкладу аміачної селітри і прискорення окислення органічної паливної фази забезпечує зростання швидкості тепловиділення розкладу вибухової суміші, і, відповідно, призведе до підвищення чутливості і швидкості детонації. Поставлена задача вирішується тим, що промислова вибухова речовина, що містить пористу аміачну селітру та ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів, відповідно до корисної моделі, додатково містить ферум(ІІІ) хлорид 6-водний при наступному співвідношенні компонентів, % мас: пориста аміачна селітра - 93,0-94,0; ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів - 5,5-6; ферум(ІІІ) хлорид 6-водний - 0,5-1,0. При цьому вона містить ферум(ІІІ) хлорид 6-водний як розчин або розплав. Ферум(ІІІ) хлорид 6-водний [ГОСТ 4147-74] уявляє собою м'яку кристалічну масу або шматки жовто-бурого кольору, розчинні у воді, спирті і ефірі, гігроскопічні. Його переважно застосовують для травлення друкованих плат в електронній промисловості і приладобудуванні та при промисловому очищенні води. Заявлену промислову вибухову речовину виготовляють наступним чином. Необхідну кількість селітри аміачної пористої ["Уралхім" ТУ 2143-029-0020379-2005] обробляють послідовно розчином чи розплавом ферум(ІІІ) хлориду 6-водного, далі ефірами метилових жирних кислот олій для дизельних двигунів і здійснюють механічне перемішування. В таблиці наведені характеристики вибухової речовини, що заявляється, у порівнянні з прототипом. Швидкість детонації визначали експериментально за методом Дотріша [Дубнов Л.В. и др. Промышленные взрывчатые вещества. - М.: Недра, 1988 - С.243-245] (заряд ВР в поліетиленовій оболонці - діаметр 120 мм, довжина 600 мм, маса 6,2 кг; детонуючий шнур ДШЭ-12, швидкість детонації ДШ 6,2 км/с). Температуру початку екзотермічного розкладу, кількість тепла та питому швидкість тепловиділення визначали за результатами термічного аналізу (прилад TERMOSKAN-2, НПО "Аналитприбор", С.-Петербург). Відносний коефіцієнт тепловиділення розраховували, як відношення кількості тепла, що виділилось при розкладі вибухової речовини, що заявляється до кількості тепла, що виділилось при розкладі прототипу. 55 Таблиця Склад ВР Пориста аміачна селітра Концентрація компонентів, % мас. Прототип 1 2 93,5 94,2 93,5 1 3 93,2 4 93,0 5 92,3 UA 85959 U Ефіри метилові жирних кислот рослинних олій Сикатив Ферум(ІІІ) хлорид 6-водний Показники ВР Температура початку екзотермічного розкладу, °C Питома швидкість тепловиділення, град/(г▪с) Відносний коефіцієнт тепловиділення Швидкість детонації, км/с 5 10 6,1 5,5 6,0 6,1 6,0 6,5 0,4 0,3 0,5 0,7 1,0 1,2 210,0 183,0 180,2 180,0 180,0 180,0 2,9 2,6 10,0 11,6 11,7 11,7 1,00 1,10 1,20 1,42 1,59 1,60 2,5 2,8 3,4 3,5 3,6 3,6 Як видно з таблиці, застосування ферум(ІІІ) хлориду 6-водного у ВР забезпечує зниження температури початку екзотермічного розкладу системи та більш повну реалізацію потенційної енергії вибухової взаємодії компонентів ВР, що ілюструється суттєвим збільшенням кількості тепла та швидкості тепловиділення. Тобто він діє як каталізатор термічного розкладу ВР, що призводить до зростання її швидкості детонації у порівнянні з прототипом. Оптимальні характеристики мають склади № 2-4. Зменшення вмісту каталізатора менше 0,5 % масс (склад №1) не призводить до суттєвого збільшення тепловиділення та швидкості детонації. Збільшення концентрації каталізатора понад оптимальні значення (склад № 5) не забезпечує покращення детонаційних та енергетичних характеристик ВР. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 1. Промислова вибухова речовина, що містить пористу аміачну селітру та ефіри метилові жирних кислот олій для дизельних двигунів, яка відрізняється тим, що додатково містить ферум(ІІІ) хлорид 6-водний при наступному співвідношенні компонентів, % мас.: пориста аміачна селітра 93,0-94,0 ефіри метилові жирних кислот 5,5-6,0 олій для дизельних двигунів ферум(ІІІ) хлорид 6-водний 0,5-1,0. 2. Промислова вибухова речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що містить ферум(ІІІ) хлорид 6-водний у вигляді розчину або розплаву. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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