Запобіжна вибухова речовина

1. Запобіжна вибухова речовина, що містить рідкі нітроефіри, натрієву або калієву селітру, водостійку амонійну селітру, хлорид амонію, інгібітор підпалюваності, енерговидільну добавку, водостійку добавку, стеарат кальцію або цинку, нітроцелюлозу, яка відрізняється тим, що містить ці інгредієнти у наступному співвідношенні, мас. %: рідкі нітроефіри 10,0-14,0 водостійка амонійна селітра 11,0-17,0 хлорид амонію 15,0-30,0 інгібітор підпалюваності 3,0-12,0 3 20005 4 не дають змоги у прототипу досягти технічного натрієвою або калієвою селітрою є постачальнирезультату, який досягнутий у заявленій ЗВР і поком кисню у реакціях вибухово го перетворення. лягає у здешевленні цієї 3ВР без погіршання покаУ складі ЗВР подібних до заявленої, необхідно зників, які визначають її безпеку та ефективність. використовува ти водостійку амонійну селітру, наВ основу заявленої корисної моделі покладено приклад, по ГОСТ 14702-79 "Селитра аммиачная завдання створення ЗВР, в якій завдяки запроповодоустойчивая кристаллическая". У разі викориснованій рецептурі, зменшується або виключається тання у складі вказаних ЗВР неводостійкої амонійвміст інгредієнтів, що є найбільш дорогими або ної селітри, наприклад гранульованої, належний відсутні в Україні, і тим самим, досягається здешерівень їх водостійкості не забезпечується. влення 3ВР, при чому без погіршання показників, Інгібітор підпалюваності, за який у заявленій визначаючих її безпеку та ефективність. ЗВР використано карбонат кальцію, або фосфоПоставлене завдання вирішується тим, що: гіпс, або їх суміш, у купі з іонообмінною парою за1. 3ВР, що містить рідкі нітроефіри, натрієву безпечує зниження підпалюваності вказаної ЗВР, або калієву селітру, водостійку амонійну селітру, до рівня який відповідає встановленій нормі (покахлорид амонію, інгібітор підпалюваності, енергозник П 50 ³ l,2 г -див. ТВ). видільну добавку, водостійку добавку, стеарат Водостійка добавка, за яку у заявленій ЗВР кальцію або цинку, нітроцелюлозу, згідно запроповикористано або NаКМЦ, або борошно злаків, або нованої корисної моделі містить ці інгредієнти у їх суміш, підвищують водостійкість вказаної 3ВР наступному співвідношенні, мас.%: тому, що при попаданні води у заряд 3ВР (наприрідкі нітроефіри 10,0-14,0 клад при підриві в обводнених свердловинах) вони водостійка амонійна селітра 11,0-17,0 створюють водонепроникну масу, яка заповнює хлорид амонію 15,0-30,0 пори між твердими частками 3ВР. Останнє знижує інгібітор підпалюваності 3,0-12,0 водопроникливість зовнішнього шару 3ВР та, тим енерговидільна добавка 0,1-1,95 самим, зашкоджує подальшій фільтрації води у водостійка добавка 0,5-5,0 глиб заряду. Відповідно, при цьому зменшується стеарат кальцію або цинку 0,1-1,0 флегматизація 3ВР водою. нітроцелюлоза 0,1-0,9 У купі з водостійкою амонійною селітрою та гінатрієва або калієва селітра решта дрофобною речовиною - стеаратом кальцію, або 2. ЗВР за п. 1, згідно запропонованої корисної цинку - водостійка добавка забезпечує водостіймоделі, як інгібітор підпалюваності, містить речокість заявленої 3ВР. вину, вибрану із ряду: карбонат кальцію, фосфоНітроцелюлоза, яку найчастіше уводять до гіпс, суміш карбонату кальцію з фосфогіпсом. складу нітроефіровміщуючи х 3ВР, загущує рідкі 3. ЗВР за п. 1, згідно запропонованої корисної нітроефіри та, тим самим, запобігає їх ексудації. моделі, як енерговидільну добавку містить речоВказані вище речовини, як інгредієнти 3ВР, є вину, вибрану із ряду: полістирол, поліетилен, повідомими. Наведені зв'язки між цими інгредієнтами ліпропілен. та обумовленим ними технічним результатом, та4. ЗВР за п. 1, згідно запропонованої корисної кож відомі. моделі, як водостійку добавку містить речовину, Новим у запропонованій корисній моделі є навибрану із ряду: NaKMЦ,, борошно злаків, суміш ступне: NaKMЦ, з борошном злаків. 1. При створенні заявленої 3ВР були проведеОзнаки п. 1 є необхідними у всіх випадках рені дослідження впливу вмісту полістиролу, як енеалізації заявленої 3ВР. Тому п. 1 є незалежним. рговидільної вугле водневої добавки у складі цієї Ознаки п. 2 конкретизують речовини, які можливо 3ВР, на її працездатність. Дослідження проводивикористати як інгредієнт, охарактеризований у п. лись на спеціально виготовлених зразках (прикла1 функціональною ознакою "інгібітор підпалюванодах). Працездатність зразків визначалась на 10сті", ознаки п. 3 - речовини, які можливо використонному балістичному маятнику. Рецептура цих тати, як енерговидільну добавку, а ознаки п. 4 - як зразків та результати їх випробувань приведені у водостійку добавку. Тому пп. 2, 3 та 4 є залежнитабл. 1. Як видно із табл. 1, встановлена залежми. ність, в інтервалі вмісту полістиролу 0-3,5% (ІнтерМіж суттєвими ознаками заявленої 3ВР та вал 0-3,5% слід вважати найбільш вірогідним (рообумовленим ними технічним результатом існують бочим) інтервалом вмістів цього інгредієнту у наступні причинно-наслідкові зв'язки. складі 3ВР, подібних до прототипу та заявленої Рідкі нітроефіри у складі заявленої 3ВР є сенЗВР.), є екстремальною (приклади 2, 2а, 3, 4, 5). сибілізатором і визначають детонаційну спроможПри збільшенні вмісту полістиролу від 0 до ність даної 3ВР. Вони є єдиним відомим сенсибілі0,9%, працездатність зростає, а потім в інтервалі затором, який використовують у складі сучасних 0,9-1,2-1,5% залишається постійною. При подальЗВР з високим рівнем запобіжності (наприклад шому зростанні вмісту полістиролу працездатність 3ВР V та VI класів). зменшується. Хлорид амонію та нітрат натрію або калію Встановлена закономірність підтверджується створюють іонообмінну пару, яку найчастіше викотакож при вмісті рідких нітроефірів, який прийняристовують у складі сучасних 3ВР і яка забезпечує тий у вугленіту 13П (13,0% - приклади 1, 6), а таприйнятну працездатність цих 3ВР при збереженні кож при застосуванні у складі заявленої ЗВР заїх високої запобіжності. мість полістиролу інших речовин, запропонованих, Основна функція амонійної селітри у складі як енерговидільна добавка (приклади 2, 7, 8, а заявленої 3ВР -підвищення енергії вибуху. Однотакож 2, 9, 10). часно, амонійна селітра, як окислювач, поряд з 5 20005 6 Таблиця 1 Показники Значення показників у прикладах 1 (прототип) Вміст інгредієнтів, мас.% 1.Рідкі нітроефіри 2. Хлорид амонію 3.Натрієва селітра 4. Водостійка амонійна селітра 5.Енерговидільна добавка - полістирол - поліпропілен - поліетилен 6. Інгібітор підпалюваності - карбонат кальцію 7. Водостійка добавка - NaKMЦ, 8. Стеарат кальцію 9.Нітроцелюлоза Працездатність на 10-тонному балістичному маятнику, ум. од. по відношенню до прототипу 2 2а 3 4 5 6 7 8 9 10 13,0 12,0 11,8 11,8 11,8 11.6 13,0 11,8 11,6 11,8 11,6 25,0 26,0 25,7 36,4 37,8 37,4 15,0 15,0 15,0 25,5 25,4 37,3 37,1 15,0 15,0 25,1 36,6 15,0 25,5 25,4 36,9 37,1 15,0 15,0 25,1 25,4 36,6 37,1 15,0 15,0 25,1 36,6 15,0 2,5 0,9 1,2 1,5 2,5 1,5 1,5 2,5 1,5 2,5 5,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 5,0 6.0 6,0 6,0 6,0 2,0 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2,0 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 2.1 0,8 0,3 2,1 0,8 0,3 1,0 0,95 1,0 1,0 1,0 0,98 1,02 1,01 0,99 1,0 0,98 Ця закономірність, як кількісна залежність визначена у робочому інтервалі можливих конкретних вмістів одного з найдорожчих інгредієнтів заявленої 3ВР - енерговидільної добавки - має серйозне практичне значення, оскільки дає змогу обґрунтовано встановити оптимальний вміст цього інгредієнту. При чому цей вміст відрізняється від прийнятого у прототипу, і менше ніж у нього (0,11,95% проти 2,5% у прототипу) Тому він є більш вигідним і відчутно знижує вартість заявленої ЗВР порівняно з прототипом. Як вказувалось вище, зниження вмісту полістиролу в інтервалі 2,5-1,5%, за інших рівних умов, призводить до підвищення працездатності 3ВР. При чому, якщо у 3ВР вміст рідких нітроефірів не менше, ніж у прототипу (не менше 13%), її працездатність стає більшою за працездатність прототипу (див. приклади 1 та 6). Само по собі таке підвищення є небажаним, оскільки може негативно вплинути на рівень запобіжності. Але, якщо одночасно зі зниженням вмісту полістиролу, знизити також вміст рідких нітроефірів і, таким чином компенсувати встановлений вплив зниження вмісту полістиролу на працездатність, отримуємо 3ВР, рецептура якої наведена у табл.1 (приклад 4). Ця 3ВР має таку ж працездатність, як прототип, але вміщує на 1% менше полістиролу та на 1,2% менше рідких нітроефірів, які є найбільш дорогим інгредієнтом заявленої 3ВР. Крім того, зниження вмісту рідких нітроефірів позитивно впливає на стійкість 3ВР до підпалювання та, при рівній працездатності, на її запобіжність. Таким чином, встановлена конкретна кількісна залежність працездатності від вмісту полістиролу (а також вмісту поліпропілену та поліетилену), яка визначена у робочому інтервалі цього вмісту, дала змогу у складі заявленої 3ВР оптимізувати (зменшити) вміст не тільки вказаних речовин, але також і рідких нітроефірів. Ця конкретна залежність до цього часу була невідомою, не є часткою рівня техніки і не випливає явним чином із цього рівня. Підсумовуючи сказане вище, слід зазначити наступне. Склад заявленої 3ВР відрізняється від складу прототипу іншим (більш низьким) вмістом полістиролу. Таке зменшення у даному випадку є дуже корисним, оскільки, крім відповідного зменшення вартості 3ВР, воно дозволяє опосередковано, за інших рівних умов, знизити також вміст рідких нітроефірів. Останнє, у свою чергу, призводить як до подальшого зниження вартості, так і до підвищення рівня безпеки 3ВР. Крім того, у складі заявленої 3ВР, порівняно с прототипом додатково запропоновані інші речовини, які дешевше або більш доступні, ніж відповідні речовини прийняті у прототипу, і в деяких окремих умовах здатні замінити їх. Конкретно, як інгібітор підпалюваності додатково запропоновані фосфогіпс та суміш фосфогіпсу з карбонатом кальцію; як водостійка добавка - борошно злаків та його суміш з NaKMЦ, як енерговидільна добавка - поліпропілен та поліетилен. Таке розширення сировинної бази заявленої ЗВР є корисним, оскільки дає змогу, в залежності від конкретних умов її виробництва та застосування, виготовляти найбільш прийнятний варіант цієї 3ВР. Склад заявленої ЗВР, не є часткою рівня техніки. Відповідно, заявлена корисна модель є новою. Можливість здійснення заявленої корисної моделі доведена на спеціально виготовлених зразках (прикладах). Приклади готувалися з матеріалів, які застосовують при виготовленні нітроефіровміщуючи х 3ВР, зокрема прототипу. Випробування зразків проводилось по загальноприйнятим методикам. Рецептура та результати випробувань прикладів наведені у табл. 2 та 3 (відповідно). Як видно із табл.2 та 3, усі ці приклади відповідають існуючим нормам до 3ВР V класу, встановленим згаданими вище ТВ, при чому, як у середині (приклади 11, 12, 17), так і на межах заявлених інтервалів вмісту інгредієнтів запропонованої 3ВР. (Приклади 13-16, 18-23). 7 20005 8 Інтервали вмісту інгредієнтів заявленої 3ВР тервал встановлений з умов те хнологічної доцільвстановлені на підставі наступних даних. ності та забезпечення потрібної працездатності Нітроефіри 10,0-14,0%. Нижня межа встанов3ВР. лена, виходячи з умов забезпечення критичного Енерговидільна добавка 0,1-1,95%. Прийнятий рівня передачі детонації (приклад 14), верхня - з інтервал обумовлений техніко-економічною доціумов критичного рівня запобіжності (приклад 13). льністю. Водостійка амонійна селітра 11,0-17,0%. ІнТаблиця 2 Значення показників у прикладах 14 15 16 17 18 19 Показники 1 (прототип) 1. Рідкі нітроефіри 2. Хлорид амонію 3. Натрієва селітра 4. Водостійка амонійна селітра 5. Енерговидільна добавка - полістирол - поліпропілен - поліетилен 6. Інгібітор підпалюваності - карбонат кальцію - фосфогіпс - суміш карбонату кальцію з фосфогіпсом (1:1) 7. Водостійка добавка - NaKMЦ - борошно злаків - NaKMЦ з борошном злаків(1:1) 8. Стеарат кальцію 9. Нітроцелюлоза 13,0 25,0 36,4 Вміст інгредієнтів, мас.% 12,0 12,0 14,0 10,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12.0 25,5 25,5 25,0 15,0 30,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 38,0 38,0 41,1 39,3 36,1 36,3 36,5 38,4 36,55 38,4 36,55 38,4 36,55 15,0 15,0 15,0 11,0 17,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 2,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,1 1,95 0,1 1,95 0,1 1,95 5,0 5,0 5,0 5,0 12,0 3,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 0,7 0,3 0,7 0,3 0,7 0,3 0,7 0,3 0,7 0,3 0,7 0,3 11 12 13 20 21 22 23 5,0 2,0 2,0 2,0 0,5 5,0 0,5 5,0 2,0 0,8 0,3 0,7 0,3 0,7 0,3 1,0 0,9 0,1 0,1 1,0 0,9 0,1 0,1 0,7 0,3 Таблиця 3 Показники Значення показників у прикладах 1 (про тотип) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Результати випробувань Запобіжність - граничний заряд у кутовій мортирі, кг - у канальній мортирі Підпалюваність, П 50, г Передача детонації,CM - сухи х патронів - після замочування уводі Повнота детонації після замочування у воді Працездатність на 10-т балістичному маятнику ум. од. 0,12 0,25 0,20 0,1 0,1 0,15 0,12 0,20 0,18 0,20 0,18 0,20 0,18 0,20 Відповідають вимогам до 3ВР V класу 1,50 1,72 1,71 1,49 1,53 1,56 1,58 1,69 1,67 1,69 1,65 1,68 1,63 1,65 7-10 7-9 7-9 8-11 5 5 ³5 7-9 ³5 ³5 ³5 ³5 ³5 ³5 3-4 5-6 дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. дет. 1,0 1,0 1,01 0,99 0,93 1,0 0,99 1,0 0,96 0,99 0,95 0,98 0,95 0,98 Примітка. Риски у таблицях означають, що відповідний інгредієнт у складі прикладу відсутній або показник не визначався. 9 20005 Встановлені інтервали вмісту інгібітору підпалюваності, водостійкої добавки, стеарату кальцію або цинку та нітроцелюлози е загальноприйнятими для цих інгредієнтів, у виробництві 3ВР, подібних до заявленої, у тому числі з технологічних та техніко-економічних причин (можливості дозування іт.і.). Заявлена 3ВР може виготовлятися по існую Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський 10 чий технології виробництва нітроефіровміщуючих 3ВР на наявному в Україні обладнанні, яке використовується для цієї мети. Оскільки у заявленій ЗВР досягнуто зниження вартості без погіршання показників, які визначають її ефективність та безпеку, застосування цієї 3ВР буде сприяти підвищенню техніко-економічного рівня підривних робіт. Підписне Тираж 26 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