Спосіб виготовлення вибухової суміші грануліт

Спосіб виготовлення вибухової суміші із аміачної селітри, рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, який включає: дозування компонентів в заданому співвідношенні, змішування їх при атмосферному тиску, який відрізняється тим, що заданий об'єм гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри, або їх суміші, змішують з заданим об'ємом порошку матеріалу вуглецевмісного, або порошку коксу, або порошку вугілля, і 1 %, від загального об'єму суміші, кварцового (річкового) піску, до суміші додають заданий об'єм рідкого енер 3 лення вибухової речовини, крім того сам процес насичення гранул маси аміачної селітри дизельним паливом ускладнює технологію виготовлення вибухової суміші із значними енергетичними витратами. Завданням корисної моделі є: розробка способу виготовлення дешевої безтротилової вибухової суміші із аміачної селітри і рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, порошку твердого енергоносія, в якому шляхом використання при виготовленні вибухової суміші заданого об'єму дизельного палива, порошку твердого енергоносія, кварцового (річкового) піску, як при поданні так і при змішуванні компонентів, до закінчення процесу виготовлення вибухової суміші, за рахунок забезпечення максимально можливого збереження заданого розрахункового кисневого балансу вибухової суміші, компонентів: гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої гранульованої аміачної селітри, дизельного палива, порошку матеріалу вуглецевмісного, (відходів графітної промисловості), твердого енергоносія, кварцового (річкового) піску, відповідно досягають: - підвищення ефективності технології, з її спрощенням, та зниженням економічних витрат, при забезпеченні підвищеної щільності, енергонасиченості на одиницю об'єму заряджаємої свердловини, стійкості, працездатності, та підвищеної швидкості детонації вибухової суміші при вибуху. Поставлене завдання досягається тим що: у відомому способі виготовлення вибухової суміші із аміачної селітри, рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, що включає: дозування компонентів в заданому співвідношенні, змішування їх, при атмосферному тиску, відносно корисної моделі: заданий об'єм гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри, або їх суміші, змішують їх з заданим об'ємом порошку матеріалу вуглецевмісного, або порошком коксу, або порошку вугілля, 1%, від загального об'єму суміші, кварцового (річкового) піску, до суміші додають заданий об'єм рідкого енергоносія, наприклад, дизельного палива, або технічного мастила, або керосину, або їх суміші, компоненти змішують до однорідної маси, до повного вбирання рідкого енергоносія порами гранул аміачної селітри, або порами гранул пористої селітри, або порами частинок подрібненої аміачної селітри, і створення плівки натягу на молекулярному рівні, на поверхні гранул аміачної селітри, або гранулах пористої аміачної селітри, або частинках подрібненої селітри, на поверхні частинок порошку матеріалу вуглецевмісного, або на поверхні частинок піску, до суміші додають заданий об'єм порошку залізного сурику, або залізорудного концентрату, або порошку прокатної окалини, або порошку феросиліцію, і компоненти вибухової суміші змішують до однорідної маси із збереженням кисневого балансу виготовленої вибухової суміші близькому до нуля. Суттєвими ознаками корисної моделі що заявляється є: - аміачна селітра; - рідкий енергоносій; 42630 4 - дозування компонентів в заданому співвідношенні; - змішування заданого об'єму гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри, або їх суміші із заданим об'ємом, порошку матеріалу вуглецевмісного, або порошку коксу, або порошку вугілля; - додання до суміші 1% від загального об'єму, кварцового (річкового) піску; - додання до суміші компонентів заданого об'єму рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, або технічного мастила, або керосину, або їх суміші; - додання до суміші компонентів заданого об'єму порошку залізного сурику, або залізорудного концентрату, або порошку прокатної окалини, або порошку феросиліцію; - змішування компонентів до однорідної маси із збереженням розрахункового кисневого балансу виготовленої вибухової суміші близьким до нуля. Новими суттєвими ознаками є: - змішування заданого об'єму гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри,або їх суміші, із заданим об'ємом порошку вуглецевмісного матеріалу, або порошку коксу, або порошку вугілля; - додання до суміші компонентів 1-%, від загального об'єму, кварцового (річкового) піску; - додання до суміші компонентів порошку залізного сурику, або залізорудного концентрату, або порошку прокатної окалини, або порошку феросиліцію із збереженням розрахункового кисневого балансу виготовленої вибухової суміші близькому до нуля. Завдяки тому що заданий об'єм гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри, або їх суміші, змішують з заданим об'ємом порошку матеріалу вуглецевмісного виготовлена вибухова суміш не злежується, частинки порошку матеріалу вуглецевмісного при змішуванні з гранульованою аміачною селітрою рівномірно обволікають гранули аміачної селітри, гранули пористої, частинки подрібненої аміачної селітри, маючи низьку питому вагу вони прилипають до плівки натягу створеної із рідкого енергоносія на поверхні гранул. Низька питома вага частинок порошку матеріалу вуглецевмісного забезпечує значно якісніше перемішування компонентів вибухової суміші за короткий час, що дає можливість виготовляти вибухову суміш в транспортно-змішувальних зарядних автомашинах при заряджанні свердловин. Низький коефіцієнт тертя між частинками порошку матеріалу вуглецевмісного рівномірне розподілення його по масі вибухової суміші, забезпечує високу сипкість, це призводить до відсутності налипання вибухової суміші як в бункері транспортно-зарядних машин так і на стінках транспортуючих трубопроводів при заряджанні свердловин як на поверхні так і в підземних умовах при транспортуванні вибухової суміші стиснутим повітрям. Якісне змішування компонентів вибухової суміші за більш короткий час підвищує продуктивність технологічних механізмів, покращуються енергетичні показники виготовлення вибухової суміші при 5 вибуху, забезпечується рівномірність розподілення вибухової енергії по колонці свердловинного заряду, покращується подрібнення гірських порід, знижується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу. У випадку відсутності в складі вибухової суміші заданого об'єму порошку матеріалу вуглецевмісного, час приготування вибухової суміші збільшується, знижується продуктивність технологічного обладнання. Відсутність матеріалу вуглецевмісного в складі вибухової суміші, із за проявів злежуваності компонентів, призводить до зменшення часу збереження вибухової суміші на складах вибухових матеріалів, низька якість змішування при використанні для приготування вибухової суміші в транспортно-змішувальних зарядних машинах призводить до нерівномірного розподілення вибухової енергії при вибуху колонки свердловинного заряду, погіршується подрібнення гірських порід, збільшується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу в районі проведення вибухових робіт. Завдяки тому, що в складі вибуховій суміші використовують кварцовий (річковий) пісок 1% від об'єму суміші, завдяки високій кріпкості частинок піску, на фронті детонаційної хвилі на ребрах частинок концентрується вибухова енергія яка підживлює детонаційну хвилю, підвищує її швидкість що покращує енергетичні показники вибухової суміші при вибуху, підвищує енергонасиченість колонки свердловинного заряду на одиницю об'єму, що покращує подрібнення гірських порід, знижується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу. У випадку зниження об'єму кварцового (річкового) піску в об'ємі вибухової суміші менше 1%, ефект сенсибілізації вибухової суміші на фронті детонаційної хвилі знижується, знижується швидкість детонації, знижується температура вибухової реакції, це призводить до неповного згорання компонентів на фронті детонаційної хвилі, знижується енергонасиченість вибухової суміші. У випадку збільшення об'єму кварцового (річкового) піску в об'ємі вибухової суміші більше 1% частинки піску насичують об'єм вибухової суміші, ефект сенсибілізації знижується, так як пісок, інертний матеріал, перенасичення інертним матеріалом складу вибухової суміші призводить до зниження швидкості детонації свердловинного заряду, або до повного затухання детонації колонки заряду вибухової суміші. Детонація колонки свердловинного заряду в низько-швидкісному режимі призводить до погіршення якості подрібнення гірських порід, збільшення об'єму викидів шкідливих газів в атмосферу. Завдяки тому, що в складі вибухової суміші використовують як енергоносій, високодисперсний порошок залізного концентрату, який має в своєму складі до 67% окисного заліза, при детонації свердловинного заряду, залізо миттєво вступає в реакцію з вивільненим киснем що з'являється при хімічному розкладі гранул аміачної селітри, під впливом високого тиску і температури, температура на фронті детонаційної хвилі зростає, компоненти вибухової суміші миттєво згорають, швидкість детонації підвищується, покращується подрібнен 42630 6 ня гірських порід, знижується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу. У випадку відсутності в складі вибухової суміші залізного сурику, швидкість детонації, енергонасиченість вибухової суміші на одиницю об'єму заряджаємої свердловини знижується, знижується швидкість детонації, погіршується подрібнення гірських порід при вибуху колонки свердловинного заряду, погіршується екологічний стан атмосфери в районі проведення вибухових робіт. Використання відходів графітної промисловості при виготовленні вибухових сумішей, забезпечує їх утилізацію, розрахунок кисневого балансу складу компонентів вибухової суміші близького до нуля забезпечує мінімізацію впливу шкідливих газів вибуху на навколишнє середовище. Суттєвість відомих і нових ознак є необхідним і достатнім у всіх випадках здійснення заявляємого способу. Приклад. Виготовлена запропонованим способом вибухова суміш має наступне співвідношення компонентів у відсотках по масовій частці: - гранульована аміачна селітра -71,2% - подрібнена гранульована аміачна селітра -15% - вуглецевмісний матеріал -5% - дизельне паливо -1,8% - річковий пісок -1% - залізний сурик -2% Основою розрахунку співвідношення компонентів виготовленої вибухової суміші є співвідношення об'єму порошку матеріалу вуглецевмісного і дизельного палива, що забезпечує кисневий баланс виготовленої вибухової суміші близьким до нуля. Критерієм оптимальності вибухової речовини що заявляється є значне зниження економічних витрат на виготовлення вибухової суміші, достатній критичний діаметр відкритого заряду і в міцній оболонці, близький до нульового кисневий баланс, підвищена розрахункова теплота вибуху, збільшений об'єм газів вибуху, підвищеній швидкості детонації, що значно покращує подрібнення гірських порід, розширює сферу застосування вибухової суміші. Спосіб виготовлення і дія вибухової суміші що заявляється. В бункер автозмішувача (АБС-5), завантажують гранульовану аміачну селітру в кількості1504кг; подрібнену гранульовану аміачну селітру 300кг; 20кг - піску (річкового); 100кг матеріалу вуглецевмісного, і 36кг дизельного палива, компоненти вибухової суміші перемішують в бункері авто змішувача 5-7 хвилин до повного вбирання порами поверхні гранул аміачної селітри, порами частинок порошку матеріалу вуглецевмісного, порами частинок порошку подрібненої селітри, об'єму дизельного палива, до створення на поверхні частинок піску, частинок порошку матеріалу вуглецевмісного, та поверхні гранул аміачної селітри плівки натягу дизельного палива на молекулярному рівні, до суміші компонентів, додають 40кг залізорудного концентрату і компоненти змішують 5-7 хвилин до однорідної маси. При змішуванні компонентів, час 7 тинки залізного сурику, рівномірно обволікають поверхню гранул аміачної селітри, прилипають до її поверхні, рівномірно перемішуються з об'ємом порошку подрібненої аміачної селітри, порошком матеріалу вуглецевмісного та частинками річкового піску. Створена вибухова суміш має темно-сірий колір, з гранулами аміачної селітри, сипку субстанцію, щільністю 0,95гр/см. Виготовлену вибухову суміш 1960кг розфасували в поліетиленові мішки по 40кг і здали для зберігання на базисний склад вибухових матеріалів. Після зберігання вибухової суміші вподовж 22 діб, виготовлену вибухову суміш в поліетиленових мішках, оглянули, міграції дизельного палива в мішках з об'єму вибухової суміші не виявлено. Вибухову суміш в кількості 1960кг завезли на заряджаємий блок і зарядили ручним способом в 6шт. свердловин 250мм, глибиною 14 метрів кожна. При заряджанні в свердловини грудок вибухової суміші проявів злежуваності маси ВС - не виявлено. В кожну із 6шт. свердловин було заряджено по 320кг вибухової суміші. Заряджаємий блок мав 82шт. свердловин, 6шт. свердловин, із зарядами вибухової суміші по 320кг було заряджено по кінцевому ряду, 76шт. свердловин, було заряджено емульсійною вибуховою речовиною, заряди в яких становили також по 320кг. Заряди в свердловинах ініціювались двома тротиловими шашками (ЗКП-800), комутацію свердловинних зарядів блоку, виконали системою «Імпульс». Після підривання блоку виявили: колонки свердловинних зарядів вибухової суміші вибухнули повністю, висота розвалу розрихленої гірської породи в районі проведення експерименту не відрізнялась від розвалу гірської породи підірваного блоку. При відвантаженні гірської породи підірваного блоку виявили що: гранулометричний склад гірської породи в районі проведення експерименту не відрізнявся від гранулометричного складу гірської породи основної частини блоку. Аналіз результатів проведення вибухових робіт показав, що: вибухова суміш володіє достатньою швидкістю детонації, працездатністю, сипкістю, що забезпечує її використання для подрібнення гірських порід кріп кістю до 18бал. по шкалі проф. Протод'яконова, сипкість виготовленої вибухової суміші після зберігання на складі вибухових речовин вподовж 22 діб забезпечує її використання для заряджання свердловин механізованим способом з використанням транспортно-зарядних машин МЗ-8. Виготовлена вибухова суміш має сипку структуру, при заряджанні в свердловину, не пилить, має ледь відчутний запах дизельного палива, ГДК (гранично допустима концентрація) компонентів вибухової суміші в робочій зоні оператора зарядної машини, при заряджанні свердловин нижча в два рази від санітарних норм. Для проведення експерименту на визначення стійкості, працездатності вибухової суміші в полігонних умовах, 40кг із виготовленої партії вибухової суміші розфасували в поліетиленові пакети по 6,1кг в кожний, поклали на складі для зберігання вибухових матеріалів. Через 20, 40, 60 діб зберігання, візуально оглядали пакети, брали дві проби вибухової суміші, засипали в поліетиленові труби 42630 8 о 115мм довжиною 600мм, встановлювали вертикально на ґрунтовій основі полігону, заряд в кожній поліетиленовій трубі підривали тротиловою шашкою Т-400 і відрізком детонуючого шнура ДШЕ-9. Проведені досліди показали що: - заряди вибухової суміші в поліетиленових трубах після зберігання 20, 40, 60 діб сприймають ініціюючий імпульс і детонують повністю; - проявів злежуваності вибухової суміші на протязі 60-ти діб зберігання - не виявлено; - після кожного вибуху, обстеження місць встановлення зарядів на поверхні ґрунту полігону, виявлено воронки глибиною 20-30см діаметром 50-60см. Після аналізів результатів експерименту прийшли до висновку що: працездатність, енергоємність, сприйняття ініціюючого імпульсу виготовленої вибухової суміші строком зберігання до 3-х місяців не змінюється, міграції дизельного палива по масі вибухової суміші не відбувається. Висока стабільність вибухової суміші забезпечується тим що, малий об'єм дизельного палива 1,8-2% від загального об'єму виготовленої вибухової суміші, частково всмоктується мало пористим верхнім шаром гранул аміачної селітри, порами частинок подрібненої аміачної селітри, порами частинок матеріалу вуглецевмісного, витрачається на обволікання поверхні частинок річкового піску, частинок залізного сурику. Вміст в вибуховій суміші річкового піску забезпечує: високу чутливість виготовленої вибухової суміші яка сприймає початковий імпульс від тротилової шашки Т-400, а також від патрону амоніту 6ЖВ Æ 32 вагою 250гр; підвищену швидкість детонаційної хвилі, що при вибуху колонки свердловинного заряду, сприяє більш кращому подрібненню гірських порід. При ініціюванні колонки свердловинного заряду на фронті детонаційної хвилі під дією високої температури і тиску частинки подрібненої аміачної селітри, пори яких заповнені дизельним паливом, миттєво стискаються, розкладаються з вивільненням кисню, пари дизельного палива вступають в реакцію з киснем, температура на фронті детонаційної хвилі зростає під впливом тиску і температури руйнуються розкладаються гранули аміачної селітри також звільнюючи кисень який вступає в реакцію з частинками порошку матеріалу вуглецевмісного, і частинками порошку залізного сурику, які вступають в реакцію з киснем і згорають, підвищуючи температуру на фронті детонаційної хвилі. Висока температура, тиск, концентрація енергії на ребрах частинок піску, забезпечують достатню швидкість детонації колонки свердловинного заряду, завдяки наявності річкового піску в складі вибухової суміші, за короткий час на одиницю об'єму заряджаємої свердловини, збільшується звільнення енергії, енергія динамічних хвиль напруги в гірському масиві, при вибуху колонки свердловинного заряду зростає, зростає швидкість і об'єм розвитку тріщин в гірському масиві, продукти детонації з високим тиском і температурою, розширюють тріщини, подрібнюють гірську породу, розрихляють її структуру, покращується подрібнення гірських порід, зменшуються економічні ви 9 42630 трати на подрібнення «негабариту», зменшуються економічні витрати на відвантаження гірської породи з підірваного блоку. Висока чутливість виготовленої вибухової суміші до початкового імпульсу покращені вибухові характеристики, висока енергонасиченість і працездатність вибухової суміші при значно низькій собівартості, дозволяє використовувати її для підривання гірських порід кріпкістю до 18бал. по шкалі проф. Протод'яконова, як методом свердловинних так і шнурових зарядів. Висока сипкість, близький до нуля розрахунковий кисневий баланс дозволяє використовувати її для заряджання свердловин механічним способом як при проведенні вибухових робіт на гірничодобувних підприємствах, в умовах кар'єру, так і в умовах шахт. Роздільне виготовлення промпродукту (ПП) що складається, наприклад: із 5%, від загального об'єму виготовленої суміші, матеріалу вуглецевмісного, 2% - залізного сурику, 1% річкового піску, який фасують в поліетиленові мішки, і доставляють до змішувальних пунктів дозволяє виготовляти вибухову суміш безпосередньо на місцях проведення вибухових робіт методом змішування доставлених компонентів (промпродукту) з заданим об'ємом гранульованої аміачної селітри -90% і 2% дизельного палива, що значно спрощує технологію виготовлення вибухової суміші. Використання відходів графітної промисловості - матеріалу вуглецевмісного, як компонента вибухових речовин, забезпечує його утилізацію, при розрахунковому кисневому балансі компонентів вибухової суміші при вибуху близькому до нуляповне його згорання. При застосуванні вибухової суміші що заявляється, для проведення вибухових робіт досягається: утилізація відходів графітної промисловості, максимально можливе збереження розрахункового кисневого балансу вибухової суміші, близького до нуля, спрощення технологічного процесу виготовлення вибухової суміші, із зниженням економі Комп’ютерна верстка C.Чулій 10 чних витрат, за рахунок використання дешевих компонентів, при виготовленні вибухової суміші та збереження максимально можливого заданого співвідношення об'ємів гранульованої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, та розрахункового об'єму дизельного палива, розрахункового об'єму порошку енергоносія, наприклад матеріалу вуглецевмісного, залізного сурику, або залізорудного концентрату, або порошку прокатної окалини, або феросиліцію, та річкового піску - як сенсибілізатора вибухової суміші, які подають при контакті із гранулами аміачної селітри, або подрібненої, або пористої аміачної селітри. Технічний результат досягається в зв'язку з тим що: заданий об'єм гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або подрібненої аміачної селітри, або їх суміші, змішують з заданим об'ємом порошку матеріалу вуглецевмісного, або порошку коксу, або порошку вугілля, і 1% від загального об'єму суміші кварцового річкового піску, до суміші додають заданий об'єм рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, або технічного мастила, або керосину, або їх суміші, компоненти змішують до однорідної маси, до повного вбирання об'єму рідкого енергоносія порами гранул аміачної селітри, або порами гранул пористої селітри, або порами частинок подрібненої аміачної селітри і створені плівки натягу на молекулярному рівні, на поверхні гранул аміачної селітри, або на поверхні гранул пористої аміачної селітри, або на поверхні частинок подрібненої аміачної селітри, на поверхні частинок порошку матеріалу вуглецевмісного, поверхні частинок піску, до суміші компонентів додають заданий об'єм порошку залізного сурику, або залізорудного концентрату, або порошку прокатної окалини, або порошку феросиліцію, або їх суміші, і компоненти вибухової суміші змішують до однорідної маси із збереженням розрахункового кисневого балансу виготовленої вибухової суміші близького до нуля. Підписне Тираж 28 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