Спосіб виготовлення вибухової суміші грануліт км (1)

Спосіб виготовлення вибухової суміші із аміачної селітри і рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, що включає додавання компонентів в заданому співвідношенні, змішування їх і обробку підвищеним не менше 5 ата тиском стиснутого повітря, який відрізняється тим, що заданий об'єм подрібненої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або аміачної селітри ЖВК, або гранульованої аміачної селітри, або їх суміші, змішують з заданим об'ємом рідкого енергоносія 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 вибухової речовини із аміачної селітри і рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, в якому шляхом використання при виготовленні вибухової суміші заданого об'єму дизельного палива, як при поданні його, так і при змішуванні компонентів до закінчення процесу виготовлення вибухової суміші, за рахунок забезпечення максимально можливого збереження заданого розрахункового кисневого балансу співвідношення компонентів аміачної селітри, дизельного палива, залізорудного концентрату, або суріку залізного, або феросиліцію, або порошку алюмінію вторинного, кварцового (річкового) піску відповідно, досягають: підвищення ефективності технології з її спрощенням і зниженням енергетичних витрат при забезпеченні достатньої швидкості детонації, стійкості працездатності вибухової речовини при вибусі із збереженням розрахункового кисневого балансу близького до нуля. Поставлене завдання досягається тим, що у відомому способі виготовлення вибухової речовини із аміачної селітри і рідкого енергоносія, наприклад дизельного палива, що включає дозування компонентів в заданому співвідношенні і змішування їх і обробку підвищеним не менше 5 ата тиском стиснутого повітря, відносно винаходу: заданий об'єм подрібненої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або аміачної селітри ЖВК, або гранульованої аміачної селітри, або їх суміші, змішують з заданим об'ємом рідкого енергоносія 5,0-6,0 %, наприклад дизельним паливом, або технічним маслом, або їх сумішшю, до повного вбирання порами частинок подрібненої аміачної селітри, або порами частинок аміачної селітри ЖВК, або порами гранул пористої аміачної селітри, до створення плівки натягу на молекулярному рівні на їх поверхні, або поверхні гранул аміачної селітри, або їх суміші, після змішування компонентів, до суміші додають 1-3 % від загального об'єму залізорудного концентрату, або суріку залізного, або порошку феросиліцію, або порошку алюмінію вторинного, або їх суміші, і 1-2 % кварцового (річкового) піску, і компоненти змішують до однорідної маси, при збереженні розрахункового кисневого балансу виготовленої вибухової суміші близького до нуля. Суттєвими ознаками винаходу, що заявляється є: - аміачна селітра; - рідкий енергоносій; - дизельне паливо; - дозування компонентів при атмосферному тиску; - додання до заданого об'єму подрібненої гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або селітри ЖВК, або гранульованої аміачної селітри, або їх суміші, 5,0-6,0 % від загального об'єму вибухової суміші, об'єму дизельного палива, або технічного масла, або їх суміші; 53301 4 - змішування компонентів до повного вбирання порами частинок подрібненої аміачної селітри, або порами частинок селітри ЖВК, або порами гранул пористої селітри, або їх сумішю і порами гранул аміачної селітри заданого об'єму дизельного палива; - додання до суміші компонентів 1-3 % від загального об'єму вибухової суміші, залізорудного концентрату, або суріку залізного, або порошку феросиліцію, або порошку алюмінію вторинного, або їх суміші і кварцового (річкового) піску 1-2 %; - змішування компонентів до створення однорідної суміші з розрахунковим кисневим балансом виготовленої вибухової суміші близьким до нуля. Новими суттєвими ознаками винаходу що заявляється є: - додання до заданого об'єму подрібненої гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або селітри ЖВК, або гранульованої аміачної селітри, або їх суміші, 5,0-6,0 % від загального об'єму вибухової суміші, об'єму дизельного палива, або технічного масла, або їх суміші; - додання до суміші компонентів 1-3 % від загального об'єму вибухової суміші, залізорудного концентрату, або суріку залізного, або порошку феросиліцію, або порошку алюмінію вторинного, або їх суміші і кварцового (річкового) піску 1-2 %; Указані суттєві ознаки необхідні і достатні у всіх випадках здійснення способу. Завдяки тому що до заданого об'єму подрібненої гранульованої аміачної селітри, або пористої гранульованої аміачної селітри, або селітри ЖВК, або їх суміші, додають заданий об'єм 5,0-6,0 % дизельного палива, який під впливом осмотичного тиску пор в частинках подрібненої аміачної селітри, або пористої гранульованої аміачної селітри, або частинках селітри ЖВК, або їх суміші повністю всмоктується порами, створюючи на поверхні частинок селітри плівку натягу на молекулярному рівні, це призводить до створення однорідної сипкої маси, до повної відсутності міграції дизельного палива по масі вибухової суміші, що забезпечує стабільну достатньо високу швидкість детонації по колонці свердловинного заряду, рівномірне розподілення енергії в об'ємі заряджаємої свердловини, при вибусі, значно покращує подрібнення гірської маси, призводить до зменшення витрат на буропідривні роботи, до зменшення об'єму викидів шкідливих газів в атмосферу. У випадку коли пори частинок об'єму подрібненої аміачної селітри, або пористої гранульованої аміачної селітри, або селітри ЖВК, або їх суміш не вбирають заданий об'єм дизельного палива 5,06,0 %, перенасичення дизельним паливом суміші компонентів, призводить до злипання між собой мілкодисперсних частинок порошку селітри ЖВК з утворенням грудок які мають в'язку структуру, це призводить до міграції залишку об'єму дизельного палива по колонці заряду в нижні шари. Нерівномірність розподілення енергоносія по колонці заряду, призводить до погіршення подрібнення гірських порід, в деяких випадках призводить до "праці" свердловинних зарядів в низькошвидкісному режимі, призводить до збільшення економічних витрат на буропідривні роботи, із-за нестабільної 5 швидкості детонації по колонці свердловинного заряду при вибусі, збільшується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу, екологічний стан атмосфери в районі проведення вибухових робіт погіршується. Завдяки тому що до суміші компонентів, додають 1-3 %, від загального об'єму суміші, залізорудного концентрату, із вмістом заліза 64-68 %, при детонації свердловинного заряду звільнений при розпаді частинок аміачної селітри, кисень, під впливом високої температури і тиску, миттєво вступає в хімічну реакцію із частинками заліза, що значно підвищує температуру і швидкість детонаційної хвилі колонки свердловинного заряду, значно покращується подрібнення гірських порід, знижується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу, це призводить до покращення стану атмосфери в районі проведення вибухових робіт. У випадку додання до суміші компонентів менше 1 % від загального об'єму суміші, залізорудного концентрату, частинки концентрату не щільно заповнюють об'єм виготовленої вибухової суміші, при детонації колонки свердловинного заряду, температура на фронті детонаційної хвилі незначно збільшується, швидкість детонаційної хвилі не збільшується, збільшується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу, погіршується подрібнення гірських порід. У випадку додання до суміші компонентів більше 3 % від загального об'єму залізорудного концентрату, частинки концентрату щільно насичують об'єм виготовленої вибухової суміші, вивільнений кисень при розпаді частинок аміачної селітри, не встигає повністю вступити в хімічну реакцію із частинками залізорудного концентрату, які сумісно з продуктами вибуху викидаються в атмосферу, знижується швидкість детонації, об'єм енергії вибухової реакції звільненої за одиницю часу знижується, погіршуються енергетичні показники вибухової суміші при вибусі, знижується температура вибухової реакції, погіршується подрібнення гірських порід, збільшується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу, екологічний стан атмосфери в районі проведення вибухових робіт погіршується. Сукупність відомих і нових суттєвих ознак є необхідними і достатніми у всіх випадках здійснення способу, що заявляється. Спосіб здійснення таким чином: В ємкість автозмішувача (АБС - 5) завантажується 92,5 % подрібненої гранульованої аміачної селітри і 5,5 % дизельного палива, від загального об'єму вибухової суміші, компоненти перемішують на протязі 3 хв. при кутовій швидкості ємкості 6,5 м/хв. Частина дизельного палива ~ 1 % витрачається на створення плівки натягу на поверхні частинок подрібненої гранульованої аміачної селітри, основний об'єм дизельного палива 4,5 % під впливом осмотичного тиску пор всмоктується порами частинок подрібненої гранульованої аміачної селітри, після змішування, до суміші компонентів додають 2 % від загального об’єму суміші залізорудного концентрату, і 1 % кварцового (річкового) піску і компоненти змішують 5-7 хв. До повного обволікання частинок подрібненої аміачної селітри, насичених дизельним паливом, мілкодисперс 53301 6 ними частинками залізорудного концентрату, частинками піску. Виготовлена таким способом вибухова суміш має в'язкувату сипку структуру підвищеної щільності – 0,95-1,0 г/см що значно збільшує енергонасиченість вибухової суміші на одиницю заряджаємої свердловини. Виготовлену вибухову суміш розфасовують в поліетиленові мішки, відвантажують для зберігання на складі ВР, або завантажують в автомашини і транспортують до місця проведення вибухових робіт. При виготовлені вибухової речовини до заданого об'єму подрібненої гранульованої селітри, або пористої гранульованої аміачної селітри, або аміачної селітри ЖВК, для збільшення сипучості і зменшення злежуваності, виготовленої вибухової суміші, може додаватись заданий об'єм гранульованої аміачної селітри. Експериментально встановили, що створена плівка дизельного палива на поверхні частинок подрібненої гранульованої аміачної селітри, пористої гранульованої аміачної селітри, гранул і частинок селітри ЖВК перешкоджає утворенню кристалічних містків в масі вибухової суміші, що перешкоджає злежуванню виготовленої вибухової суміші і забезпечує зберігання її в поліетиленових мішках на складі вибухових речовин із збереженням сипкої якості. Експериментально доведено, що насичені дизельним паливом, під впливом осмотичного тиску в порах, обволочені дизельним паливом, частинки подрібненої аміачної селітри, аміачної селітри ЖВК, при зберіганні, не змінюють хімічну структуру. Як показав експеримент, виготовлена запропонованим способом вибухова суміш стійко сприймає ініціюючий імпульс від вибуху шашки Т400Г і через 60 діб її зберігання в поліетиленових мішках на складі вибухових речовин. За рахунок підвищеної щільності -0,95-1,0 г/см3, наявності в складі вибухової суміші 1-3 % залізорудного концентрату, 1-2 % кварцового (річкового) піску-як сенсібілізатора вибухової суміші, при вибусі, сприяє підвищенні швидкості детонації, збільшенні енергонасиченості на одиницю заряджаємої свердловини. Виготовлена запропонованим способом вибухова суміш застосовується для дробіння гірських порід кріпкістю до 20 балів по шкалі проф. Протод'яконова. При ініціюванні заряду виготовленої вибухової суміші, на фронті детонаційної хвилі, під дією високої температури і тиску миттєво розкладаються частинки аміачної селітри, звільнюючи кисень який миттєво реагує з парами дизельного палива, температура, тиск, на фронті детонаційної хвилі зростає, частина кисню що не вступила в хімічну реакцію з парами дизельного палива, миттєво окислює мілкодисперсні частинки залізорудного концентрату, температура, тиск на фронті детонаційної хвилі значно збільшуються, на ребрах частинок піску, концентрується вибухова енергія, частинки піску концентруючи на своїх ребрах вибухову енергію, підвищують температуру і швидкість вибухової реакції, глибина детонаційного фронту зменшується, за одиницю часу значно більше вивільнюється вибухової енергії, швидкість детонаційної 7 хвилі зростає, зростають вибухові показники виготовленої суміші при вибусі. Використання подрібненої гранульованої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або селітри ЖВК, або їх суміші, або суміші з гранульованою аміачною селітрою, використання кварцового (річкового) піску-як сенсибілізатора вибухової суміші, підвищує щільність колонки свердловинного заряду до 0,95-1,0 г/см3, при цьому суттєво збільшується швидкість детонації - до 4,8 км/с, збільшується питома об'ємна енергія свердловинного заряду на одиницю об'єму заряджаємої свердловини, зменшується об'єм викидів шкідливих газів в атмосферу, повніше використовується енергетичний потенціал компонентів вибухової суміші. Вибухову суміш, виготовлену запропонованим способом в кількості 10 кг зберігали на складі вибухових речовин в поліетиленовому мішку протягом 6 місяців. Після зберігання візуальний огляд тари, проби на сипкість, показали, що вибухова суміш зберегла сипку структуру, без наявності грудок, із-за створеної плівки натягу дизельного палива на поверхні гранул, частинок порошку аміачної селітри ЖВК, кристалічні містки не створились, структура сипка, суха, міграції дизельного палива по масі вибухової суміші не відбулося. Після зберігання вибухової суміші на протязі 6 місяців, для визначення чутливості вибухової суміші до початкового імпульсу, провели експеримент, на полігоні було заряджено вибуховою сумішшю і підірвано дві поліетиленові труби Ø 115 мм довжиною 700 мм. Заряди в трубах по 5 кг в кожній ініціювали однією тротиловою шашкою Т-400Г, тротилові шашки ініціювали детонуючим шнуром ДТИЕ-9, після вибуху, і огляду місць встановлення зарядів, вияснили, заряди ВС вибухнули повністю, в ґрунтовій основі полігону вибиті отвори Ø 350380мм, глибиною 200-250 мм. Аналіз результату дослідів показав: - після збереження вибухової суміші на складі ВВ в поліетиленових мішках на протязі 6 місяців, виготовлена вибухова суміш не злежується, має сипку структуру, може бути використана для заряджання свердловин механізованим способом; - чутливість вибухової суміші до початкового імпульсу від тротилової шашки Т-400Г після зберігання на протязі 6 місяців не зменшується. Приклад Для визначення придатності вибухової суміші для проведення вибухових робіт по породам різної кріпкості виготовили 2000 кг вибухової суміші Грануліт КМ(1). В бункер автозмішувача АБС-5 завантажили 300 кг гранульованої аміачної селітри ДЕСТ2-85, 1530 кг подрібненої гранульованої аміачної селітри і 110 кг дизельного палива, компоненти змішували 2-3 хв при кутовій швидкості 6,5 об/хв. За час змішування на поверхні гранул створилась плівка натягу на молекулярному рівні, пори малопористого верхнього шару гранул під впливом осмотичного тиску всмоктали частину об'єму дизельного палива, більша частина об'єму дизельного палива була повністю, під впливом осмотичного тиску пор частинок подрібненої селітри, була всмоктана порами частинок подрібненої гранульованої аміачної 53301 8 селітри, при змішуванні компонентів на поверхні гранул аміачної селітри, частинок подрібненої селітри, насичених дизельним паливом, створена плівка натягу з дизельного палива на молекулярному рівні. Після змішування компонентів, до суміші додали 40 кг залізорудного концентрату, і 20 кг кварцового (річкового) піску, і суміш компонентів продовжили змішувати напротязі 5-7 хв, за цей час, мілко дисперсні частинки залізорудного концентрату рівномірно обволікли поверхню гранул аміачної селітри, заповнили міжгранульний простір, частинки піску, обволочені плівкою дизельного палива рівномірно розподілились на поверхні гранул і в масі вибухової суміші. Після закінчення перемішування компонентів, створилась сипка, зволожена, в'язкувата вибухова суміш. Виготовлену вибухову суміш завантажили в поліетиленові мішки по 30 кг в кожний і здали на склад для зберігання. Після 8 днів зберігання, 2000 кг виготовленої вибухової суміші вивезли на заряджаємий блок і зарядили в 33 шт свердловин по 60 кг ВС в кожну. На заряджаємому блоці було вибурено 120 шт. свердловин глибиною по 6 м діаметром 160 мм, по вісім свердловин в кожному ряду, на відстані 4 м між свердловинами і 5м між рядами свердловин, кріпкість порід становила 12÷14 балів по шкалі проф. Протод'яконова. Колонку заряду вибухової суміші кожної свердловини, ініціювали тротиловою шашкою Т-400Г комутація свердловин виконана детонаційним шнуром ДШЕ-9, кожна секція свердловин вибухала із затримкою 20 мл/сек. Виготовленою вибуховою речовиною, зарядили ¼ частину блоку. Після вибуху блоку, з'ясували: всі свердловини вибухнули повністю, висота розрихленої породи 1,5-2,5 м, гірська порода подрібнена рівномірно. Для визначення працездатності, швидкості детонації в залежності від терміну зберігання, виготовили 40 кг вибухової суміші. Розфасували ВС в 8 шт поліетиленових труб діаметром 115 мм довжиною 700 мм по 5кг в кожну, після 10, 30, 40 і 60 днів зберігання, поліетиленові труби з зарядом ВС, встановлювали вертикально по центру на металеву пластину розміром 400×400 мм товщиною 5 мм. Після вибуху кожного заряду і огляду місця вибуху, з'ясували: металеві пластини повністю пробиті в усіх випадках, отвори діаметром 200-220 мм, розміри виїмок в ґрунті полігону становили Ø 180-240 мм глибиною 180-200 мм. При вибусі зарядів, спостерігалась швидкість детонації до 4,8 км/сек, питома витрата вибухової суміші витрачена на 1м3 при проведенні масового вибуху становила 0,5кг/м3. В порівнянні з прототипом видно, що швидкість детонації заряду збільшилась до 4,8 км/сек. Для визначення працездатності, виготовили 10 кг вибухової суміші, для дробіння негабариту, в шпури Ø 40 мм, довжиною 0,5-0,7см зарядили по 0,3-0,5кг вибухової суміші, заряд якої ініціювали відрізком детонуючого шнура ДШЕ-9 з вузлом. Після вибуху, з'ясували: всі шпурові заряди вибухнули, працездатність вибухової суміші становила 2,7 м/кг. Аналіз результатів проведених експериментів показав, що виготовлена вибухова суміш може 9 53301 застосовуватись для проведення вибухових робіт в сухих та зволожених свердловинах, в гірських породах кріпкістю до 20 балів по шкалі проф. Протод'яконова, може використовуватись для дробіння негабариту методом шпурових зарядів. При застосуванні винаходу що заявляється досягається: спрощення технології виготовлення вибухової суміші, із зниженням енергетичних та економічних витрат, збільшення швидкості детонації при вибусі, працездатності, за рахунок збереження максимально можливого заданого розрахункового кисневого балансу, та співвідношення компонентів: заданого об'єму подрібненої гранульованої аміачної селітри, гранульованої аміачної селітри, залізорудного концентрату, кварцового (річкового) піску, та дизельного палива, як при поданні його при контакті з частинками подрібненої аміачної селітри, гранулами аміачної селітри, так і до закінчення процесу виготовлення вибухової суміші. Технічний результат досягається в зв'язку з тим, що: заданий об'єм подрібненої аміачної селітри, або пористої аміачної селітри, або аміачної селітри ЖВК, або гранульованої аміачної селітри, або їх суміші, змішують з заданим об'ємом рідкого енергоносія 5,0-6,0 %, від загального об'єму суміші, наприклад дизельним паливом, або технічним маслом, або їх сумішшю, до повного вбирання порами частинок подрібненої аміачної селітри, або порами частинок аміачної селітри ЖВК, або пора Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 10 ми гранул пористої аміачної селітри, або їх суміші, до створення плівки натягу на молекулярному рівні на їх поверхні, або поверхні гранул аміачної селітри, або їх суміші, після змішування компонентів, до суміші додають 1-3 % від загального об'єму залізорудного концентрату, або суріку залізного, або порошку феросиліцію, або порошку алюмінію вторинного, або їх суміші, і 1-2 % кварцового (річкового) піску, і компоненти змішують до однорідної маси, при збереженні розрахункового кисневого балансу виготовленої вибухової суміші близького до нуля. Додання до компонентів вибухової суміші залізорудного концентрату, або суріку залізного, або порошку феросиліцію, або порошку алюмінію вторинного, кварцового (річкового) піску - як сенсибілізатора, покращує вибухові показники виготовленої вибухової суміші. При виготовленні вибухової суміші Грануліт КМ (1) використовуються сорта аміачної селітри що виготовляються вітчизняною промисловістю, використовуються механізми для виготовлення вибухової суміші, та зарядна техніка для заряджання свердловин, шпурів як на відкритих розробках корисних копалин, так і видобувних підприємствах підземним способом, яка використовується для заряджання штатних вибухових речовин. Література: «Справочник взрывника» под общ. ред. проф. Б.Н. Кутузова. Москва «Недра» 1988 г. Підписне Тираж 26 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