Емульсійна вибухова речовина

Реферат: UA 75256 U UA 75256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до промислових вибухових речовин емульсійного типу без бризантного сенсибілізатора, які застосовуються для проведення підривних робіт на відкритих роботах та у підземних виробках шахт, безпечних за газом та пилом. Відома емульсійна вибухова речовина, яка містить емульсію (матрицю) типу "вода в олії", що складається з рідкого пального, емульгатора, стабілізатора емульсії, і окислювача, який складається з води, селітри аміачної, селітри натрієвої (і/або кальцієвої), хлориду натрію (і/або калію) як інгібітор спалаху метану, та сенсибілізатор, за який використовуються скляні мікросфери або нітрит натрію (Патент UA № 43387, МПК 8 С06В 27/00, С06В 31/02, опубліковано 10.08.2009). Відома емульсійна вибухова речовина має відносно низьку енергію вибуху, що викликано високим вмістом інертних компонентів (води та хлориду натрію і/або калію) у складі окислювача. Крім того, у складі продуктів вибуху утворюється підвищена кількість оксидів азоту. Найбільш близьким аналогом є емульсійна вибухова речовина, до складу якої входить емульсія (матриця) типу "вода в олії", що містить рідке пальне, тверде пальне, емульгатор, стабілізатор емульсії й окислювач, що складається з води, селітри аміачної, селітри натрієвої (або кальцієвої), і сенсибілізатор, як сенсибілізатор використовуються скляні мікросфери або нітрит натрію, і каталізатор повноти реакції, за який використовується хлорид натрію (Патент UA № 47253, МПК 8 С06В 27/00, С06В 31/02, опубліковано 25.01.2010). Загальними ознаками для найближчого аналога та заявленої емульсійної вибухової речовини є наявність у їх складі наступних компонентів: аміачна селітра, натрієва селітра, хлорид натрію, вода, рідке пальне, тверде пальне, емульгатор, стабілізатор емульсії, скляні мікросфери або нітрит натрію. Найбільш близький аналог має відносно низьку енергію вибуху, що викликано високим вмістом води у складі окислювача. Крім того, якщо як тверде пальне застосовується алюмінієвий порошок, то значно збільшується небезпечність виробництва та зберігання такої емульсійної вибухової речовини. В основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу створення промислової емульсійної вибухової речовини II класу, вибухові характеристики якої, при умові збереження екологічної чистоти вибуху, кращі ніж у найближчого аналога, що дозволяє підвищити ефективність ведення вибухових робіт. Покращення вибухових характеристик емульсійної вибухової речовини може бути досягнуто зменшенням вмісту у її складі інертного, в енергетичному плані, компонента - води. Відомо, що вміст води у складі емульсійних вибухових речовин на основі емульсій типу "вода в олії" зазвичай більший за 10 %. Тому, зменшуючи вміст води, можна досягти підвищення енергії вибуху до 10 %. Гранично низький вміст води у складі емульсійної вибухової речовини можна досягти при приготуванні її із розплаву окислювача, компонентний склад якого близький до евтектичного. У цьому випадку, незначна кількість води вводиться у розплав для запобігання кристалізації окислювача у процесі зберігання емульсійної вибухової речовини. Поставлена задача вирішується тим, що емульсійна вибухова речовина, до складу якої входить емульсія (матриця) типу „вода в олії", що містить рідке пальне, тверде пальне, емульгатор, стабілізатор емульсії й окислювач, що складається з води, селітри аміачної та селітри натрієвої, і сенсибілізатор, як сенсибілізатор використовуються скляні мікросфери або нітрит натрію, і каталізатор повноти реакції, за який використовується хлорид натрію, згідно з корисною моделлю, додатково містить у складі окислювача селітру калієву та карбамід, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: рідке пальне 1,0-6,0 тверде пальне 0,5-3,0 стабілізатор емульсії 1,0-5,0 емульгатор 1,0-4,0 карбамід 1,0-8,0 селітра аміачна 55,0-68,0 селітра натрієва 5,0-20,0 селітра калієва 7,0-10,0 хлорид натрію 0,1-1,0 вода 0,5-5,0 скляні мікросфери 0,5-4,0 або нітрит натрію 0,1-1,5. Заявлена емульсійна вибухова речовина як рідке пальне містить нафтопродукти, наприклад, мінеральну олію індустріальну або рослинну олію, або їхню суміш у будь-якому 1 UA 75256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 співвідношенні, як емульгатор містить продукт "Лубризол" - спеціальний емульгатор для виробництва емульсійних вибухових речовин, як тверде пальне містить алюміній у вигляді порошку або будь-яке інше тверде пальне, а як стабілізатор емульсії - парафін або поліізобутилен. Вказані інтервали вмісту компонентів у складі емульсійної вибухової речовини (мас. %), встановлені на підставі наведених нижче даних. Рідке пальне. Нижня межа обґрунтована необхідністю надання емульсійній вибуховій речовині певної енергії вибухового перетворення. Верхня межа встановлена необхідністю збереження кисневого балансу, який повинен бути близьким до нуля. Тверде пальне. Нижня межа встановлена виходячи з необхідності надання емульсійній вибуховій речовині енергетичних і детонаційних властивостей. Верхня межа встановлена необхідністю збереження кисневого балансу та зростанням собівартості емульсійної вибухової речовини. Стабілізатор емульсії. Нижня межа обґрунтована необхідністю надання емульсійній вибуховій речовині стабільності при зберіганні. Верхня межа обумовлена необхідністю збереження кисневого балансу. Емульгатор. Нижня межа вибрана за умови утворення стабільної емульсії. Верхня межа обумовлена зростанням собівартості емульсійної вибухової речовини. Карбамід. Нижня межа встановлена, виходячи з необхідності утворення легкоплавкого окислювача та попереджування його кристалізації при зберіганні емульсійної вибухової речовини. Верхня межа обумовлена необхідністю збереження кисневого балансу. Селітра аміачна, селітра натрієва та селітра калієва. Нижні межі вмісту даних компонентів обумовлені необхідністю введення до складу емульсійної вибухової речовини окислювачів, які є постачальниками кисню для реакцій вибухового перетворення. Верхні межі обумовлені можливістю кристалізації окислювача, що приводить до порушення структури емульсії. Хлорид натрію. Нижня межа вибрана за умови впливу на зменшення утворення токсичних газів у продуктах вибуху. Верхня межа обумовлена збереженням енергетичних характеристик емульсійної вибухової речовини. Вода. Нижня межа обумовлена необхідністю запобігання кристалізації окислювача у процесі зберігання емульсійної вибухової речовини. Верхня межа обумовлена збереженням енергетичних характеристик емульсійної вибухової речовини. Скляні мікросфери або нітрит натрію. Нижня межа встановлена, виходячи з необхідності надання емульсійній вибуховій речовині детонаційних властивостей. Верхня межа обумовлена зростанням собівартості емульсійної вибухової речовини. Для виготовлення заявленої емульсійної вибухової речовини необхідно виконати наступну послідовність операцій. Спочатку, суміш селітри аміачної, селітри натрієвої, селітри калієвої та карбаміду піддається плавленню, що приводить до утворення розплаву солей. Процес плавлення треба вести при температурі не вище 130 °C. Після повного розплавлений суміші, в отриманий розплав солей при інтенсивному перемішуванні вводиться гарячий водний розчин хлориду натрію. Температура водного розчину хлориду натрію повинна бути 88-96 °C. Температура розплаву солей повинна бути на 3-6 °C вище температури початку його кристалізації. Далі, до отриманого розплаву окислювача при активному перемішуванні додається гарячий розчин емульгатора і стабілізатора емульсії у рідкому пальному. Температура розчину емульгатора і стабілізатора емульсії у рідкому пальному повинна бути не нижче температури розплаву окислювача. Перемішування продовжується при постійній температурі до утворення стабільної емульсії. Після цього підігрів припиняється, а в отриману емульсію додається тверде пальне та скляні мікросфери або нітрит натрію. Перемішування припиняється після отримання однорідної маси. Отримана таким чином композиція являє собою емульсійну вибухову речовину. Можливість здійснення заявленої корисної моделі доведена шляхом випробувань, яким були піддані зразки емульсійної вибухової речовини, виготовленої за допомогою наведеного вище способу. Приклад. У відповідності до заявленої корисної моделі було виготовлено емульсійну вибухову речовину наступного складу, мас. %: рідке пальне 2,414 тверде пальне 0,522 стабілізатор емульсії 1,02 емульгатор 1,915 карбамід 4,348 селітра аміачна 59,970 2 UA 75256 U 5 селітра натрієва 17,134 селітра калієва 8,567 хлорид натрію 0,402 вода 1,555 скляні мікросфери 2,153. Далі були визначені величини бризантності та фугасності зразків виготовленої емульсійної вибухової речовини. Результати випробувань наведені у таблиці. Для порівняння вибухових характеристик заявленої емульсійної вибухової речовини, було виготовлено емульсійну вибухову речовину зі складом по найближчому аналогу, мас. %: рідке пальне 2,262 тверде пальне 1,051 стабілізатор емульсії 1,023 емульгатор 1,535 селітра аміачна 70,124 селітра кальцієва 11,578 хлорид натрію 0,511 вода 9,763 скляні мікросфери 2,153. Результати випробувань емульсійної вибухової речовини даного складу наведені у таблиці. Окрім цього, у таблиці наводяться розрахункові значення енергії вибуху для обох композицій емульсійної вибухової речовини. Таблиця Композиція емульсійної вибухової речовини Згідно з корисною моделлю По найближчому аналогу 10 Енергія вибуху Qv, кДж/кг 3584 3323 Бризантність, мм Фугасність, см 16,0 15,1 3 341 338 Заявлена емульсійна вибухова речовина має підвищені вибухові характеристики, при збереженні екологічної чистоти вибуху. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Емульсійна вибухова речовина, до складу якої входить емульсія (матриця) типу "вода в олії", що містить рідке пальне, тверде пальне, емульгатор, стабілізатор емульсії й окислювач, що складається з води, селітри аміачної та селітри натрієвої, і сенсибілізатор, як сенсибілізатор використовуються скляні мікросфери або нітрит натрію, і каталізатор повноти реакції, за який використовується хлорид натрію, яка відрізняється тим, що додатково містить у складі окислювача селітру калієву та карбамід, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: рідке пальне 1,0-6,0 тверде пальне 0,5-3,0 стабілізатор емульсії 1,0-5,0 емульгатор 1,0-4,0 карбамід 1,0-8,0 селітра аміачна 55,0-68,0 селітра натрієва 15,0-20,0 селітра калієва 7,0-10,0 хлорид натрію 0,1-1,0 вода 0,5-5,0 скляні мікросфери 0,5-4,0 або нітрит натрію 0,1-1,5. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 3