Спосіб газогенерації емульсій вибухових речовин

Спосіб газогенерації емульсії вибухових речовин, що включає одночасне, рівномірне, в заданому співвідношенні, подання під тиском, в камеру змішування, емульсії у вигляді потоку і реагенту - нітриту натрію, який відрізняється тим, що в камеру змішування, одночасно, рівномірно, в 3 Причинами, які перешкоджають одержанню технічного результату винаходом, який заявляється прототипом, наступні: складність технологічного процесу рівномірного розподілення і насичення об'єму потоку емульсії щільністю 1,5г/см, рідиною газогенеруючого реагента щільністю до – 1,0г/см; - високі економічні витрати на розробку документації, виготовлення, та встановлення насосу високого тиску для розпилення заданного об'єму реагенту, в об'ємі потоку емульсії; - змінення заданого кисневого балансу виготовленої вибухової речовини, за рахунок зменшення окислюючої спроможності об'єму активних речовин емульсії, які вступили в хімічну реакцію з газогенеруючим реагентом. Завданням винаходу, що заявляється, є: удосконалення технології газогенерації емульсій вибухових речовин, із зменшенням економічних витрат, шляхом забезпечення рівномірного, порційного насичення об'єму потоку газовими сферами, за рахунок рівномірного, порційного подання в потік емульсії стиснутого повітря, або повітряної суміші більш дешевого реагента, досягають: спрощення і здешевлення технології газогенерації емульсій вибухових речовин, з підвищенням енергетичних показників вибуху виготовленої вибухової речовини, збереженням розрахункового кисневого балансу, та екологічного стану атмосфери в районі проведення вибухових робіт. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі газогенерації емульсій вибухових речовин: рідину реагенту - нітрату натрію, одночасно, рівномірно в заданому співвідношенні до об'єму потоку емульсії, що знаходиться в камері змішування, під тиском подають в камеру змішування, і виготовлену вибухову суміш, по зарядному трубопроводу, подають на заряджання, згідно винаходу: в камеру змішування одночасно, рівномірно в заданому співвідношенні по трубопроводам подають емульсію, в'язкістю не менше 30 сек. (віскозиметр ВЗ-246), і через форсунки, під тиском не менше 2 ата подають стиснуте повітря, або суміш стиснутого повітря і піностворюючої рідини наприклад "Сніжок-1", або суміш стиснутого повітря і водяного розчіну: суміші порошку кальцінірованої соди, та прального порошку (або рідкого миючого засобу), або суміші стиснутого повітря і порошку розпушувача Е 500b і стабілізатора Е 450а, що дозуються відомим способом, при чьому, струмінь стиснутого повітря, в камеру змішування, подається під кутом не більше 90 до вісі напрямку руху потоку емульсії, і виготовлена вибухова суміш по зарядному трубопроводу подається на заряджання. Суттєвими ознаками винаходу є: - приготування емульсії; одночасне подання, в заданному співвідношенні, по трубопроводам в камеру змішування емульсії і рідини реагенту - нітріту натрію; 81011 4 - подання виготовленої вибухової речовини з камери змішування, по зарядному трубопроводі, на заряджання; подання одночасно, в заданому співвідношенні, в камеру змішування емульсії, в'язкістю не менше 30 сек. (віскозиметр ВЗ-246) і через форсунки стиснутого не менше 2 ата повітря; - подання одночасно, рівномірно, в заданому співвідношенні в камеру змішування емульсії: і суміші стиснутого повітря і піностворюючої рідини, (далі ПСР) наприклад "Сніжок-1", або суміші стиснутого повітря і водяного розчіну суміші порошку кальцінірованої соди і прального порошку (або рідкого миючого засобу), або суміші стиснутого повітря, порошку розпушувача Е 500b і стабілізатора 450 а, що дозуються відомим способом; - подання струменю стиснутого повітря в камеру змішування під кутом не більше 90 до вісі напрямку руху потоку емульсії. Новими суттєвими ознаками заявляемого винаходу, являються наступні: - подання одночасно, рівномірно, в заданому співвідношенні, в камеру змішування емульсії, в'язкістю не менше 30сек. (ВЗ-246) і через форсунки стиснутого не менше 2 ата повітря; - подання одночасно, рівномірно, в заданому співвідношенні, в камеру змішування емульсії: і суміші стиснутого повітря і піностворюючої поверхньо активної рідини, наприклад - "Сніжок-1", або суміші стиснутого повітря і водяного розчіну суміші порошку кальцінірованої соди і прального порошку (або рідкого миючого засобу), або суміші стиснутого повітря, порошку розпушувача Е 500b і стабілізатора Е 450а, що дозуються відомим способом; - подання струміню стиснутого повітря, в потік емульсії, під кутом не більше 90 до вісі напрямку руху потоку емульсії. Указані суттєві ознаки винаходу, що заявляється необхідні і достатні у всіх випадках здійснення заявленого способу газогенерації емульсії. Завдяки тому, що в'язкість емульсії не менша 30сек. (ВЗ-246), при поданні, рівномірно, в заданому співвідношенні, струміню стиснутого повітря, або суміші стиснутого повітря і ПСР, або суміші стиснутого повітря і реагентів, через отвори в форсунках в камеру змішування, і емульсії, що подається по трубопроводу, в камеру змішування, потоки стиснутого повітря, компонентів реагенту, з великою швидкістю перетинаються між собою із об'ємом потоку емульсії, розтинають, подрібнюють його, утворюючи в його масі капсули повітря, або газові капсули, різного об'єму, що утворились в результаті хімічної реакції між реагентом і речовиною емульсії, виготовлена вибухова речовина з камери змішування, по зарядному трубопроводу, подається на заряджання. Висока в'язкість і щільність 1,5г/см емульсії забезпечує утримання в її об'ємі капсул повітря, газових капсул, які рівномірно розподіляються в об'ємі потоку, що проходить через камеру змішування, і по колонці свердловинного заряду, що значно 5 підвищує енергетичні, вибухові характеристики виготовленої вибухової речовини, спрощує і здешевлює технологію газогенерації емульсії. У випадку, коли в'язкість емульсії менша 30сек. (ВЗ-246) створені повітряні, або газові капсули, в об'ємі емульсії, при впорскуванні стиснутого повітря або суміші стиснутого повітря і реагентів в потік емульсії, що знаходиться в камері змішування, притягуються один до одного, з'єднуються між собою, створюючи газові капсули більшого об'єму, які володіють значно більшою під'ємною силою, що допомагає їм мігрувати по колонці заряду, значно збільшуючи його щільність. Це призводить до розшарування виготовленої вибухової речовини по колонці заряду з різною не контрольованою щільністю вибухової речовини по всій її довжині, що може призвести до роботи колонки заряду в низькошвидкісному режимі детонації з можливим її затуханням, що зменшує енергетичні, вибухові характеристики, погіршує подрібнення гірничої маси, підвищує кількість викидів шкідливих газів в атмосферу, що погіршує екологічний стан навколишнього середовища. Відмови або затухання колонки свердловинного заряду призводить до підвищених економічних витрат на буропідривні роботи. Завдяки тому, що стиснуте повітря, або суміш стиснутого повітря і реагентів, в камеру змішування подається під тиском повітря не менше 2 ата, струмені стиснутого повітря, речовини реагентів, в камері змішування, з великою швидкістю перетинаються між собою, розтинають, подрібнюють потік емульсії, рівномірно насичуючи його капсулами повітря і краплинами, або частинками порошку реагенту, емульсія, в закритому, малому об'ємі камери змішування, миттєво "закипає", насинюється капсулами повітря, і краплинами реагенту, який вступає в хімічну реакцію з речовинами емульсії створюючи газові капсули, малого об'єму, що значно покращує якість виготовленої вибухової речовини, енергетичні вибухові показники ії покращуються, підвищується чутливість до початкового ініціюючого імпульсу, колонка свердловинного заряду вибухової речовини рівномірно насичується повітряними, та газовими капсулами, що сприяє повній детонації свердловинного заряду, при вибусі якого зберігається розрахунковой кисневий баланс вибухової речовини, зберігається екологічний стан навколишнього середовища в районі проведення вибухових робіт. У випадку, коли тиск струменю стиснутого повітря, що подається через форсунки в камеру змішування, менше 2 ата, висока щільність потоку емульсії -1,5 г/см, в'язкість, виключає можливість якісного розтину і подрібнення її об'єму потоком стиснутого повітря, або сумішшю стиснутого повітря і реагенту, в об'ємі потоку емульсії утворюється значно більша кількість капсул повітря великого об'єму, що забезпечує більш швидке з'єднання капсул повітря, газу, між собою і швидку міграцію їх по колонці заряду в верхні його шари. Зменшення кількості малих фракцій капсул повітря, газу, не рівномірне їх розподілення в 81011 6 об'ємі емульсії, призводить до розшарування компонентів по колонці свердловинного заряду, до погіршення енергетичних вибухових характеристик виготовленої вибухової речовини, зменшення швидкості детонації колонки заряду при вибусі, призводить до погіршення подрібнення гірничої маси, змінення розрахункового кисневого балансу вибухової речовини, погіршення екологічного стану навколишнього середовища. Завдяки тому, що струмінь стиснутого повітря і суміш реагентів подають в камеру змішування під кутом не більше 90 до вісі напрямку руху потоку емульсії, збільшений в об'ємі, насичений капсулами повітря потік виготовленої вибухової речовини, по зарядному трубопроводі з більшою швидкістю подається на заряджання, що значно підвищує продуктивність зарядної техніки, зменшує собівартість вибухових робіт. У випадку подання, в камеру змішування, струміню стиснутого повітря, суміші стиснутого повітря і реагентів, під кутом більшим 90, до напрямку руху потоку емульсії, насичена капсулами повітря, збільшена в об'ємі, виготовлена вибухова суміш створює пробку в камері змішування, яка стримує швидкість потоку, виготовлена вибухова суміш із зменшеною швидкістю, по зарядному трубопроводу подається на заряджання, що призводить до зменшення продуктивності зарядної техніки, підвищення собівартості вибухових робіт. Сукупність відомих і нових суттєвих ознак є необхідним і достатнім у всіх випадках здійснення заявленого способу. Суттєвість винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена структурна схема пристрою для здійснення способу. Пристрій складається: із бункера транспортнозарядної машини 1, люка З для завантаження емульсії в бункер транспортно-зарядної машини, камери насосу 5 для перекачування емульсії, розміщеного в днищі бункера 1 і з'єднаного з трубопроводом 11 для подання емульсії в камеру змішування 12, ємкості 2, люка 4, для завантаження заданого об'єму рідини (або порошку), реагенту в ємкість 2, камери пристрою 6, для дозування реагенту, що змонтована в днищі ємкості 2, ежекційної камери 7, що з'єднана з камерою пристрою для дозування реагенту 6, повітряного трубопроводу 8, по якому подається стиснуте повітря в ежекційну камеру, трубопроводу 9, що з'єднує ежекційну камеру 7 з камерою змішування 12, вентеля високого тиску 10, розміщеного на відрізку трубопроводу 9 перед камерою змішування 12, зарядного трубопроводу 13, для подання виготовленої вибухової речовини в свердловину. Спосіб здійснюється таким чином: В бункер 1 транспортно-зарядної машини, через люк 3 завантажують порцію емульсії, частина емульсії, під впливом власної ваги заповнює об'єм камери насосу 5, який через трубопровід 11 з'єднаний з камерою змішування 12, в ємкість 2 через люк 3, в заданому співвідношенні до об'єму емульсії в бункері транспортно-зарядної машини 1, завантажується 7 об'єм розчину, або порошку реагенту, частина об'єму реагенту, під впливом власної ваги заповнює об'єм пристрою для дозування 6, який з'єднаний з ежекційною камерою 7, що з'єднана з трубопроводом 8 для подання стиснутого повітря в ежекційну камеру, трубопроводу 9, що з'єднує ежекційну камеру з камерою зміщування 12, вентиля високого тиску 10, що розміщений в трубопроводі 9. При відкриванні вентилю 10, стиснуте повітря по трубопроводу 8 подається в ежекційну камеру 6, в яку одночасно пристрій для дозування реагенту 6, подає порцію рідини, або порошку, реагенту, під впливом ежекеції струміню стиснутого повітря, порція рідини, або порошку, реагенту, всмоктується в трубопровід 9 і у вигляді аерозолю, або суміші стиснутого повітря і порошку реагенту, через вентиль 10, подається в камеру змішування 12. Одночасно з відкриванням вентиля 10, вмикають насос 5, і емульсію з бункера 1 по трубопроводу 10, у вигляді потоку подають в камеру змішування 12, потік емульсії, і суміш стиснутого, не менше 2 ата, повітря і реагенту стикаються між собою, потік стиснутого повітря і реагенту миттєво розтинає, подрібнює потік емульсії, насичує його капсулами повітря, краплинами рідини, або частинками порошку реагенту, і направляє виготовлену вибухову речовину, з камери змішування 12, по зарядному трубопроводу 13, на заряджання. При постійно відкритому вентилю 10, і працюючому насосу 5, процес виготовлення вибухової речовини, і поданні її на заряджання, відбувається безперервно, до повного формування колонки свердловинного заряду. Процес аерації потоку емульсії, в камері змішування, відбувається безперервно, таким же способом, але без заповнення ємкості 2 речовиною реагенту, кількість подання об'єму стиснутого повітря в камеру змішування 12, регулюється вентилем високого тиску 10. Схема пристрою зображеного на фіг. 1 принципово не відрізняється від дії транспортно-зарядних машин, які застосовуються для заряджання свердловин емульсійними вибуховими речовинами. Для визначення щільності насичення об'єму емульсії газовими капсулами, було проведено експеримент: було взято три пластикові ємкості, об'ємом по 2 л. кожна, кожна ємкость заповнювалась емульсією на 1/5 її об'єму. Для визначення збільшення об'єму емульсії, в кожній ємкості, після її газогенерації, вимірювалась висота стовпа емульсії, до початку експеременту і після насичення об'єму газовими капсулами, з витримкою: - 20 хвл., - 5 годин, - 6 діб. В першу пластикову ємкість під тиском 3 ата, через дві форсунки, що розміщені на протилежних стінках ємкості, в масу емульсії тривалістю 2 сек. впорскувалось стиснуте повітря, через 20 хвилин витримки вимірювали висоту стовпа емульсії, збільшення висоти стовпа емульсії становило 13 15%, після 5 годин витримки емульсії висота стовпа емульсії становила 8-10% від початкового, вимір стовпа емульсії через шість діб показав, що збільшення стовпа емульсії утримувалось на межі 7%. 81011 8 В другу ємкість, через форсунки, під тиском 3 ата впорскували суміш стиснутого повітря і рідини"Сніжок-1", впорскування аерозолю продовжувалось також 2 секунди, ріст висоти стовпа емульсії становив -18% від початкового, через 20 хвилин витримки, вимірювали висоту стовпа емульсії, він становив 16% від початкового, після 5 годин витримки емульсії він становив 15% від початкового, через 6 діб вимірювалась висота стовпа емульсії, що становила 9% від початкової. В третю ємкість, через форсунки в об'єм емульсії впорскувалась суміш стиснутого 3 ата повітря і водяний розчін суміші кальцінірованої соди і прального порошку, суміш впорскувалась в об'єм емульсії на протязі двох секунд, на протязі яких був впорскнутий об'єм суміші у вигляді розчину в співвідношенні 1% до об'єму емульсії, що знаходилась в ємкості, ріст стовпа емульсії після перших 20 хвилин витримки становив 22%, після витримки на протязі 5 годин становив 20%, після витримки емульсії на протязі 6 діб ріст емульсії становив 11% від її початкового об'єму. Аналіз проведеного експеременту показав, що найбільш прийнятним і ефективним способом газогенерації емульсії являється спосіб впорскування водяного розчину суміші порошку кальцінірованої соди і прального порошку, при чому розчин кальцінірованої соди вступає в хімічну реакцію с компонентами емульсії, створюючі газові капсули в її об'ємі, і сумісно з створеними капсулами повітря, насичує об'єм емульсії, піностворюючі речовини прального порошку миттєво обволікають поверхню капсул повітря та газу, створюючи на їх поверхні стійку плівку, яка перешкоджає міграції повітря з капсул в об'єм емульсії. Впорскування в потік емульсії, що знаходиться в камері змішування, струменем стиснутого повітря рідини ПСР, наприклад "Сніжок-1", забезпечується також ефективна насиченість капсулами повітря об'єму емульсії, що може замінити додаткове подання в потік емульсії гранульованої аміачної селітри, або твердих повітряних сфер, що значно знижує собівартість буровибухових робіт. Проведені експерименти показали, що спосіб насичення емульсії капсулами повітря, або капсулами повітря і газу одночасно являється, технологічно простим, більш дешевим, ефективним способом газогенерації емульсії вибухових речовин. При застосуванні винаходу, що заявляється, досягається: спрощення технології газогенерації емульсій при виготовленні вибухових речовин, зменшення економічних витрат, завдяки використанню більш дешевих реагентів, та подання їх в потік емульсії, що знаходиться в камері змішування, струменем стиснутого повітря, яке подається з бортової системи автомашини, в процесі заряджання. Технічний результат досягається у зв'язку з тим, що в камеру змішування, одночасно, рівномірно, в заданому співвідношенню по трубопроводам, подають емульсію, в'язкістю не менше 30 сек. (віскозіметр ВЗ-246), і через 9 форсунки під тиском, не менше 2 ага стиснуте повітря, або суміш стиснутого повітря рідини -ПСР, наприклад, "Сніжок-1", або суміш стиснутого повітря і водяного розчіну суміші порошку кальцінірованої соди та прального порошку, (або рідкого піностворюючого засобу), або суміші стиснутого повітря, порошку розпушувача Е 500b, та стабілізатора Е 450а, що дозуються відомим способом, при чьому струмінь стиснутого повітря, в камеру змішування, подається під кутом не більше 90 до вісі напрямку потоку емульсії, і виготовлена вибухова суміш по зарядному трубопроводу подається на заряджання. При застосуванні способу, що заявляється, використовується, транспортно-зарядна техніка типу - "Акватол", що випускається промисловістю, подання струміню стиснутого повітря, через форсунки, в потік емульсії забезпечується від бортової повітряної системи автомобіля, підключення до якої, не потребує великих економічних витрат. Пояснення-ПСР "Сніжок 1"-використовується в протипожежній справі як піностворююча рідина для гасіння пожеж; - умовна в'язкість емульсії вилірювалась на віскозиметрі ВЗ-246, з діаметром сопла 6мм. Використана література: Л.В.Дубнов, Н.С. Бахаревич, А.И.Романов "Промышленные взрывчатые вещества" Москва "Недра" 1982 г. 81011 10