Промислова вибухова речовина

Реферат: Промислова вибухова речовина, містить аміачну селітру, тротил, нітроефіри, паливо та добавку, що забезпечує водостійкість. Додатково містить нітрометан та його поглинач у суміші з горючою добавкою. Використовують як поглинач: колоксилін, поліметилметакрилат, спучений перліт, вермикуліт, кізельгур або їх суміш у будь-яких співвідношеннях, а як горючу добавку використовують: борошно деревне, борошно злаків, олію машинну, парафін, стеарати кальцію або цинку, пінополістирол, порошок або пудру алюмінію, магнію, кремнію, кальцію, заліза або їх сплави у суміші у будь-якому співвідношенні. UA 88561 U (54) ПРОМИСЛОВА ВИБУХОВА РЕЧОВИНА UA 88561 U UA 88561 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Запропонована корисна модель належить до незапобіжних вибухових речовин, призначених для вибухового руйнування гірських порід шпуровим засобом у вибоях гірничих виробок у рудниках та вугільних шахтах, безпечних по газу метану та вибухам вугільного пилу, а також для використання на відкритих розробках. Відомі промислові вибухові речовини (ВР) II класу - детоніти марок М та 10А, які містять аміачну селітру ЗВ, нітроефіри, тротил, колоксилін, алюмінієву пудру та стеарат кальцію або цинку [див. ДСТ 21986-76. Речовини вибухові промислові. Детоніти. Технічні умови]. Основним недоліком зазначених ВР є їх висока чутливість до механічних впливів (ударів) і тертя. Внаслідок цього неодноразово відбувалися аварії під час вибухових робіт там, де використовувалися детоніти. Так, за даними МакНДІ, зі збільшенням чутливості ВР до механічних впливів також збільшується кількість нещасних випадків і травматизм під час вибухових робіт. При однаковій кількості витрачених ВР амоніту № 63В, детоніту М та амоналу скельного № 1 відносна кількість нещасних випадків при вибухових роботах склала 1,0:4,5:7,0 відповідно. Тому, при провадженні вибухових робіт треба застосування ВР із більш низькою чутливістю до механічних впливів, ніж у детонітів. Найбільш прийнятною ВР є амоніт № 6 ЗВ. Однак він містить у своєму складі тротил, який як і нітроефіри, є для людини токсичною сполукою. Найбільш близькою ВР II класу до тієї, що заявляється, є детоніт М, який містить наступні інгредієнти складу у співвідношенні, мас. %: селітра аміачна марки ЗВ 78,0±2,0 нітроефіри 10,0±1,0 пудра алюмінієва 10,7±1,0 стеарат кальцію 1,0±0,3 колодійна бавовна 0,3±0,5 (колоксилін) сода (понад 100 %) 0,2-0,3 олія машинна (понад 100 %) 0,2-0,3. Цю ВР визначено за прототип. Її випускають у порошкоподібному стані у вигляді паперових патронів діаметром 32 та 36 мм [див. ДСТ 21986-76. Речовини вибухові промислові. Детоніти. Технічні умови]. Відома ВР характеризується високими детонаційною здатністю, фугасністю та бризантністю, однак також високою чутливістю до механічних впливів та тертю. Недоліком цієї ВР є і те, що вона містить у своєму складі 9,0-11,0 % летких рідких нітроефірів (суміш нітрогліцерину та дигліколюдинітрату) та 0,25-0,35 % коло дійної бавовни, які за токсичністю і небезпекою впливу на організм людини відносяться до першого і другого класів небезпечних речовин. Під час використання при вибухових роботах цієї ВР стається зіткнення незахищених рук гірників з рідинними нітроефірами, які попадають на поверхню патронів, і у шахтарів виникають головні болі й стає частішим серцебиття, так як вони ще вдихають шахтне повітря з парами та аерозолями нітроефірів. Внаслідок цього на шахтах та рудниках має місце хронічне отруєння гірників. Таким чином, недоліками ВР, визначеної за прототип, є, як і у аналога, висока чутливість до механічних впливів і тертя, а також токсичність нітроефірів, що містяться в їх складі і виконують роль сенсибілізатора детонації ВР. Внаслідок цього детоніт М та детоніт 10А часто стають причиною скарг підривників на стан здоров'я. У основу корисної моделі поставлено задачу зі створення такої промислової вибухової речовини, у якій за рахунок заміни сенсибілізатора знижується токсичність ВР та її чутливість до механічних впливів та тертю, а отже підвищується безпека вибухових робіт і поліпшуються умови праці гірників. Поставлена задача розв'язується за рахунок того, що промислова вибухова речовина, яка містить аміачну селітру, тротил, нітроефіри, паливо та добавку, що забезпечує водостійкість, відповідно, до корисної моделі, відрізняється тим, що містить нітрометан та його поглинач у суміші з горючою добавкою при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: селітра аміачна 62,0…80,0 нітрометан 3,0…35,0 поглинач 0,2…6,0 горюча добавка 1,0…17,0, при цьому використовують як поглинач: колоксилін, поліметилметакрилат, спучений перліт, вермикуліт, кізельгур або їх суміш у будь-яких співвідношеннях, а як горючу добавку використовують: борошно деревне, борошно злаків, олію машинну, парафін, стеарати кальцію або цинку, пінополістирол, порошок або пудру алюмінію, магнію, кремнію, кальцію, заліза або їх сплави у суміші у будь-якому співвідношенні. 1 UA 88561 U 5 10 Були виготовлені й випробувані експериментальні зразки запропонованої вибухової речовини, які містять нітрометан, його поглинач та горючу добавку. Склади цих вибухових речовин приведені у таблиці разом з прототипом та аналогами. Дослідження цих зразків ВР показали, що їх вибухові властивості відповідають (працездатність - фугасність в бомбі Трауцля) вибуховим властивостям прототипу та аналогів, а чутливість до механічних впливів значно менша (у 3-5 разів). Оптимальними можна вважати зразки ВР № 2 та № 3, які мають працездатність таку, як у детоніту М та амоніту № 6 ЗВ, при цьому їх чутливість до удару менша у 6,5 раз, ніж у детоніту, та у 2,5 разу, ніж у амоніту № 6 ЗВ. Для інгредієнтів запропонованої вибухової речовини встановлені наступні межі. Селітра аміачна 62,0-80,0 %. Нижню межу встановлено, виходячи з умов забезпечення позитивного кисневого балансу, а верхню межу - з умов забезпечення високої працездатності ВР. Нітрометан 3,0-35,0 %. Нижню межу встановлено, виходячи з умов забезпечення чутливості до детонації, а верхню - з умов забезпечення позитивного кисневого балансу ВР. 15 Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Склад ВР Селітра аміачна м. ЗВ Тротил Нітроефіри Пудра алюмінієва** Колоксилін* Нітрометан Деревне борошно** Поліметилметакрилат* Стеарат кальцію** Олія машинна** 10 (парафін) 11 Сода Вибухові характеристики ВР: Теплота вибуху, кДж/кг Обсяг газоподібних продуктів вибуху, л/кг Температура вибуху, К Кисневий баланс, % Чутливість до удару на копрі Каста (Н=25 см, Р=10 кг), % Працездатність (метод 3 Трауцля), ΔV, см Прототип Амоніт Амонал Детоніт М №6 ЗВ ВА-4 №1 78,0 79,0 80,5 67,0 21,0 15,0 10,0 10,7 4,5 0,3 0,5 30,0 2,5 1,0 0,2 (понад 100 %) 0,25 (понад 100 %) Дослідні зразки №2 №3 №4 72,0 78,0 79,0 10,0 15,0 25,0 10,0 5,0 2,0 1,0 0,75 0,5 0,5 0,25 0,5 №5 77,8 4,5 0,5 15,0 1,5 0,7 0,5 5767,82 4345,5 4890,6 4415,9 4375,9 5742,1 6502,6 4939,2 -779,5 893,3 846,0 3146,2 +1,82 2555,4 +0,26 2786,6 2503,2 2474,7 3091,0 3453,7 2721,1 +1,0 -2,06 -0,5 -1,3 -1,02 +0,7 52,0 20,0 440-450 24,0 360-375 400-410 938,1 935,6 807,9 735,8 875,2 12,0 8,0 8,0 4,0 8,0 375 370 450 500 415 * - поглинач * - горюча добавка. 20 25 Поглинач 0,2-6,0 %. Нижню межу встановлено, виходячи з умов желатинізації нітрометану, а верхню - з умов забезпечення високої детонаційної спроможності ВР. Горюча добавка 1,0-17,0 %. Нижню межу забезпечує необхідна працездатність ВР, а верхня межа забезпечує необхідну детонаційну спроможність ВР. Готують запропоновану вибухову речовину шляхом змішування сухих компонентів у механічному лопатевому змішувачі типа "Купер" з рідким нітрометаном. Для забезпечення оптимального складу ВР прийнято наступний технічний режим. Сухі сипучі компоненти з залишковою вологість не більш ніж 0,1 %, просівають через сито № 15. Далі їх засипають у механічний лопатевий змішувач ємністю 300 кг у наступних пропорціях: селітра аміачна - 216,0 кг (72 %), 2 UA 88561 U 5 10 15 борошно деревне - 6,0 кг (2 %), стеарат кальцію - 1,5 кг (0,5 %) колоксилін - 1,5 кг (0,5 %) та перемішують протягом 5-6 хвилин. Потім до суміші додають рідку речовину - нітрометан, яку окремими порціями відміряють спеціальним мірником та заливають у лопатевий змішувач. Як тільки у змішувач залиті 75,0 кг (25 %) нітрометану, суміш ще перемішують протягом не менш 25 хвилин до рівномірного перемішування всієї маси ВР. Потім змішувану ВР вивантажують та направляють на патронування. Патронують ВР у паперові гільзи або полімерні оболонки діаметром 32,0, 36,0 та 45,0 мм. ВР у полімерних оболонках не вологоізолюють, тому як полімер (поліетилен або полівінілхлорид) є вологостійким. ВР у паперових гільзах вологоізолюють сумішшю парафіну та петролатуму. Використання запропонованої вибухової речовини дозволить підвищити безпеку підривних робіт у вугільних шахтах та рудниках внаслідок зниження чутливості ВР до механічних впливів та тертя, а також знизити токсичність промислових ВР та їх негативну дію на підривників за рахунок заміни тротилу та нітроефірів на не дуже токсичний нітрометан. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Промислова вибухова речовина, яка містить аміачну селітру, тротил, нітроефіри, паливо та добавку, яка відрізняється тим, що містить нітрометан та його поглинач у суміші з горючою добавкою при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: селітра аміачна 62,0…80,0 нітрометан 3,0…35,0 поглинач 0,2…6,0 горюча добавка 1,0…17,0, при цьому використовують як поглинач: колоксилін, поліметилметакрилат, спучений перліт, вермикуліт, кізельгур або їх суміш у будь-яких співвідношеннях, а як горючу добавку використовують: борошно деревне, борошно злаків, олію машинну, парафін, стеарати кальцію або цинку, пінополістирол, порошок або пудру алюмінію, магнію, кремнію, кальцію, заліза або їх сплави у суміші у будь-якому співвідношенні. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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