Емульсійна вибухова речовина “емоніт”

1 Емульсійна вибухова речовина, що містить активну речовину як емульсію і ЦІЛЬОВІ добавки, яка відрізняється тим, що вона містить як актив Винахід відноситься до вибухових речовин, застосовуваним у гірничій справі при розробці родовищ відкритим і підземним способами Відома емульсійна вибухова речовина по патенту України № 17369А, МПК 6 С 06 В 31/28, 3 06 В 31/40, 15 04 97р. Промислова власність, Офіційний бюлетень № 5, 1997р, що містить активну речовину і ЦІЛЬОВІ добавки На відміну від заявленої вибухової речовини, у приведеній сполуці в якості активної речовини використовують сполуку, яка містить емульгатор на основі жирів тваринного походження, водяний розчин аміачної і кальцієвий селіть та нафтопродукт, в якості цільової добавки - сенсибілізатори Найбільш близьким аналогом до заявленої вибухової речовини по сукупності ознак є емульсійна вибухова речовина по патенту України, № 27896, МПК 6 С 06 В 39/00, 45/00, 16 11 1994р, Промислова власність, Офіційний бюлетень № 5, 2000, яка містить активну речовину і ЦІЛЬОВІ добавки На відміну від заявленої сполуки вибухової речовини, у приведеній сполуці в якості активної речовини використовують сполуку, яка містить базову емульсію типу вода в олії, емульгатор на основі полизобутіленсорбітаноліата (ПІБСА), в якості цільової добавки складний ефір ортофосфорної кислоти, газоутворюючий реагент, гранульовану чи пористу аміачну селітру Недоліком приведених вибухових речовин є ну речовину базову емульсію, яка включає воду, сіль чи сполучення солей із групи солей азотної кислоти, суміш олій рослинної і нафтової, карбамід і кислоту, як цільову добавку - компонент чи сполучення компонентів, вибраних з групи, що включає газоутворюючий реагент, гранульовану чи пористу аміачну селітру, нафтопродукт, порошок алюмінію, магнію, заліза, кремнію чи порошок їхніх сплавів, порошок сплаву феросиліцію та здрібнене тверде ракетне паливо при наступному співвідношенні компонентів, мас % активна речовина 10 - 99, 95 цільова добавка 0,05 - 90 недостатня їх фізична і хімічна стабільність, що обумовлена низькою термічною СТІЙКІСТЮ використовуваної активної речовини, наприклад - при застосуванні в якості активної речовини базової емульсії, яка містить оксіетіліровані жири тваринного походження, не допускається нагрівання базової емульсії до температури понад 80° С, - при застосуванні емульгатора на основі (ПІБСА), який містить складний ефір ортофосфорної кислоти не допускається нагрівання базової емульсії до температури понад 95° С Недотримання перерахованих вище вимог приводить до порушення фізичної і хімічної стабільності базових емульсій, що є основними властивостями перерахованих вище емульсійних вибухових речовин З огляду на, те що гірничий масив, що підривається, має різні фізико - механічні властивості, зокрема легкопідривні, важкопідривні чи середньопідривні, доцільно використовувати емульсійне ВР стосовно до їх властивостей Отже, виникає необхідність у розширенні асортименту емульсійних ВР, на базі основної групи и складових компонентів, що володіють високою фізичною і ХІМІЧНОЮ стабільністю, але з різними характеристиками вибухових властивостей В основу винаходу поставлено задачу, удосконалити емульсійну вибухову речовину "Ємоніт", шляхом зміни сполуки ВР на базі основної групи и 00 (О ю ю 55268 складових компонентів і їхнього співвідношення в азотної кислоти використовують водяний розчин мас %, підвищити термічну СТІЙКІСТЬ базової емукислоти і карбаміду з рН від 2 до 5 льсії і, за рахунок цього, забезпечити фізичну і Суміш олій рослинної і нафтової, тобто масхімічну стабільність емульсійної вибухової речовиляну фазу, наготовлюють також окремо, у ємності ни і розширити їхній асортимент обладнаній теплообмінником і мішалкою, у яку Задача вирішена тим, що емульсійна вибухова подають нафтову олію, перемішуючи доводять речовина "Ємоніт", яка містить активну речовину у його температуру до 20 - 30° С, потім подають виді базової емульсії, і ЦІЛЬОВІ добавки, згідно вирослинну олію і перемішують При цьому масова находу, вона містить в якості активної речовини частка рослинної олії в нафтової олії складає від базову емульсію, що включає воду, сіль чи сполу10 до 5 0 % чення солей із групи солей азотної кислоти, суміш Виготовлення базової емульсії роблять в апаолій рослинної і нафтової, карбамід і кислоту, в ратах-міксерах безперервного чи циклічного зміякості цільової добавки компонент чи сполучення шання В апарат послідовно вводять попередньо компонентів, обрані з групи яка включає газоутвоотриману масляну фазу, зокрема суміш олій росрюючий реагент, гранульовану чи пористу аміачну линного і нафтового, і розчин окисної фази Комселітру, нафтопродукт, порошок алюмінію, магнію, поненти активно змішують до одержання гомогензаліза, кремнію чи порошок їхніх сплавів, чи пороної базової емульсії Для одержання вибухової шок сплавів феросиліцію, здрібнене тверде ракетречовини "Ємоніт" у базову емульсію, у залежності не паливо, при наступному співвідношенні комповід рецептурної сполуки, уводять ЦІЛЬОВІ добавки нентів у мас % При цьому в якості цільової добавки використовують компонент чи сполучення компонентів, обраактивну речовину 10 - 99, 95 ний з групи, що включає газоутворюючий реагент, цільову добавку 0,05 - 90 гранульовану чи пористу аміачну селітру, нафтоВикористання в складі активної речовини роспродукт, порошок алюмінію, магнію, заліза, кремлинної олії з температурою термічного розкладаннію чи порошок їхніх сплавів, чи порошок сплаву ня понад 200° С, дозволило забезпечити незмінферосиліцію, чи здрібнене тверде ракетне паливо ність властивостей базової емульсії, а також підГазоутворюючий реагент являє собою водяний вищити и термічну СТІЙКІСТЬ та час перебування в розчин нітриту натрію з концентрацією від 5 до стабільному стані, після циклічних перепадів тем15%, при його ЗМІСТІ в мас % у базовій емульсії від ператур виникаючих при виготовленні, збереженні 0,05 до 0,2 Гранульована чи пориста аміачна сей у наступному и застосуванні літра зі змістом у мас % у базовій емульсії від 10 Використання в складі базової емульсії кислодо 90 Нафтопродукт, порошок алюмінію, магнію, ти, також дозволило збільшити час її перебування заліза, кремнію , чи порошок їхніх сплавів, здрібв стабільному стані, після введення цільових донене тверде ракетне паливо при їхньому ЗМІСТІ В бавок для утворення вибухової речовини мас % у базовій емульсії від 2 до ЗО Для готуванВведенням у базову емульсію пористої чи граня ВР у базову емульсію вводять чисту, не обробнульованої аміачної селітри досягається близький лену пористу чи гранульовану аміачну селітру, чи до нуля мінусовий кисневий баланс вибухової репопередньо замаслену нафтопродуктом, чи запучовини, що забезпечує мінімальний зміст у продудрену порошком алюмінію, магнію, заліза, кремктах вибуху отрутних газів нію, чи порошком їхніх сплавів, чи порошком сплаВведенням у базову емульсію аміачної грануву феросиліцію, чи здрібненим твердим ракетним льованої чи пористої селітри замасленої нафтопаливом При введенні в базову емульсію порошку продуктом досягається збільшення об'ємної енералюмінію, магнію, заліза, кремнію чи порошку їхніх гії вибуху сплавів, чи здрібненого твердого ракетного палиВведенням у базову емульсію порошку алюміва, пористої чи гранульованої аміачної селітри, нію, магнію, заліза, кремнію чи порошку їхніх сплапопередньо роблять змішування порошків чи здрівів, чи здрібненого твердого ракетного палива добненого твердого ракетного палива з базовою сягається підвищення теплоти вибуху емульсією, а потім змішують з аміачною селітрою Введенням у базову емульсію аміачної гранульованої чи пористої селітри, замасленої нафтоВ умовах прикладу №1 одержують наступні продуктом і запудреної порошком алюмінію, магосновні сполуки вибухової речовини "Ємоніт" нію, заліза, кремнію чи порошком їхніх сплавів, Сполука №1, мас % порошком сплаву феросиліцію чи здрібненим твеактивна речовина рдим ракетним паливом, досягається збільшення вода 17 об'ємної енергії і підвищення теплоти вибуху аміачна селітра, 76,9 Приклад 1 суміш олій, утому числі Емульсійну вибухову речовину "Ємоніт" одеррослинна 2 жують таким чином нафтова 2,2 Попередньо наготовлюють активну речовину у кислота 0,3 виді базової емульсії Для цього, ємність обладнакарбамід 1,5 ну теплообмінником і мішалкою заповнюють воцільова добавка дою, у неї подають кислоту і карбамід, перемішуюгазоутворюючий реагент чи розчин доводять до температуру до 70 -100° С, (нітрит натрію) 0,1 потім сіль чи солі з групи азотної кислоти аміачну Сполука №2, мас % селітру, натрієву й аміачну, кальцієву й аміачну, до активна речовина утворення розчину окисної фази відповідної ЩІЛЬвода 15 НОСТІ і температури Для готування розчинів солей аміачна селітра 56,65 55268 натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) Сполука № 3, мас % активна речовина вода аміачна селітра кальцієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) Сполука № 4,мас % активна речовина вода аміачна селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра Сполука № 5,мас % активна речовина вода аміачна селітра натрієва селітра суміш олій утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра Сполука № 6,мас % активна речовина вода аміачна селітра кальцієва селітра суміш олій утому числі рослинна Нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) Гранульованачи пориста аміачна селітра Сполука № 7,мас % активна речовина вода аміачна селітра А і 24 0,25 1 0,1 16 57,95 19 2,5 3,5 0,2 0,75 0,1 Пг 12,6 51,57 1,53 0,21 1,05 0,07 ЗО 10,5 36,38 16 1,75 4,4 0,2 0,7 0,07 ЗО 11,2 41,4 11 1,75 3,9 0,15 0,53 0,07 ЗО 9,97 34,26 суміш олій утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка гранульована чи пориста аміачна селітра Сполука № 8,мас % активна речовина вода аміачна селітра суміш олій утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка гранульована чи пориста аміачна селітра Сполука № 9, мас % активна речовина вода натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка гранульована чи пориста аміачна селітра Сполука №10, мас % активна речовина вода аміачна селітра, суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт Сполука № 1 1 , мас % активна речовина вода аміачна селітра, натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт Сполука № 12, мас % активна речовина вода 1,3 3,4 0,17 0,9 50 6 18,3 2 3 0,1 0,6 70 4,5 4,7 1,55 4 0,05 0,2 85 8,4 33 0,5 1,2 0,14 0,7 0,06 50 3 7 27,41 8,43 0,94 2,34 0,12 0,7 0,06 50 3 7,5 55268 аміачна селітра кальцієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт Сполука № 13, мас % активна речовина вода аміачна селітра, натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт Сполука №14, мас % активна речовина вода аміачна селітра кальцієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт Сполука № 15, мас % активна речовина вода аміачна селітра, суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) порошок алюмінію Сполука № 16, мас % активна речовина вода аміачна селітра, натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова 26,26 9,8 1,18 1,64 0,09 0,47 0,06 50 3 10,2 26,95 25 1,36 3,4 0,17 1,02 0,1 ЗО 1,8 4,12 12,36 7,4 0,64 0,9 0,05 0,25 0,08 70 4,2 15,3 75,87 1,5 1,6 0,25 1,3 0,08 4 15 40,68 32 1,4 3,6 кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) порошок кремнію Сполука № 17, мас % активна речовина вода аміачна селітра кальцієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) порошок сплаву алюмінію і кремнію Сполука № 18, мас % активна речовина вода аміачна селітра натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка порошок сплаву ферросіліція Сполука №19, мас % активна речовина вода аміачна селітра, суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт порошок кремнію Сполука №20, мас % активна речовина вода аміачна селітра натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент нітрит натрію гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт 2,3 0,93 0,09 5 13 39,35 33 1,3 2,5 0,13 0,48 0,06 10 13 32,87 40 2 3 0,23 0,9 8 10 52,34 1 1,2 0,2 1 0,06 ЗО 1,4 2,8 10 29,56 21,1 1 3 0,17 0,7 0,07 ЗО 1,4 55268 порошок сплаву алюмінію і магнію Сполука № 21 мас % активна речовина вода аміачна селітра кальцієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра нафтопродукт порошок сплаву феросиліцію Сполука № 22, мас % активна речовина вода аміачна селітра, суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) гранульована чи пориста аміачна селітра порошок алюмінію Сполука № 23, мас % активна речовина вода аміачна селітра, натрієва селітра суміш олій, утому числі рослинна нафтова кислота карбамід цільова добавка гранульована чи пориста аміачна селітра порошок сплаву феросиліцію Сполука № 24 мас % активна речовина вода 11 16,6 31 1,5 2,5 0,13 0,5 0,07 ЗО 1,5 12 49,1 1,6 1,6 0 ,19 0 ,95 0 ,06 ЗО 4,5 5,3 11 ,51 16,3 0,7 1 ,75 0 ,09 0 ,35 50 14 10 аміачна селітра 32,43 кальцієва селітра 24,37 суміш олій, утому числі рослинне 1,7 нафтове 2 кислота 0,1 карбамід 0,4 цільова добавка гранульована чи пориста аміачна селітра 20 порошок сплаву феросиліцію 10 Сполука №25, мас % активна речовина вода 16 аміачна селітра, 68,69 суміш олій, утому числі рослинна 1,6 нафтова 2 кислота 0,27 карбамід 1,35 цільова добавка газоутворюючий реагент (нітрит натрію) 0,09 здрібнене тверде ракетне паливо 10 Сполука №26, мас % активна речовина вода 7,5 аміачна селітра, 25 натрієва селітра 8 суміш олій, утому числі рослинна 1 З нафтова кислота 0,1 карбамід 0,4 цільова добавка гранульована чи пориста аміачна селітра ЗО здрібнене тверде ракетне паливо 25 У залежності від вихідних властивостей хімічної сировини і його чистоти визначені припустимі варіації компонентної сполуки емульсійної вибухової речовина "Ємоніт" Граничні параметри компонентів і їхнє співвідношення мас % встановлені в результаті контрольних ІСПИТІВ сполук №№1-26 емульсійних вибухових речовин "Ємоніт" Результати ІСПИТІВ у виді розрахунковоекспериментальних характеристик зразків емульсійних вибухових речовин "Ємоніт", приведені в таблиці 1 Таблиця № 1 Порядковий № сполуки Теплота вибуху, МДж/кг, (ккал/кг) Концентрація енергії, МДж/дм3, (ккал/дм3) №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 2,93 (700) 2,99(715) 3,01 (720) 3,11(745) 3,18(760) 3,18(760) 3,22 (770) 3,37 (805) 3,51 (840) 366 (876) 3,68 (882) 3,97 (950) 4,13(988) 4,2(1005) 4,5(1078) 4,04 (966) ЩІЛЬНІСТЬ заряджання, кг/м3 1200-1220 1220-1250 1230-1270 1250-1300 1275-1350 1300-1350 1350-1450 1100-1250 Швидкість детонації (км/з) 4,8-5,2 4,8-5,2 4,8-5,0 4,6-4,8 4,5-4,6 4,5-4,6 4,2-4,6 3,6-4,2 Газова ШКІДЛИВІСТЬ, (л/кг) 10-13 10-13 10-13 28-34 30-34 32-36 30-35 30-40 11 55268 12 Продовження табл 1 Порядковий № сполуки Теплота вибуху, МДж/кг, (ккал/кг) Концентрація енергії, 3 3 МДж/дм , (ккал/дм ) №9 №10 №11 №12 №13 №14 №15 №16 №17 №18 №19 №20 №21 №22 №23 №24 №25 №26 3,43(820) 3,18(760) 3,28 (785) 3,32 (795) 3,16(756) 3,45 (825) 3,49 (835) 3,57 (854) 4,38(1048) 3,82(913) 3,55 (850) 3,7 (886) 3,87 (925) 3,69 (882) 5,1 (1219) 4,14(991) 3,24 (775) 3,98(951) 3,7 (886) 4,45(1064) 4,59(1099) 4,65(1113) 4,10(983) 4,05 (969) 4,63(1106) 4,73(1132) 6,24(1493) 5,06(1210) 4,8(1148) 5(1196) 5,34(1277) 5,69(1213) 7,52(1798) 5,57(1334) 4,13(988) 5,46(1308) У ході ІСПИТІВ були встановлені галузі застосування кожного з вищенаведеної сполуки - емульсійні вибухові речовини "Ємоніт", що відповідають сполукам №№ 1, 2, 3 мають найбільшу швидкість детонації, і мінімальний рівень виділення шкідливих газів, які утворюються при вибуху, і можуть бути використані для руйнування легко і середньо підривних гірничих порід - емульсійні вибухові речовини "Ємоніт", ЩО відповідають сполукам №№ 4, 5, 6, 7, 8, 9 мають високу швидкість детонації й об'ємну енергію вибуху на 7 - 15% більшу, ніж сполуки №№ 1 - 3, і можуть бути використані для руйнування легко, середньо та важко підривних гірничих порід, - емульсійні вибухові речовини "Ємоніт", ЩО відповідають сполукам №№ 10, 11, 12, 13, 14 мають високу швидкість детонації й об'ємну енергію вибуху на рівні составів №№ 4 - 9, і - можуть бути використані для руйнування легко, середньо та важко підривних гірничих порід, але при цьому мають меншу ВОДОСТІЙКІСТЬ І більш трудомісткі у виготовленні, - емульсійні вибухові речовини, що відповідають сполукам №№ 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 мають більш високу теплоту вибуху і велику на 15 - 20% об'ємну енергію вибуху, чим сполуки №№ 4 - 9, і ЩІЛЬНІСТЬ заряджання, 3 кг/м 1050-1100 1350-1450 1350-1450 1350-1450 1250-1350 1150-1200 1300-1350 1300-1350 1400-1450 1300-1350 1275-1375 1300-1400 1350-1420 1350-1400 1450-1500 1300-1350 1250-1300 1350-1400 Швидкість детонації (км/з) 3,4-4 4,4-4,8 4,4-4,8 4,4-4,8 4,6-4,8 3,6-4,2 4,6-4,8 4,4-4,6 4,4-4,6 4,4-4,6 4,5-4,7 4,5-4,7 4,4-4,6 4,4-4,6 4,2-4,4 4,4-4,6 4,8-5 4,4-4,6 Газова ШКІДЛИВІСТЬ, (л/кг) 30-42 30-36 30-36 32-38 30-34 30-34 40-45 44-48 54-58 52-56 32-38 32-38 35-40 45-50 58-64 42-46 20-25 50-56 можуть бути використані для руйнування легко, середньо та важко підривних гірничих порід, - емульсійні вибухові речовини "Ємоніт", ЩО відповідають сполукам №№ 22, 23, 24 мають саму високу теплоту вибуху і можуть бути використані для руйнування усіх без винятку гірничих порід, у тому числі і важко підривні, - емульсійні вибухові речовини "Ємоніт", ЩО відповідають сполукам №№ 25, 26 мають високу швидкість детонації й об'ємну енергію вибуху на рівні составів №№ 4 - 9, і можуть бути використані для руйнування підриву легко, середньо і важко підривних гірничих порід Як випливає з вищенаведеного, виготовлені на основі базової емульсії емульсійні вибухові речовини "Ємоніт", ЩОДО сполук №№ 1-26, становлять по своїм характеристикам різноманітний асортимент емульсійних вибухових речовин, які можуть застосуватися для руйнування гірничих порід з різними фізико-механічними властивостями Це дозволило раціонально й ефективно використовувати компоненти основної групи, що складають заявлену емульсійну вибухову речовину "Ємоніт" І забезпечити при цьому и фізичну і хімічну стабільність Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24