Запобіжна вибухова речовина “вугленіт п52″

Реферат: Запобіжна вибухова речовина (ЗВР), що містить суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом, хлористий амоній, вуглекислий кальцій, пінополістирол, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози, стеарат кальцію, нітрат натрію, причому використано водостійку амонійну селітру з додаванням до 20 % гранульованої та нітроцелюлозу з вмістом азоту 10,513,5 %. UA 77494 U (54) ЗАПОБІЖНА ВИБУХОВА РЕЧОВИНА "ВУГЛЕНІТ П52" UA 77494 U UA 77494 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до запобіжних вибухових речовин (ЗВР), призначених для вибухових робіт шпуровим методом при проведенні гірничних виробок і видобутку корисних копалин у вугільних шахтах, у тому числі небезпечних за газом і/або пилом. Згідно з діючими нормативами та єдиними правилами безпеки при вибухових роботах в зазначених умовах використовують підвищено запобіжні вибухові речовини V класу або високозапобіжні вибухові речовини VI класу. Відомі речовини вибухові промислові типів запобіжні патроновані вугленіти 13П, 13П/1 (ТУ 12.0174086-002-92 розроблені Хімічне казенне об'єднання ім. Г.І. Петровського). Найбільш близьким за технічним результатом та хімічним складом до корисної моделі, що заявляється, є вугленіт 13П, який містить, мас. %: суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30 10,0-14,0 хлористий амоній 23,3-25,6 вуглекислий кальцій 4,0-6,0 амонійна селітра 10,7-21,0 пінополістирол 2,0-3,5 натрієва сіль карбоксиметилцелюлози 1,5-2,5 стеарат кальцію 0,5-1,0 колодійна бавовна 0,1-0,3 нітрат натрію решта. Недоліками зазначеної ЗВР є: високий вміст нітроефірів (13,0 %) при невеликому вмісті колодійної бавовни (0,3 %), а для вугільних шахт, у тому числі небезпечних за газом і/або пилом, максимально допустимий вміст у повітрі робочої зони нітроефірів 0,02 мг/куб.м., а колодійної бавовни - 0,70 мг/куб.м. Тобто, значена ЗВР вугленіт 13П є високо токсичною та небезпечною для людини речовиною, що є частою причиною погіршення стану здоров'я робітників (підривників), у тому числі скарг на головний біль та прискорене серцебиття. В основу розробки корисної моделі поставлено задачу зменшити токсичність та підвищити хімічну стійкість запобіжної вибухової речовини, тобто підвищити безпеку вибухових робіт шпуровим методом при проведенні гірничних виробок і видобутку корисних копалин у вугільних шахтах. Поставлена задача вирішується тим, що в ЗВР, яка містить суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом, хлористий амоній, вуглекислий кальцій, пінополістирол, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози, стеарат кальцію, нітрат натрію використано водостійку амонійну селітру з додаванням до 20 % гранульованої та нітроцелюлозу з вмістом азоту 10,5-13,5 %, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30 10,8-15,5 хлористий амоній 25,0-27,0 вуглекислий кальцій 4,7-5,3 водостійка амонійна селітра з додаванням 20 % гранульованої 12,5-15,7 натрієва сіль карбоксиметилцелюлози 1,8-2,2 стеарат кальцію 0,7-0,9 пінополістирол 1,3-1,7 нітроцелюлоза з вмістом азоту 10,5-13,5 % 0,25-0,35 нітрат натрію решта Результати проведених авторами на технічному обладнанні (призначеному для випуску ЗВР, які містять нітроефіри) заявника експериментальних досліджень записують в таблицю 1 UA 77494 U Таблиця Компонент ЗВР склад, мас. % №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом у 10,50 10,80 11,00 11,50 12,00 12,50 11,80 10,50 12,00 співвідношенні від 60/40 до 70/30 хлористий амоній 24,50 25,00 25,50 26,00 26,50 27,00 26,30 26,50 26,00 вуглекислий кальцій 4,50 4,70 4,90 5,00 5,20 5,25 5,30 5,35 5,10 натрієва сіль 1,50 1,80 2,00 2,20 1,90 2,10 1,80 2,10 1,90 карбоксиметилцелюлози пінополістирол 1,25 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,55 1,65 1,50 нітроцелюлоза з вмістом 0,20 0,25 0,30 0,32 0,35 0,27 0,30 0,37 0,31 азоту 10,5-13,5 % стеарат кальцію 0,50 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 0,70 0,80 водостійка амонійна селітра з додаванням 20 % 12,00 12,50 13,00 13,50 14,00 14,50 15,50 15,70 16,00 гранульованої нітрат натрію 45,05 42,95 41,15 39,18 37,60 35,78 36,50 37,13 39,39 вибухові та технічні показники передача детонації, см: сухі патрони 8,0 5,0 7,0 8,0 7,0 7,0 10,0 10,0 10,0 мокрі патрони 5,0 3,0 4,0 5,0 5,0 5,0 6,0 6,0 9,0 підпалюючість, П50, м 1,22 1,82 1,68 1,61 1,57 1,61 1,48 1,41 1,47 не не не не не не не не не наявність ексудації має має має має має має має має має 5 10 15 оптимально 12,00 26,50 5,00 2,00 1,50 0,30 0,80 14,50 37,40 8,0 5,0 1,47 не має Результатом цих експериментальних досліджень є визначення співвідношення компонентів ЗВР, при якому відсутня ексудація. Желатинизуюча речовина, яку виготовлено змішуванням дрібного пінополістиролу марки 5 за ГОСТ 6-05-202-83 та нітроцелюлози, яка містить 10,513,5 % азоту, марки "НХ" за ГОСТ В 84-2440-90, являє собою високомолекулярну сполуку, розчинну в нітроефірах. При цьому одна з них - нітроцелюлоза - добре їх загущує під час розчинення, а друга - пінополістирол - під час розчинення в нітроефірах надає їм липучості та високу адгезію до поверхонь кристалів. В результаті цих сумісних дій нітроефіри надійно закріплюються у порошкоподібній вибуховій речовині і їх ексудація відсутня. Таким чином, спільне розчинення в нітроефірах високомолекулярних сполук обумовило адгезію розчину нітроефірів до кристалів солей. Тобто, вплив на ексудацію нітроефірів суміші нітроцелюлози та пінополістиролу значно більше, ніж сума впливу кожного з цих компонентів окремо. Нітроефіри являють собою суміш нітрогліцерину і діетиленглікольдинітрату, а їх співвідношення складає від 60/40 до 70/30, що прийнято з досвіду виробництва заявником. Визначені співвідношення компонентів запропонованої ЗВР обумовлені наступним: 2 UA 77494 U суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30 10,8-15,5 хлористий амоній 25,0-27, вуглекислий кальцій 4,7-5,3 Желатинизуюча речовина: суміш пінополістиролу та нітроцелюлоза з вмістом азоту 10,5-13,5 % 1,3-1,7 0,25-0,35 натрієва сіль карбоксиметилцелюлози 1,8-2,2 стеарат кальцію 0,7-0,9 водостійка амонійна селітра з додаванням 20 % гранульованої нітрат натрію 5 10 15 12,5-15,7 Нижню межу визначено, виходячи з необхідної чутливості ВР до ініціюючого імпульсу і забезпечення передачі детонації. Верхню обумовлено запобіганням ексудації нітроефірів зі складу та повного розчинення желатинизуючої речовини Нижня межа визначає необхідну кількість іонів Сlдля утворення з іонами Ca+ і Na+ інгібіторів окислювання метану в продуктах вибуху ВР для забезпечення необхідних запобіжних властивостей, а верхня працездатність ВР Нижню межу визначено, виходячи з забезпечення необхідної підпалюючості, тобто нормованої стійкості ЗВР проти вигоряння, а верхню впливом на працездатність і детонаційну здатність ВР Нижню межу визначено її внеском у надійну желатинізацію нітроефірів, а верхню - обумовлено високою адгезією до компонентів складу ЗВР та згущенням нітроефірів Ця добавка забезпечує ЗВР необхідну водостійкість. Нижню межу обумовлено нормою для відстані передачі детонації між мокрими патронами ВР, а верхню - обмежено флегматизуючою дією на продукти ВР Нижня межа забезпечує гідрофобні властивості поверхні ЗВР, а верхня - обумовлена флегматизуючою дією на детонаційну здатність ВР Вона забезпечує необхідний рівень працездатності і детонаційних властивостей ВР. Верхня межа визначена її впливом на запобіжні властивості ВР, а нижня - нормами детонаційної її працездатності ВР Він є джерелом кисню для окислювання пальних компонентів. Нижню межу встановлено, виходячи з норми на запобіжні властивості і працездатність ВР, а верхню – з необхідної кількості інгібітору в продуктах вибуху ВР Таким чином, обґрунтування меж допуску компонентів запропонованого складу ЗВР, дозволило обрати оптимальний склад ЗВР, а саме: суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом - 12,0 %; хлористий амоній - 26,5 %, нітрат натрію - 37,4 %, вуглекислий кальцій - 5,0 %, натрієва сіль карбоксиметилцелюлози - 2,0 %, пінополістирол 1,5 %; нітроцелюлоза - 0,3 %; водостійка амонійна селітра з додаванням 20 % гранульованої - 14,5 %, стеарат кальцію - 0,8 %. Запропоновану ЗВР виготовляють наступним чином: водостійку амонійну селітру з додаванням 20 % гранульованої та хлористий амоній подрібнюють у дробарках тонкого помелу і висушують до вологості не більш 0,15 %. Стеарат кальцію та вуглекислий кальцій просівають через сито. Вологість натрієвої солі карбоксиметилцелюлози не повинна перевищувати 4,5 %. Нітроцелюлозу з вмістом азоту 10,5-13,5 % у кількості 1,44 кг протирають через сито № 3.2 та змішують з пінополістиролом у кількості 5,76 кг, тобто, отримують желатинизуючу речовину. В механічних лопатевих змішувачах ємністю 300 кг змішують компоненти в наступній кількості: нітрат натрію 112,2 кг (37,4 %); хлористий амоній 79,5 кг (26,5 %); вуглекислий кальцій 15,0 кг (5,0 %); натрієва сіль арбоксиметилцелюлози 6,0 кг (2,0 %); желатинизуюча речовина 5,4 кг (1,8 %); стеарат кальцію 2,4 кг (0,8 %); водостійку амонійну селітру з додаванням 20 % гранульованої 43,5,0 кг (14,5,0 %). 3 UA 77494 U 5 10 15 20 У змішувачі суміш обробляють 9 хвилин. Потім протягом 6 хвилин у змішувач окремими порціями заливають 36,0 кг (12 %) суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30 й обробляють суміш ще 20 хвилин. Відключення і вивантаження суміші зі змішувача триває протягом 8 хвилин. Отриману ПВР в кількості 300 кг патронують в паперові гільзи діаметром 36 мм, а потім вологоізолювали сумішшю парафіну і петролатуму. Через два тижні після виготовлення провадять випробування. Результати випробувань підтверджують, що склад і кількість компонентів ЗВР задовольняє нормативним вимогам до вибухових запобіжних речовин V класу. Зменшення токсичності та підвищення хімічної стійкості запропонованої ЗВР за рахунок желатинизації та адгезії підвищує безпеку вибухових робіт шпуровим методом при проведенні гірничних виробок і видобутку корисних копалин у вугільних шахтах та поліпшує санітарно-гігієнічні умови праці працівників, особливо підривників. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Запобіжна вибухова речовина (ЗВР), що містить суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом, хлористий амоній, вуглекислий кальцій, пінополістирол, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози, стеарат кальцію, нітрат натрію, яка відрізняється тим, що використано водостійку амонійну селітру з додаванням до 20 % гранульованої та нітроцелюлозу з вмістом азоту 10,5-13,5 %, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: суміш нітрогліцерину з діетилглікольдинітратом у співвідношенні від 60/40 до 70/30 10,8-15,5 хлористий амоній 25,0-27,0 вуглекислий кальцій 4,7-5,3 водостійка амонійна селітра з додаванням 20 % гранульованої 12,5-15,7 натрієва сіль карбоксиметилцелюлози 1,8-2,2 стеарат кальцію 0,7-0,9 пінополістирол 1,3-1,7 нітроцелюлоза з вмістом азоту 10,5-13,5 % 0,25-0,35 нітрат натрію решта. Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 4