Вибухова речовина

Реферат: Вибухова речовина містить активний продукт на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти та синтетичний полімер. Вона містить синтетичний полімер у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 0,1…8 мм та кисневим балансом у межах - 128 %-343 %, як активний продукт використано аміачну селітру або натрієву селітру, або калієву селітру, або кальцієву селітру, або їх суміш. UA 99391 U (54) ВИБУХОВА РЕЧОВИНА UA 99391 U UA 99391 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до промислових вибухових речовин на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти і може застосовуватись при видобутку корисних копалин у гірничорудній промисловості. Заявнику відомо багато аналогічних вибухових речовин, серед яких за сукупністю суттєвих ознак є наступні. Відомо вибухову речовину «Грануліт ЕТ», яку виготовляють відповідно до способу її приготування, описаному у заявці на винахід RU 96117204 А, опублікованій 27.11.1998 р. Вибухова речовина містить гранульовану аміачну селітру як активний продукт та зворотну водно-масляну емульсію, яка у свою чергу містить тверде паливо, зокрема, пінополістирол, у кількості 5...40 мас.%. Недоліком описаної вибухової речовини є її недостатня сипучість та адгезійні властивості, обумовлені обов'язковим застосуванням водно-масляної емульсії, що призводить до неможливості пневмотранспортування вибухової речовини на відстань 350-400 м до свердловин гірничих виробок для їх заряджання. Також відомо промислову вибухову речовину, що містить аміачну селітру як активний продукт, полістирол як паливну добавку та клеючий розчин селітр при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: полістирол 7,5-8,5, клеючий розчин селітр 15,0-33,0, аміачна селітра решта. При цьому клеючий розчин селітр містить розчин аміачної та кальцієвої селітр і натрієву сіль карбоксиметилцелюлози (патент України № 44805 на корисну модель, опублікований 12.10.2009, у бюлетені № 19, 2009 р.). Недоліком описаного аналогу також є адгезійні властивості вибухової речовини, які обмежують її транспортування по зарядному трубопроводу до свердловини, а також можливість регулювання енергетичних характеристик вибухової речовини тільки у межах заявлених інтервалів значень. Також відомо вибухову речовину «Україніт ГР», яка містить активний продукт на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти та горючу композицію з вмістом полімеру (патент України № 72108 на винахід, опублікований 11.03.2008, бюл. № 5, 2008 р.). Як активний продукт на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти використано гранульовану аміачну селітру. При цьому вибухова речовина додатково містить поверхневоактивну речовину і/або високодисперсні кремнієвмісні порошки, оброблені рослинними оліями або нафтопродуктами, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: поліетилен 5,5-6,0 поверхнево-активна речовина 0,01-0,03 високодисперсні кремнієвмісні порошки, оброблені рослинними оліями або нафтопродуктами 1,5-2,0 аміачна селітра гранульована до 100,00. Недоліком зазначеного аналогу є недостатня надійність формування заряду вибухової речовини при заряджанні вертикальних свердловин під час проведення вибухових робіт, обумовлена капсулюванням гранули аміачної селітри плівкою поліетилену, що не дає змоги змочувати гранули селітри водою для формування стабільного заряду, при цьому вибухівка висипається з вертикальних свердловин. Також недоліком є складність виготовлення даної вибухової речовини. Також відомо вибухову речовину, яка містить активний продукт на основі суміші твердого компонента з групи солей азотної кислоти і рідкого компонента з групи горючих речовин та води і цільову добавку на основі твердого компонента з групи високомолекулярних вуглеводневих сполук при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: активний продукт 94,5-96,8 цільова добавка 3,2-5,5, При цьому активний продукт на основі суміші твердого гранульованого компонента з групи солей азотної кислоти і рідкого компонента з групи горючих речовин містить аміачну селітру, масло, емульгатор і воду у наступному співвідношенні компонентів, мас. %: аміачна селітра 93,67-94,5 масло 0,49-2,16 1 UA 99391 U 5 10 15 20 25 30 35 40 емульгатор 0-0,15 вода 0-0,6. Цільова добавка на основі твердих компонентів або їх суміші з групи високомолекулярних вуглеводневих сполук містить гранульовані полімери, такі як поліетилен, поліпропілен і полістирол в наступному співвідношенні компонентів, мас. %: поліетилен гранульований 0-5,0 поліпропілен гранульований 0-5,0 полістирол гранульований 0-5,5 (патент України № 44839, опублікований 12.10.2009, бюл. № 19). Також відомо вибухову речовину, яка містить активний продукт на основі твердого компонента з групи солей азотної кислоти, рідку паливну цільову добавку та тверду паливну цільову добавку на основі вуглеводневих полімерів, при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: активний продукт 87,5-94,5 рідка паливна цільова добавка 0,5-10,0 тверда паливна цільова добавка 0-10,0. Рідка паливна цільова добавка містить рідкий нафтопродукт, аміачну селітру, кальцієву селітру, емульгатор та воду у наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: рідкий нафтопродукт 34-100,0 аміачна селітра 0-54,0 кальцієва селітра 0-5,0 емульгатор 0-6,0 вода 0-29,0. Як рідкий нафтопродукт використовують мінеральне масло, дизельне паливо чи їх суміш. Як вуглеводневі полімери використовують поліетилен поліпропілен полістирол або їх суміш. Як твердий гранульований компонент з групи солей азотної кислоти використовують аміачну селітру, натрієву селітру, калієву селітру, кальцієву селітру або і їх суміш (патент України № 97134, опублікований 25.02.2015, бюл. № 4). Недоліком описаних вибухових речовин є їх певні адгезійні властивості, обумовлені наявністю рідких компонентів, які призводять до створення пробок усередині зарядного трубопроводу при транспортуванні вибухової речовини на відстань до 400 м, збільшуючи таким чином час заряджання, а також можливість регулювання енергетичних характеристик і собівартість вибухової речовини тільки у межах заявлених інтервалів значень. За прототип прийнято вибухову речовину, яку виготовляють відповідно до способу, описаному у заявці на винахід RU 94040229 А1, опублікованій 10.09.1996 р. Вибухова речовина за прототипом містить активний продукт на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти та полімер. При цьому як полімер використовують спінені гранули пінополістиролу, в які вводять кристали аміачної селітри. Недоліком вибухової речовини за прототипом є також недостатня надійність формування заряду вибухової речовини при заряджанні вертикальних свердловин під час проведення вибухових робіт, складність її виготовлення та складність отримання даної вибухової речовини з нульовим кисневим балансом. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення вибухової речовини та спрощення способу її виготовлення шляхом зміни кількісного та якісного складу інгредієнтів, а також форми їх застосування, з метою підвищення надійності пневмотранспортування вибухової речовини по зарядному трубопроводу та формування заряду при заряджанні вертикальних свердловин під час проведення вибухових робіт. Поставлена задача вирішується таким чином, що вибухова речовина, яка містить активний продукт на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти та синтетичний полімер, відповідно до корисної моделі, містить полімер у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 0,1...8 мм та кисневим балансом у межах - 128-343 % у наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: активний продукт 86-96, синтетичний полімер решта. При цьому як активний продукт може бути використано аміачну селітру або натрієву селітру, або калієву селітру, або кальцієву селітру, або їх суміш. При цьому як синтетичний полімер може бути використано поліетилен або поліпропілен, або полістирол, або полібутилен, або поліізобутилен, або поліметилстирол, або 2 UA 99391 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 поліметилметакрилат, або поліметилакрилат, або полівінілхлорид, або каучук, або їх співполімери, або їх суміш. Між сукупністю суттєвих ознак та технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Використання у вибуховій речовині активного продукту на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти у суміші з синтетичним полімером у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 0,1...8 мм та кисневим балансом у межах - 128-343 % у наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: активний продукт 86-96, синтетичний полімер решта, дозволяє, по перше, зробити склад вибухової речовини цілком з безпечних речовин, які не впливають на організм працівника при користуванні вибухівки, по друге, забезпечити пневмотранспортування вибухової речовини на 350...400 м, таким чином зменшити затрати на виконання гірничих робіт, збільшити швидкість пневмотранспортування, що зменшує час заряджання. Проведені дослідження показали, що отриманий результат досягається саме одночасним застосуванням вибухової речовини заявленого складу разом із заявленими параметрами полімеру. Експериментальним шляхом було встановлено, що утворення суміші з активного продукту на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти та синтетичного полімеру у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 0,1...8 мм дозволяє пневмотранспортувати вибухову речовину по зарядному трубопроводу на довжину до 400 м, зменшує можливість утворення пробок, за рахунок зменшення адгезійних властивостей, дозволяє формувати заряд у вертикальній свердловині. Результати дослідження наведені у таблиці 1. Відповідно до таблиці 1, винахідником було випробувано різні компонування складу вибухової речовини у межах заявлених параметрів (різні полімери та різний їх вміст разом із активним продуктом) і для всіх варіантів досягнуто довжину пневмотранспортування у межах 350...400 м, яка потрібна для пневмотранспортування вибухової речовини безпосередньо від зарядної машини до свердловини, що зменшує затрати на виконання гірничих робіт. Причому під час досліджень було випробувано вибухову речовину, яка містить разом з аміачною селітрою суміш поліетилену та індустріального масла (остання колонка таблиці 1) у зазначеній у таблиці 1 кількості. Випробування показали зменшення довжини пневмотранспортування вибухової речовини до 300-350 м, що може бути обумовлене зменшенням сипучості вибухової речовини та її адгезійними властивостями. При цьому використання аміачної селітри або натрієвої селітри, або калієвої селітри, або кальцієвої селітри, або саме їх суміші як активного продукту дозволяє також регулювати параметри вибухової речовини, зокрема теплоту вибуху. Також використання поліетилену або поліпропілену, або полістиролу, або полібутилену, або поліізобутилену, або поліметилстиролу, або поліметилметакрилату, або поліметилакрилату, або полівінілхлориду, або каучуку, або їх співполімерів, або їх суміші у зазначених вище межах у складі полімерної горючої композиції дозволяє регулювати її кисневий баланс для наближення до нульового кисневого балансу вибухової речовини, при додаванні активного продукту, що дозволяє досягати необхідних вибухових якостей та робить застосування корисної моделі більш уніфікованим. Заявлена корисна модель ілюструється наступними прикладами складу заявленої вибухової речовини та способу її отримання. Наведені нижче приклади ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Приклад 1. Для отримання вибухової речовини було взято гранульовану аміачну селітру як активний продукт та поліетилен у наступному співвідношенні, мас. %: аміачна селітра 94,5, поліетилен 5,5. Причому поліетилен було взято у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 2 мм та кисневим балансом - 343 %. Отриманий склад вибухової речовини забезпечує її пнемо-транспортування на відстань 350400 м. Приклад 2. Для отримання вибухової речовини було взято натрієву селітру як активний продукт та полістирол у наступному співвідношенні, мас. %: натрієва селітра 86,5, полістирол 13,5. 3 UA 99391 U 5 10 15 Причому полістирол було взято у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 4 мм та кисневим балансом - 308 %. Отриманий склад вибухової речовини забезпечує її пнемо-транспортування на відстань 350400 м. Отримання зазначених вище складів вибухової речовини та їх використання було здійснене наступним чином. Спочатку здійснюють підготовку компонентів вибухової речовини - окремо гранульованого активного продукту та окремо полімеру з необхідним розміром часток будь-якими відомими з рівня техніки методами. Після чого виготовляють вибухову речовину в умовах стаціонарних підземних пунктів або розташованих на денній поверхні стаціонарних пунктів підприємств, які використовують вибухову речовину, шляхом змішування полімеру з гранульованим активним продуктом. Потім отриману вибухову речовину у потрібній кількості завантажують в зарядну машину МТЗ-3 або УТЗ-2, після чого здійснюють пневмотранспортування та заряджання вибухової речовини на відкритих або підземних гірничих видобувних роботах. Таким чином, при використанні корисної моделі досягають підвищення швидкості та довжини пневмотранспортування вибухової речовини по зарядному трубопроводу при заряджанні вертикальних свердловин під час проведення гірничих видобувних робіт, а також безпечності вибухової речовини з точки зору наявності небезпечних речовин, які впливають на здоров'я робітників. 20 Таблиця 1 Залежність довжини пневмотранспортування вибухової речовини від її склад Активний продукт, % Полімер, % Аміачна Аміачна селітра селітра 94,5 94,5 ПоліПоліетилен пропілен 5,5 5,5 Довжина 350-400 350-400 пневмотранспортування, м Аміачна Аміачна селітра селітра 94,5 86,0 ПоліПолівінілстирол хлорид 6,0 14,0 Калієва Натрієва селітра селітра 89,5 86,5 ПоліПоліпропілен стирол 10,5 13,5 350-400 350-400 350-400 350-400 Кальцієва Аміачна селітра селітра 87,5 94,5 ПоліПоліетилен етилен 12,5 5,5 Індустріальне масло 1,5 350-400 300-350 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Вибухова речовина, яка містить активний продукт на основі твердого компоненту з групи солей азотної кислоти та синтетичний полімер, яка відрізняється тим, що містить синтетичний полімер у твердій сипучій формі з розміром часток у межах 0,1…8 мм та кисневим балансом у межах від - 128 % до -343 % у наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: активний продукт 86…96 синтетичний полімер решта. 2. Вибухова речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що як активний продукт використано аміачну селітру або натрієву селітру, або калієву селітру, або кальцієву селітру, або їх суміш. 3. Вибухова речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що як синтетичний полімер використано поліетилен або поліпропілен, або полістирол, або полібутилен, або поліізобутилен, або поліметилстирол, або поліметилметакрилат, або поліметилакрилат, або полівінілхлорид, або каучук, або їх співполімери, або їх суміш. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4