Запобіжна вибухова речовина

1. Запобіжна вибухова речовина (ЗВР), що містить рідкі нітроефіри, пальне іонообмінної пари, натрієву селітру або калієву селітру, або їх суміш у будь-якому співвідношенні, яка відрізняється тим, що містить принаймні один енерговидільний комплекс, складений із енерговидільної добавки та (або) амонійної селітри (АС) у вигляді композиції, вибраної із ряду: - пориста та (або) непориста крупнодисперсна АС (КАС)+рідкі нафтопродукти (РНП) або рослинна олія (РО); - пориста та (або) непориста КАС+РНП, або РО+порошкоподібна АС (ПАС); - пориста та (або) непориста КАС+РНП або РО+ПАС, та (або) тверде вуглеводневе паливо (ТВП); - пориста та (або) непориста ПАС+РНП або РО+ПАС, та (або) ТВП, та (або) вуглець; - суміш різних фракцій ТВП; - суміш гранульованого та негранульованого поліпропілену; - суміш КАС та ПАС; - суміш КАС та (або) ПАС + ТВП та (або) вуглець; - композиція із принаймні одного будь-якого із вказаних комплексів з будь-яким іншим; при наступному співвідношенні інгедієнтів, мас. %: рідкі нітроефіри 5,0-15,0 пальне іонообмінної пари 2,0-35,0 енерговидільний комплекс 1,0-32,0 натрієва або калієва селітра, або їх решта суміш і, при цьому співвідношення АС та РНП або РО становить від 15:1 до 200:1; співвідношення гранульованого та негранульованого поліпропілену від 5:95 до 95:5, а вказаний енерговидільний комплекс є придатним для змінення його реакційної спроможності і змінення ступеня селективності ЗВР. 2 (19) 1 3 62475 4 вуглеводневе паливо, вуглець, рідкі нафтопродукти, рослинна олія і, при цьому вміст енерговидільної добавки становить 0,01-7,0 мас. %. 12. ЗВР за п. 11, яка відрізняється тим, що як тверде вуглеводневе паливо містить полістирол або пінополістирол, та (або) гранульований поліпропілен та (або) негранульваний поліпропілен. 13. ЗВР за п. 11, яка відрізняється тим, що як вуглець містить графіт або вугілля, наприклад антрацит. 14. ЗВР за п. 11, яка відрізняється тим, що як рідкі нафтопродукти містить мінеральну олію та (або) дизельне паливо. 15. ЗВР за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить водостійку добавку, вибрану із ряду: натрієва сіль карбоксиметилцелюлози (Na КМЦ), борошно злаків, суміш борошна злаків з Na КМЦ, поліакриламід і, при цьому вміст водостійкої добавки становить 0,3-5,0 мас. %. 16. ЗВР за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить стеарат кальцію або цинку при його вмісті 0,1-1,5 мас. %. 17. ЗВР за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить нітроцелюлозу при її вмісті 0,1-1,0 мас. %. Запропонована корисна модель належить до запобіжних вибухових речовин(ЗВР), переважно ЗВР 5 та 6 класу, згідно класіфікації, прийнятої в Україні [див. „Единые правила безопасности при взрывных работах", вид. „Норматив", К, 1992, с.11]. Вказані ЗВР використовують у вугільних шахтах, небезпечних по вибуху газу та (або) вугільного пилу в умовах з підвищеним виділенням метану, віднесених до особливо небезпечних при підривних роботах. По призначенню та сокупності ознак найбільш близькою до заявленної ЗВР є ЗВР по патенту України на корисну модель № 52550 „Запобіжна вибухова речовина". Ця ЗВР прийнята за найближчий аналог (прототип) заявленої ЗВР. Прототип і заявлена ЗВР мають наступні спільні ознаки. Обидва вони побудовані з використанням відомої схеми сучасних нітроефіровміщуючих ЗВР іонообмінного типу, і, відповідно, містять більшість функціонально сходних інгредієнтів з приблизно однаковим вмістом. Останнє позитивно впливає на показники ЗВР і сприяє досягненню рівня цих показників, який відовідає вимогам до ЗВР 5 та 6 класу [див. Нормативний документ „Технические требования к патронированным ВВ 5 и 6 классов с повышенной устойчивостью против выгорания и методики их испытаний",вид. МакНДІ, 1984, далі ТВ]. ЗВР, особливо 5 та 6 класів, до яких переважно, належить прототип, є найбільш слабкими серед усіх промислових ВР, які використовують в Україні. Останнє негативно впливає на їх ефективність при підривних роботах (далі – працездатність). Підвищення працездатності ЗВР є складним завданням, що обумовлено, в основному, відомим протиріччям між працездатностю ЗВР та рівнем їх запобіжності. Перспективним шляхом пом'якшення цього протеріччя є використання селективної детонації [див., наприклад, Дубнов Л.В. та ін. "Промышленные ВВ", вид."Недра", М, 1973, с.239-240 і далі; Кукиб Б.Н., Росси Б.Д. "Высокопредохранительные ВВ", вид."Недра", М., 1980, сі 11-127]. Цей шлях було використано при створенні заявленої ЗВР і завдяки запропонованому відповідному вдосконаленню цієї ЗВР, одержаний позитивний технічний результат – підвищення працездатності ЗВР при збереженні нормативного рівня запобіжності. У прототипу це не було зроблено, що є не доліком прототипу і не дозволяє у ньго досягти вказанного технічного результату, досягнутого у заявленої ЗВР В основу заявленої корисної моделі покладене завдання створення ЗВР, в якої досягнуто вказаного вище технічного результату. Це завдання вирішено тим, що: 1. Запобіжна вибухова речовина (ЗВР), що містить рідкі нітроефіри, пальне іонообмінної пари, натрієву селітру або калієву селітру, або їх суміш у будь-якому співвідношенні, згідно корисної моделі, містить принаймні один енерговидільний комплекс, складений із енерговидільної добавки та (або) амонійної селітри (АС) у вигляді композиції, вибраної із ряду: - пориста та (або) непориста крупнодисперсна АС (КАС) + рідки нафтопродукти (РНП) або рослинна олія (РО) - комплекс 1; - пориста та (або) непориста КАС+РНП або РО+порошкоподібна АС (ПАС) – комплекс 2; - пориста та (або) непориста КАС+РНП або РО+ПАС та (або) тверде вуглеводневе паливо (ТВП) – комплекс 3; - пориста та (або) непориста ПАС+РНП або РО+ПАС та (або) ТВП та (або) вуглець - комплекс 4; - суміш різних фракцій ТВП - комплекс 5; - суміш гранульованого та негранульованого поліпропілена комплекс 6; - суміш КАС та ПАС – комплекс 7; - суміш КАС та (або) ПАС + ТВП та (або) вуглець – комплекс 8; - композиція із принаймні одного будь-якого із вказаних комплексів з будь яким іншим – комплекс 9; при наступному співвідношенні інгедієнтів, мас. %: рідкі нітроефіри пальне іонообмінної пари енерговидільний комплекс натрієва або калієва селітра,або їх суміш 5,0-15,0 2,0-35.0 1,0-32.0 решта або їх суміш решта і при цьому співвідношення АС та РНП або РО становить від 15:1 до 200:1; співвідношення гранульованого та негранульованого поліпропілену від 5 5:95 до 95:5, а вказаний енерговидільний комплекс є придатним для змінення його реакційної спроможности і змінення ступеню селективності ЗВР. Слід зазначити, що використаний у цьому пункті 1 термін "пориста та (або) непориста КАС є умовним і вказує лише на те що об'єм пор у першої (наприклад, у спеціальних сортів АС, які виготавляють за кордоном) більше, ніж у другої (наприклад, у крупнодисперсної – гранульованої АС по ГОСТ2-85, або у АС марки ЖВГ по ГОСТ 1470279). 2. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, як рідкі нітроефіри, містить суміш нітрогліцеріну з діетіленглікольдінітратом у співвідношенні від 60:40 до 70:30. 3. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, як пальне іонообмінної пари, містить хлорид амонію або сульфат амонію, або їх суміш. 4. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, додатково містить розпушувач, за який використано деревинне борошно та (або) деревинне борошно, просочене антіпіреном, та (або) затверділу піну сечовиноформальдегідної смоли, та (або) спучений вермікуліт, та (або) мікросфери, та (або) перліт і при цьому вміст розпушувача становить 0,510, 0 мас. %. 5. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, додатково містить висівки злаків, які є інгредієнтом, що позитивно впливає на передачу детонації, водостійкість, запобіжність, стабільність ЗВР, здатний до виділення енергії при вибусі і, крім того, зменшує летючість всмоктоних ним рідких нітроефірів і при цьому вміст висівок становить 0,1-10,0 мас. %. 6. ЗВР за п. 5, що як висівки злаків містить пшеничні та (або) житні висівки. 7. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, додатково містить інгібітор підпалюваності, за який використано карбонат кальцію або фосфогіпс, або їх суміш і при цьому вміст інгібітору підпалюваності становить 2,0-12,0 мас. %. 8. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, містить амонійну селітру (АС) у вигляді її різновидності, вибраної із ряду: КАС, ПАС, суміш КАС та ПАС при їх співвідношенні від 5:95 до 95:5, і при цьому вміст АС становить 0,3-30,0 мас. %. 9. ЗВР за п. 8, згідно корисної моделі, як КАС містить неводостійку та (або) водостійку гранульовану АС, та (або) пористу гранульовану АС. 10. ЗВР за п. 8, згідно корисної моделі, як ПАС містить здрібнену неводостойку кристалічну АС та (або) здрібнену водостойку кристалічну АС, та (або) здрібнену неводостойку гранульовану АС, та (або) здрібнену водостойку гранульовану АС, та (або) здрібнену пористу гранульовану АС, у яких вміст частинок, розміром менше 0,5 мм, становить не менше 15 мас. %. 11. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, містить енерговидільну добавку, вибрану із ряду: тверде вуглеводневе паливо, вуглець, рідкі нафтопродукти, рослинна олія, і при цьому вміст енерговидільної добавки становить 0,01-7,0 мас. %. 12. ЗВР за п. 11, згідно корисної моделі, як тверде вуглеводневе паливо містить полістірол або пінополістірол, та (або) гранульований поліпропілен та (або) негранульваний поліпропілен. 62475 6 13. ЗВР за п. 11, згідно корисної моделі, як вуглець містить графіт або вугілля, наприклад, антрацит. 14. ЗВР за п.11, згідно корисної моделі, як рідкі нафтопродукти містить мінеральну олію та (або) дизельне паливо. 15. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, додатково містить водостійку добавку, вибрану із ряду: натрієва сіль карбоксиметілцелюлози (Na КМЦ), борошна злаків, суміш борошна злаків з Na КМЦ, поліакріламід, і при цьому вміст водостійкої добавки становить 0,3-5,0 мас. % 16. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, додатково містить стеарат кальцію або цинку при його вмісті 0,1-1,5 мас. % 17. ЗВР за п. 1, згідно корисної моделі, додатково містить нітроцелюлозу при її вмісті 0,1-1,0 мас. % Ознаки п. 1 є необхідними у всіх випадках реалізації заявленої ЗВР. Тому п. 1 є незалежним. Ознаки пп. 2, 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 конкретизують речовини, які можливо використати, як інгредієнти, охарактеризовані у пп. 1,5,8,11 узагальнюючими поняттями, тому пп. 2, 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 також є залежними. Ознаки пп. 4, 5, 7,1 5, 16, 17 характеризують додаткові складові частини заявленої ЗВР,які необхідні в окремих випадках використання цієї ЗВР, а саме: - Інгібітор підпалюваності за п.7, уводять до складу ЗВР з метою підвищення стійкості до підпалювання (зниження їх підпалюваності), що найбільш важливо у випадку, коли ці ЗВР використовують при підривних роботах по вугіллю і не потрібно у ЗВР для підривних робіт у чисто породних вибоях; - додатковий розпушувач за п.4 уводять до складу ЗВР з метою подальшого зниження щільності у випадку, коли це потрібно, але за допомогою самих тільки висівок досягнути цього неможливо або недоцільно; - водостійку добавку за п.15, а також стеарати за п.16, уводять до складу ЗВР з метою підвищення водостійкості ЗВР у випадках її використання в умовах, коли у свердловинах з розміщеною у них ЗВР, може бути вода. Слід відзначити, що кількість вказаної води у різних вибоях може бути різною від її відсутності і до такої, коли заряди ЗВР працюють у воді під тиском. В залежності від ступеню обводненності вибоїв, у яких використовують заявлену ЗВР, заходи для забезпечення її водостійкості мають бути різними. У багатьох випадках для цього достатньо водостійких властивостей висівок. При більш високій обводненності поряд з ними необхідно використовувати заходи за п.16 або одночасно як за п.16, так і за п.15 і т.ін. - нітроцелюлозу за п.17 уводять до складу ЗВР в основному з метою запобігання ексудації рідких нітроефірів, що потрібно тільки у тих випадках, коли інші інгредієнти ЗВР самі не в змозі удержати на своєї поверхні уведену кількість нітроефірів. В інших випадках, уводити нітроцелюлозу до складу заявленої ЗВР нема потреби. - про висівки злаків за п.5 буде сказано нижче. 7 У зв'язку з викладеним, пп. 4, 5, 7, 15, 16, 17 також є залежними. Між суттєвими ознаками заявленої ЗВР та обумовленим ними технічним результатом існують наступні причинно - наслідкові зв'язки. Рідкі нітроефіри у складі заявленої ЗВР є сенсибілізатором і визначають детонаційну спроможність даної ЗВР. їх найчастіше використовують у складі сучасних ЗВР з високим рівнем запобіжності (наприклад, ЗВР 5 та 6 класів). Хлорід та (або) сульфат амонію (пальне) з нітратом натрію (або) калію або з сумішшю ціх нітратів (окислювачем) створюють іонообміну пару, яку найчастіше використовують у складі сучасних ЗВР і яка забезпечує прийнятну працездатність ціх ЗВР при збереженні їх високої запобіжності. Функції інших інгредієнтів заявленої ЗВР наступні: Енерговидільна добавка за п. 11 - вуглеводневе паливо та (або) рідкі нафтопродукти (мінеральна олія, дизпаливо і.т.ін.) та (або) рослинна олія, та (або) вуглець – підвищує енергію вибуху. АС за п.8 у вигляді її окремих різновидностей уводять до складу ЗВР коли сама енерговидільна добавка за п. 11, не забезпечує потрібної енергії вибуху, що може бути, в основному, у наслідок недостатньої реакційної спроможності цієї добавки. Вуглеводневе паливо, а також нафтопродукти і рослинна олія та вуглець є висококалорійними, проте їх реакційна спроможність порівняно мала. АС порівняно з добавкою за п.11 має меншу калорійність, але більш високу реакційну спроможність. При цьому останню, у рамках існуючої технології виготовлення ЗВР, можливо ефективно регулювати шляхом забезпечення потрібної середньої дисперсності АС. Для цього, як найменш реакційноспроможну, можливо використовувати крупнодисперсну (гранульовану) АС, а,як найбільш реакційноспроможну - порошкоподібну (здрібнену) АС. Використовуючи АС у вигляді суміши КАС та ПАС, в залежності від співвідношення складових суміші, можливо забезпечити будь який проміжний рівень реакційної спроможності АС, як енерговидільного інгредієнту заявленої ЗВР. Водостійка добавка підвищує водостійкість ЗВР, тобто її здатність детонувати при підривних роботах в обводнених свердловинах. У таких умовах речовини цієї добавки при змочуванні водою створюють зовнішній шар водонепроникної маси, який перешкоджає подальшій фільтрації води у глиб заряду ЗВР, і, тим самим, зменшує флегматизацію ЗВР водою. Підвищують водостійкість ЗВР також стеарат кальцію або цинку, але по іншому механизму - за рахунок їх гідрофобності. Висівки злаків за п.5 є складною відомою речовиною [див., наприклад Мельник Б. Е. та ін. „Технология приемки, хранения переработки зерна", М, Агропромиздат, 1990, або Хосни Р.К. „Зерно и зернопродукти", переклад з англ., вид. „Профессия", 2006, а також технічну документацію: ГОСТ 7169-66 „Отруби пшеничные", ГОСТ 7170-66 „Отруби кормовые", ДСТУ 3016-95 „Висівки кормові 62475 8 пшенічні та житні" та ін.]. їх виготовляють як побічний продукт у технологічному процесі переробки зерна на борошно. Висівки злаків, як добавка у складі заявленої ЗВР, містять комплекс властивостей, що сприяють плідному використанню цієї речовини у складі ЗВР, а саме: - здатні підвищувати показники передачі детонації та запобіжності, і забезпечувати їх на рівні, що відповідає вимогам до ЗВР 5 та 6 класу; - всмоктують та утримують на своєї поверхні рідкі нітроефіри і тим перешкоджають їх ексудації, тобто стабілізують ЗВР; - знижують щільність ЗВР та їх схильність до твердіння (злежування) при зберіганні; - здатні до виділення енергії при згоранні, тобто є пальним. При створенні прототипу ЗВР була встановлена ще одна невідома до цього часу корисна властивість висівок злаків - їх здатність підвищувати водостійкість ЗВР. Цей факт є новим і має суттєве значення, оскільки, як показали дослідження, у багатьох випадках висівки у складі заявленої ЗВР здатні замінити Na КМЦ, яка у десятки разів дорожча, і при цьому забезпечити потрібну водостійкість цієї ЗВР. Крім того, як показали подальші дослідження, висівки у складі нітроефіровміщуючих ВР знижують летючість нітроефірів і, відповідно, зменшують токсичність вказаних ВР. Проте у складі деяких ВР (наприклад, у ВР для підривних робіт у воді під тиском, або призначених для тривалого зберігання при високій вологості повітря і т.ін.), використання висівок є недоцільним. Більш того, іноді, висівки можуть бути навіть шкідливими. Останнє пов'язано з встановленою здатністю висівок обвуглюватися, що може погіршити стійкість ЗВР до підпалювання. У зв'язку з цим питання про доцільність висівок, повинно вирішуватись окремо для кожного конкретного зразку ЗВР в залежності від його складу і умов використання. Відповідно, можлива наявність висівок у складі заявленої ЗВР зафіксована у залежному пункті формули. При виготовленні ЗВР з використанням висівок, останнє слід завантажувати у змішувач після змішування інших інгредієнтів з нітроефірами. Основним завданням створення заявленої ЗВР, є підвищення її працездатності при збереженні нормотивного рівня запобіжності, встановленого згаданими вище ТВ. Вирішення цього завдання дуже ускладнюється наявністю відомого протиріччя між рівнем запобіжності та працездатністю ЗВР і, по суті, зводиться до подолання або пом'якшення цього протиріччя. У заявленої ЗВР це досягається завдяки використання так званої селективної детонації ЗВР (див. наведені вище джерела). Селективно детонуючими називають ЗВР, у яких повнота детонації залежить від зовнішніх умов, у яких працює детонуючий заряд. Ступень вказаної залежності, яка може бути охарактеризована різницею енергії вибуху даної селективної ЗВР у різних умовах, зветься ступенем селективності цієї ЗВР. 9 При детонації відкритого заряду повнота детонації, і, відповідно, енергія вибуху, є найменшою, а найбільшою вона є при детонації заряду у замкненій міцній оболонці, наприклад у замкненій за допомогою забивки зарядній камері свердловини, пробуреної у підриваємому гірничому масиві. Проте, з іншого боку, умови детонації відкритого заряду ЗВР є найбільш небезпечними у відношенні підпалення метану, які саме в таких умовах відбуваються при підривних роботах у вугільних шахтах. Навпаки, умови при детонації заряду у замкненій свердловині, коли цей заряд виконує корисну роботу по руйнуванню гірничного масиву при підривних роботах, у відношенні підпалення метану є набагато менш небезпечними. Повнотою детонації називають відношення енергії вибуху у даних конкретних умовах до повної потенційної енергії ЗВР. Отже, чим більшою буде різниця енергії вибуху у перших і других умовах, тобто чим вище буде ступень селективної ЗВР, тим за інших рівних умов, буде менша небезпека підпалення метана і більша ефективність ЗВР при підривних роботах, тобто, більша працездатність цієї ЗВР. Із сказаного вище витікає принципова можливість використання селективної детонації ЗВР для пом'якшення згаданого протиріччя між рівнем запобіжності та працездатністю ЗВР, тобто для вирішення завдання, поставленого при створенні заявленої ЗВР. Слід відзначити, що фізичні принципи селективної детонації, як засоба вдосконалення ЗВР та загальні принципи використання даного явища з цією метою, відомі давно - ще з другої половини минулого століття. Однак, наскільки нам відомо, у рівні техніки до цього часу відсутня інформація, яким чином слід вести практичну роботу по створенню нових ЗВР, у яких планується використати селективну детонацію, і про можливі особливості складу та застосування таких ЗВР. Нижче викладені запропоновані нами конкретні пропозиції з цього питання. A. Селективна ЗВР повинна мати якомога більший рівень розрахованої повної потенційної енергії вибуху (далі - рівень потенційної енергії). При цьому, як достатній рівень потенційної енергії створюємої селективної ЗВР, на першому етапі роботи можливо прийняти рівень потенційної енергії існуючих ЗВР сусіднього менш запобіжного класу (наприклад, при створенні селективної ЗВР 6 класу – рівень ЗВР 5 класу і т.п.). Б. Показники будь–яких ЗВР мають відповідати нормам вказаних вище ТВ. Особливістю цих показників селективної ЗВР є їх залежність від ступеню селективності. При чому показники запобіжності покращуються при підвищенні ступеню селективності, а показники детонаційної спроможності – навпаки. Отже при створенні селективної ЗВР потрібно знайти таку ступень селективності (робочу точку), а точніше інтервал значень ступеню селективності (робочий інтервал), у яких як перші, так і другі із цих показників мають задовільний рівень. Зробити це можливо тільки експериментальним шляхом. Для цього необхідно мати можли 62475 10 вість змінювати ступень селективності ЗВР і робити це таким чином, щоб при цьому змінення інших параметрів ЗВР було якомога меншим. B. Для досягнення цього у заявленій ЗВР запропоновано інгредієнти енерговидільної добавки та (або) деякі різновидності амонійної селітри об'єднати в енерговидільні комплекси, реакційну спроможність яких, завдяки запропонованому складу комплексів, можливо цілеспрямовано змінювати, змінюючи цим ступень селективності ЗВР в цілому. Останнє можливо, оскільки у одному і тому ж комплексі, за інших рівних умов, його реакційна спроможність однозначно пов'язана з ступенем селективності. Чим вище реакційна спроможність комплексу, тим нижче ступень селективності ЗВР. Енерговидільні комплекси повинні мати можливо більшу енергоємність і такий рівень реакційної спроможності, а, відповідно, і ступень селективності, при яких переважно частина їх потенційної енергії, виділяється при вибусі ЗВР у свердловинах. Виділення енергії при вибусі відкритого (оголеного) заряду, навпаки, має бути якомога меншим, але при цьому ЗВР має відповідати нормам ТВ по детонаційній спроможності (передача детонації і т.ін.). Подальшу роботу по створенню селективних ЗВР, вмішуючих енрговидільні комплекси, доцільно проводити наступним чином. За допомогою конкретних зразків заявленої ЗВР, побудованих відповідно задуму розробника і вмішуючих згадані енерговидільні комплекси, визначають наявність і ширину робочого інтервалу показників реакційної спроможності комплексів, у якому усі показники ЗВР, визначенні згаданими ТВ, відповідають нормам цих ТВ. При наявності такого робочого інтервалу, робочу точку розміщують у ньому з урахуванням допусків по вмісту інгредієнтів заявленої ЗВР, які будуть прийняті при її виготовленні. При можливості робочу точку слід здвинути у бік зменшення реакційної спроможності. Якщо за допомогою кількох зразків ЗВР, які мають різну реакційну спроможність комплексу, а в іншому ідентичні, буде, встановлено, що робочий інтервал відсутній, або надто вузький, це означає, що початковий варіант ЗВР потребує корегування відповідно виявленим недолікам. Скорегований зразок досліджують і оцінюють у такому ж порядку і т.д. Цей процес триває до тих пір, доки не буде получений зразок, який має достатньо широкий робочий інтервал і визначено оптимальне положення робочої точки. Після цього виготовляють відповідний зразок, який досліджують на працездатність у виробничих умовах і після цього, якщо прийнята у цього зразку реакційна спроможність комплексу не забезпечує максимальної ефективності підривних робіт, зразок корегують до отримання максимальної працездатності ЗВР і т.д. Можливо при корегуванні прийдеться дещо зменшити потенційну енергію ЗВР. Слід відзначити, що робити це потрібно дуже обережно, оскільки використання селективної детонації, як засобу підвищення працездатності, у принципі має сенс 11 62475 лише до тих пір, доки ЗВР містить достатній запас потенційної енергії. Цей запас реалізується при детонації селективної ЗВР в шпурах і є джерелом енергії, за рахунок якої здійснюється підвищення працездатності селективно детонуючих ЗВР. Запропонований ряд альтернативних варіантів енерговидільних комлексів. Усі вони забезпечують досягнення одного і тогож заявленого технічного результату – підвищення працездатності ЗВР при збереженні нормативного рівня їх запобіжності – при чому принципово однаковим шляхом – за рахунок використання вказаних вище особливостей селективної детонації. Нижче наводяться характеристики згаданих комплексів. Комплекси 1, 2, 3, 4. Особливістю цих комплексів є наявність у їх складі КАС та РНП або РО. Останні майже повністю або частково всмоктуються у пори гранул КАС, а та їх частина, яка всеж залишається на поверхні гранул, як би приклеює до них порошкоподібні інгредієнти комплексів – ПАС, ТВП, вуглець. Завдяки цьому кожна частинка даних комплексів являє собою конгломерат, який містить усі їх інгредієнти. Останнє є перевагою вказаних комплексів. Слід зазначити, що згаданий вище вуглець, взятий як приклад пального у складі комплексів, може бути еквівалентно замінений іншим пальним, переважно із числа тих, що можуть використовуватись у дінамонах (наприклад, торф,лигнін, дереинне борошно, целюлоза, жмих, лузга насіння, висівки злаків і т.ін.). Як РНП можуть використовуватись дизельне паливо або мінеральна олія. Перше є менш в'язким і тому легше та у більш кількості всмоктується, але слабше держиться у порах і має неприємний запах. Мінеральна олія має підвищену в'язкість, завдяки чому вона краще держиться у порах і на поверхні гранул. Але у той же час це перешкоджає її всмоктуванню у пори і сприяє налипанню на поверхні гранул товстим шаром, що флегматизує комплекс і усю ЗВР. Для зменшення в'язкості мінеральної олії її підігрівають і в такому стані змішують з іншими інгредієнтами. Завдяки цьому мінеральна олія добре всмоктується, а після охолоджування покриває поверхню гранул тонким шаром, і не витікає із пор. У зв'язку з викладеним 12 вище, на цей час використання мінеральної олії у складі комплексів в цілому є дещо більш прийнятним. При змішуванні РНП з АС відбувається суттєве підвищення енергії вибуху суміші, приблизно на 100 ккал/кг на кожний відсоток вмісту РНП. При стехіометрії (приблизно 5,5 % РНП) енергія вибуху досягає максимуму і становить близько 930 ккал/кг. Це набагато більше, ніж у комплексу 7, створеному із АС (КАС + ПАС), у якому вона дорівнює близько 380 ккал/кг. (із АС ЖВ-406ккал/кг). Завдяки цьому, за рахунок відповідного співвідношення РНП та АС, у принципі можна забезпечити практично будь – який потрібний базовий рівень енергії комплексів 1, 2, 3 та 4, більший за той, що забезпечується найпростішою сумішшю КАС + ПАС (комплекс 7). Слід відзначити, що непориста гранульована АС у змозі вдержати на зовнішній поверхні та у порах не більше ніж 2-3 % РНП. Решта РНП буде стікати. У такому випадку для того, щоб використати незадіяні енергетичні ресурси АС, потрібно зверх максимально можливої кількості РНП, ввести до складу комплексів 2, 3, 4 потрібну для створення стехіометрії кількість порошкоподібних ТВП та (або) палива типу вуглецю. Приріст енергії вибуху на кожний відсоток ТВП і вуглецю у суміші з АС становить, відповідно, 105 і 74 ккал/кг. Вказані порошкоподібні інгредієнти у складі комплексів, крім підвищення енергетики, виконують також функцію припудрюючої добавки,яка перешкоджає стіканню РНП. Подібну функцію виконує також ПАС. Пориста гранульована АС здатна всмоктувати і удержувати більшу кількість РНП, навіть відповідаючу стехіометрії. Проте, в Україні пористу АС не виробляють, що перешкоджає на цей час її використанню. Змінення реакційної спроможності комплексів здійснюють переважно шляхом змінення співвідношення: порошкоподібних та крупнодисперсних інгредієнтів; кількості РНП, всмоктаної КАС та кількості цієї КАС; кількості ТВД або пального типу вуглецю у суміші з ПАС та кількості цієї ПАС і. т.ін. Таблиця інгредієнти та показники прикладів нітроефіри хлорид амонію сульфат амонію карбонат кальцію фосфогіпс пінополістирол поліпропілен Гр поліпропілен П вуглець (антрацит) мінеральна олія номери прикладів 1 (ПТ*) 2 11,5 25,0 5,0 1,3 5,0 2,0 2,0 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 вміст інгредієнтів 15,0 11,5 11,0 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 10,0 10,7 10,0 11,5 10,0 25,0 7,5 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 – 32,0 30,0 20,5 22,5 35,0 12,0 5,0 5,0 2,5 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 2,5 5,0 0,1 1,3 0,5 0,5 0,5 1,5 0,7 1,25 0,5 1,25 0,6 0,3 0,6 0,3 1,0 0,5 0,3 0,01 0,4 0,3 - 1,0 13 62475 14 Продовження таблиці інгредієнти та показники прикладів рослинна олія ГАС* водостійка ПАС* неводостійка ПАС* № КМЦ борошно злаків поліакріламід ДБ* ВИСІВКИ ДБП* ЗПСФС* СВ* МС* П* стеарат кальцію нітроцелюлоза натрієва селітра калієва селітра номери прикладів 1 (ПТ*) 15,0 2,0 0,3 0,5 0,2 39,2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0,3 10,0 6,9 10,0 8,0 0,99 10,0 8,0 7,0 7,0 8,0 10,0 0,3 10,0 5,0 7,0 8,0 8,0 7,0 10,0 0,3 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 2,0 2,0 5,0 2,0 1,0 2,0 10,0 0,1 4,3 1,5 5,0 10,0 0,5 1,5 0,5 0,1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 1,0 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 44,0 33,9 16,0 7,2 25,3 14,9 22,6 40,7 30,7 46,2 48,0 38,8 24,3 36,4 15,0 23,2 17,0 7,4 значення показників ПД* сухих патронів, 7 5 11 8 9 8 см ПД* мокрих патронів, 4 3 5 4 4 4 см запобіжність у KM*, 5 5** 5** 5 ,5-6 5 клас підпалюваність, П50, 1,27 1,24 1,29 1,45 1,51 1,44 г швидкість детонації, 2,48 1,95 2,65 2,19 2,01 2,28 км/с працездатність.ум.од. 1 1,06 14 15 5,0 2,0 3,0 0,5 0,3 43,0 20,0 11,0 2,0 0,5 0,3 28,2 7 8 8 6 7 7 7 8 6 2-3 5 4 4 5 4 4 ,4-5 4 5 5 5 5 5 6 6 6 5 1,45 1,44 2,29 2,27 2,21 2,23 1,91 1,83 1,86 2,25 1,43 1,51 1,62 1,64 1,30 1 1,05 Примітки: 1. Риски у графах означають, що інгредієнт відсутній, або показник не визначався. 2. *-ПТ- прототип; ГАС - гранульвана А.С.; ПАС - порошкоподібна А.С.; ДБ - деревинне борошно; ДБП деревинне борошно, просочене антіпіреном; ЗПСФС - затверділа піна сечовиноформальдегідної смоли; СВ - спучений вермікуліт; МС - мікросфери; П - перліт; ПД - передача детонації; KM - кутова мортира; - на межі. Реакційну спроможність комплексу 5 можливо змінювати, змінюючи співвідношення різних фракцій ТВД. Слід відзначити, що звичайно це досить складно, за винятком комплексу 6. Справа у тому, що поліпропілен після полімерізації одержують у вигляді порошку з розміром більшості частинок менше 0,5 мм, який у подальшому гранулюють. Змінюючи співвідношення порошкоподібного та гранульованого поліпропілену, можливо досить просто регулювати реакційну спроможність їх суміші. Треба тільки перед цим висушити порошок поліпропілену під вакуумом. Таким же чином, але без спеціальної сушки регулюють реакційну спроможність суміші КАС та ПАС (комплекс 7) та суміші комплексу 8. Запропоновані комплекси у складі сучасних ЗВР, у тому числі ЗВР іонообмінного типу, значно спрощують створення селективних ЗВР 5 та 6 кла сів з підвищеною працездатністю. З використанням таких комплексів, зокрема, були розроблені зразки ЗВР 5 та 6 класів, які порівняно з штатними ЗВР цих класів, вугленітами ІІ52 та 10П мають однаковий нормативний рівень запобіжності, проте їх працездатність суттєво, відповідно, на 6 та 5 відсотків вища (див. приклад 1-4 та 13-14 у таблиці). У таблиці також наведені приклади, які доводять можливість здійснення заявленої ЗВР як на межах, так і у середині заявлених інтервалів вмісту інгредієнтів. Слід відзначити, що вміст вказаних вище енерговидільних комплексів у складі ЗВР найчастіше не перевищує 20-25 %, від загальної маси ЗВР,а вміст пального у суміші, який найчастіше близький до стехіометрії, у цьому випадку не перевищує 510 % від загальної маси суміші. У зв'язку з цим у багатьох випадках, з метою забезпечення рівномі 15 рності розподілу інгредієнтів суміші по масі ЗВР, доцільно суміш виготовляти окремо і вже у готовому вигляді змішувати з іншими інгредієнтами ЗВР. Особливо це стосується виготовлення комплексів 1,2,3,4, при якому потрібен прогрів РНП. Проте, коли це необхідно, виготовлення цих комплексів можливо сумістити з процесом змішування інших компонентів ЗВР. Для цього у змішувач, обладнаний обігрівом, першими завантажують КАС та РНП і змішують їх. Після того, як РНП буде всмоктане у пори КАС, загружають інші інгредієнти комплексу і теж змішують. Подальший процес змішування при виготовленні ЗВР проводять в залежності від наявних умов виробництва, конкретної рецептури ЗВР та вимог до цієї ЗВР. При цьому доцільно скористатися рекомендаціями з цього питання, які містяться у матеріалах патентів України на корисні моделі № 52550 та № 52269. Специфічним є питання про визначення працездатності селективних ЗВР, у тому числі заявленої ЗВР. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 62475 16 На цей час випробування усіх промислових ВР, тому числі ЗВР, на працездатність проводять з використанням методів визначення фугасності по ГОСТ 4546-81. Проте, із самої сутності селективної детонації витікає неможливість зрівняння між собою по цьому показнику ЗВР з різним ступенем селективності і, тим більш, селективних і неселективних ЗВР, за допомогою вказаних методів визначення фугасності. Достовірне визначення працездатності селективної ЗВР може бути зроблено лише на підставі їх випробувань у виробничих умовах. У цих випробуваннях необхідно зафіксувати показник фугасності, притаманний повноцінним партіям даної селективної ЗВР, оформити його як норму у технічній документації на цю конкретну ЗВР і тільки після цього можливо використовувати фугасність, як відносний показник працездатності даної ЗВР, в її поточних випробуваннях при серійному випуску на заводі. Інтервали вмісту інгредієнтів заявленої ЗВР є звичайними і загальноприйнятими для цих інгредієнтів у виробництві сучасних ЗВР. Підписне Тираж 23 прим. 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