Взрывчатая смесь

Взрывчатая смесь

Реферат

 

Изобретение относится к разработке взрывчатых смесей, используемых для ведения взрывных работ на земной поверхности и в забоях подземных выработок рудников и шахт, не опасных по газу и пыли. Согласно изобретению взрывчатая смесь, содержит аммиачную селитру и горючее. В качестве аммиачной селитры предложено использовать гранулированную аммиачную селитру пониженной насыпной плотности, мелкодисперсную и полидисперсную селитру в различных сочетаниях. В качестве горючего взрывчатая смесь содержит жидкое горючее или твердое горючее различной дисперсности, или их смесь. При этом в качестве жидкого горючего предложено использовать жидкий нефтепродукт или водно-масляную эмульсию, или их смесь, а в качестве твердого горючего - торф или лигнин, или древесную муку, или уголь, и/или карбамид, и/или металлический порошок, и/или взрывчатые индивидуальные соединения, и/или взрывчатые плавкие смеси тротила и гексогеном и/или алюминием, и/или бездымный порох. Изобретение направлено на создание взрывчатой смеси повышенной эффективности за счет повышения ее работоспособности с обеспечением стабильных взрывотехнических характеристик шпуровых и скважинных зарядов. 5 з.п.ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к разработке взрывчатых смесей, используемых для ведения взрывных работ на земной поверхности и в забоях подземных выработок рудников и шахт, не опасных по газу или пыли.

Многообразие условий производства взрывных работ обуславливает различные требования к взрывчатым веществам для получения наибольшего эффекта. Удовлетворение этих требований возможно лишь при наличии достаточно широкого ассортимента взрывчатых веществ, позволяющего выбрать для каждых конкретных условий взрывных работ наиболее эффективное, безопасное и экономически целесообразное взрывчатое вещество.

По химическому составу взрывчатые вещества подразделяются на индивидуальные соединения и взрывчатые смеси. Взрывчатые смеси состоят из окислителя и горючего. Во взрывчатых смесях окислитель - горючее значительная часть тепловой энергии выделяется при взрыве в результате вторичных реакций окисления. Окислители при разложении выделяют свободный кислород, который необходим для окисления горючих веществ или продуктов их разложения (газификации).

Взрывчатые смеси на основе аммиачной селитры как окислителя являются самыми распространенными промышленными взрывчатыми веществами, так как аммиачная селитра имеет хорошо развитую производственную базу изготовления, а взрывчатые смеси на ее основе являются самыми безопасными при изготовлении, хранении и применении. В качестве горючих в них применяются различного рода природные и синтетические жидкие и твердые вещества, в том числе взрывчатые с отрицательным кислородным балансом, такие как тротил, гексоген и другие, и даже водно-масляные эмульсии, которые при взрыве выделяют продукты неполного окисления (окись углерода) или горючие газы (водород, метан и другие) и твердые вещества (сажу).

Известно использование простейшего взрывчатого вещества, являющегося смесью 94-96 мас.% аммиачной селитры (гранулированной, порошкообразной, кристаллической) и 4-6 мас.% жидкого горючего в виде различных марок нефтяных и минеральных масел, которое применяют как на открытых, так и в подземных горных выработках (игданиты в России, солетрол в Польше). В связи с недостаточной чувствительностью к возбуждению детонации, склонностью к затуханию детонации и образованию ядовитых газов при переуплотнении или нарушении сплошности шпуровых зарядов, миграции жидкого горючего они не везде могут быть использованы с достаточной эффективностью. Для предотвращения миграции жидкого горючего и обеспечения постоянства компонентного состава гранулы аммиачной селитры после омасливания обрабатывают различными опудривающими добавками (патенты России №№21993019, Японии №56-155089, 62-133318, 56-155090, ФРГ №3642139, Норвегии №151037 и др.). Для повышения энергетических характеристик в качестве горючего используют энергоемкие металлические порошки, взрывчатые индивидуальные соединения или их смеси (патенты России №№21994030, 2142446, 2114095).

Для повышения стабильности взрывчатых составов известно использование аммиачной селитры повышенной пористости (патенты России №№2138009, 2185354, 2125550, США №№5486247, 3103457, 3279965, 5240524), которые имеют повышенную восприимчивость к детонационному импульсу, характеризуются меньшим критическим диаметром детонации.

Известен взрывчатый состав, содержащий, мас.%: 90,7-26,6 пористой аммиачной селитры; 1,5-4,3 минерального масла или смеси минеральных масел; 5,0-71,9 сыпучего взрывчатого вещества или смеси сыпучих взрывчатых веществ, принятого авторами за прототип (патент России №2185354). Состав однороден и обладает удовлетворительной работоспособностью.

Недостатками состава-прототипа являются:

- длительность и многофазность технологического цикла производства взрывчатой смеси, т.к. предварительно требуется изготовить сыпучее взрывчатое вещество из исходных компонентов (если используется многокомпонентное сыпучее ВВ), а затем произвести сначала смешение аммиачной селитры с минеральным маслом, а затем омасленную аммиачную селитру смешать с сыпучим взрывчатым веществом, что снижает коэффициент использования оборудования, производительность, повышает трудо- и энергозатраты на производство ВВ, а следовательно и его стоимость;

- ограниченность сырьевой базы в использовании жидкого горючего - взрывчатая смесь изготавливается только на минеральном масле или смеси минеральных масел.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности взрывчатой смеси за счет повышения работоспособности, снижения стоимости, упрощения технологической схемы производства, расширения сырьевой базы, обеспечения стабильности взрывотехнических характеристик шпуровых и скважинных зарядов, расширения области применения и ассортимента выпуска ВВ.

Задача была решена разработкой взрывчатой смеси, включающей аммиачную селитру и горючее, которая в качестве аммиачной селитры содержит гранулированную аммиачную селитру с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³, с размером гранул 1,0-2,0 мм - 95-60%, менее 1,0 мм и более 2,0 мм - 5-40% суммарно или гранулированную аммиачную селитру с насыпной плотностью 0,90-1,1 г/см³, с размером гранул 0,3-1,0 мм, или их смесь в соотношении от 4:1 до 1:4, или смесь гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³, с размером гранул 1,0-2,0 мм - 95-60%, менее 1,0 мм и более 2,0 мм - 5-40% суммарно и гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,85-0,98 г/см³, с размером гранул 1-3 мм - не менее 93%, менее 1 мм - не более 4% в соотношении от 6:1 до 1:2, или смесь гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³, с размером гранул 1,0-2,0 мм - 95-60%, менее 1,0 мм и более 2,0 мм - 5-40% суммарно и порошкообразной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,80-1,15 г/см³, с размером частиц 0,005-0,5 мм с соотношении от 5:1 до 1:5, или смесь гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,90-1,1 г/см, с размером гранул 0,3-1,0 мм и порошкообразной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,80-1,15 г/см³, с размером частиц 0,005-0,5 мм в соотношении от 3:1 до 1:3, а в качестве горючего она содержит жидкое горючее - жидкий нефтепродукт или водно-масляную эмульсию, включающую, мас.%: 60-69 аммиачной селитры, 11,7-16,2 натриевой или кальциевой селитры, 12-16 воды, 4,1-8,5 жидкого нефтепродукта или смесь жидкого нефтепродукта с петролатумом, 1,0-2,0 эмульгатора, 0,001-0,01 технологической добавки, или их смесь, или твердое горючее - порошкообразное органическое горючее с размером частиц 0,007-4,05 мм, например торф, или лигнин, или древесная мука, или уголь, и/или карбамид с размером частиц 0,001-2,0 мм, и/или металлические порошки с размером частиц 0,005-0,7 мм, например, ферросилиций или алюминий, или алюминий кремнистый, или силикокальций, и/или взрывчатые индивидуальные соединения, например гексоген или октоген с размером частиц 0,005-1,0 мм, и/или тротил порошкообразный, или чешуированный, или гранулированный, или утилизируемый с размером частиц до 50 мм, и/или взрывчатые плавкие смеси тротила с гексогеном и/или алюминием с размером частиц 0,01-60 мм, и/или бездымный порох с размером частиц 0,01-60 мм, и/или смесь твердых горючих, или смесь жидких и твердых горючих в любых соотношениях при следующем соотношении компонентов, мас.%: аммиачная селитра 19-98; жидкое или твердое горючее, или их смесь в любых соотношениях 81-2.

Во взрывчатую смесь дополнительно сверх 100% может быть введено до 5 мас.% воды в процессе изготовления или механизированного заряжания шпуров и скважин; в качестве бездымного пороха может использоваться зерненый, сферический, пластинчатый или трубчатый измельченный пироксилиновый порох, или измельченный баллиститный артиллерийский порох, или измельченное баллиститное ракетное твердое топливо; в водно-масляной эмульсии в качестве технологической добавки может использоваться щавелевая кислота или диаммоний фосфат, а также могут быть введены сверх 100% сенсибилизирующие добавки, например перлитовый песок, или стеклянные или силикатные микросферы, или нитрит натрия до 6 мас.%.

Характеристики предлагаемой аммиачной селитры в сравнении с пористой аммиачной селитрой состава-прототипа и пористой аммиачной селитрой зарубежного производства (Франции) приведены в таблице 1.

Как следует из табл.1, выбранная авторами аммиачная селитра отличается от аммиачной селитры состава-прототипа и зарубежной по гранулометрическому составу и насыпной плотности.

Выбор и соотношение компонентов, их характеристики обуславливались необходимостью обеспечения эксплуатационных, энергетических и детонационных параметров взрывчатых смесей, взрывотехнических характеристик шпуровых и скважинных зарядов на их основе, а при ведении взрывных работ в подземных условиях - ограничения по количеству ядовитых газов, выделяемых при взрыве ВВ.

При выборе промышленного ВВ кроме требуемых детонационных, энергетических и эксплуатационных характеристик необходимо учитывать экономический фактор: стоимость сырья, наличие отечественной сырьевой базы и производственных мощностей для изготовления компонентов и ВВ на их основе.

Повышение детонационной способности аммиачно-селитренных взрывчатых смесей может быть достигнуто за счет:

- использования гранулированной аммиачной селитры пониженной насыпной плотности (пористой),

- использования мелкодисперсной гранулированной аммиачной селитры;

- использования полидисперсной аммиачной селитры разной структуры;

- типа горючего.

Массовая доля горючего в предлагаемой взрывчатой смеси выбиралась из следующих соображений.

Экспериментально установлено, что взрывчатые смеси (аммиачная селитра - жидкий нефтепродукт) на основе непористой аммиачной селитры с размером гранул 1-3 мм, насыпной плотностью 0,85-0,98 г/см³ (ГОСТ 2-85) обладают максимальной чувствительностью к детонационному импульсу при 2-4% жидкого горючего, на основе гранулированной пористой аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³ и мелкодисперсной с насыпной плотностью 0,9-1,1 г/см³ - при 5-8% жидкого нефтепродукта. Содержание жидкого нефтепродукта может быть увеличено до 8 мас.% без значительной потери энергетических характеристик взрывчатой смеси за счет повышенного объема газов, образующихся при ее взрывчатом разложении. В качестве жидкого горючего в предлагаемых взрывчатых смесях на основе выбранной аммиачной селитры - гранулированной с размером гранул 1-2 мм и 0,3-1 мм, порошкообразной с размером частиц 0,005-0,5 мм и их смесей, могут использоваться жидкий нефтепродукт в виде масел и топлив с различной вязкостью и температурой застывания или водно-маслянные эмульсии первого, или второго родов, или их смеси, содержание которых в заявляемой взрывчатой смеси по экспериментальным данным может достигать 81 мас.% в зависимости от требований, предъявляемых к качеству взорванной горной массы и условий ведения взрывных работ.

Для ведения взрывных работ по крепким и особо крепким породам наряду с повышением детонационной способности и стабильности взрывчатой смеси необходимо повысить ее мощность, сыпучесть, что достигается использованием в качестве горючего металлических порошков, порошков органического происхождения, взрывчатых индивидуальных соединений или смесей взрывчатых соединений определенного гранулометрического состава.

Твердые горючие - порошкообразные органические (торф, лигнин, уголь, древесная мука и другие), порошки некоторых металлов и их сплавов (ферросилиций, силикокальций, алюминий, алюминий кремнистый), порошкообразные или измельченные индивидуальные взрывчатые соединения или их смеси (гексоген, октоген, тротил, плавленые смеси тротила с гексогеном и/или алюминием, бездымные пороха), имея различный элементный состав, теплоту образования, кислородный баланс позволяют компоновать взрывчатые смеси с широким спектром энергетических и эксплуатационных свойств, что повышает эффективность применения и расширяет область использования взрывчатых смесей аммиачная селитра - горючее.

Твердое горючее в предлагаемой взрывчатой смеси кроме функции горючего выполняет одновременно и другую роль. Так например, экспериментально установлено, что полидисперсное порошкообразное органическое горючее (торф, лигнин и другие), опудривая поверхность аммиачной селитры, защищает ее от слеживания и воздействия атмосферной влаги; а в составах, содержащих одновременно жидкое горючее и твердое взрывчатое соединение, например тротил, дополнительно снижает флегматизирующее действие жидкого горючего, т. е. выполняет роль сенсибилизатора; повышает сыпучесть, гарантийные сроки хранения взрывчатой смеси, улучшает санитарно-гигиенические условия при заряжании шпуров и скважин. Замена жидкого горючего на твердое, например карбамид, позволяет расширить область применения предлагаемой взрывчатой смеси - вести взрывные работы в сульфидсодержащих породах и рудах.

На детонационную способность взрывчатых смесей аммиачная селитра - горючее существенное влияние оказывает соотношение площадей контакта окислителя и горючего.

Использование заявляемой гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³ с размером гранул 1,0-2,0 мм вместо аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,76-0,84 г/см³ с размером гранул 1-3 мм состава-прототипа более предпочтительно, так как у пористой мелкодисперсной гранулированной аммиачной селитры гранулы меньшего размера пронизаны порами меньшего диаметра, меньше толщина стенки; при разрушении она лучше сохраняет пористую структуру. Термический распад и газификация гранул аммиачной селитры происходит с поверхности (наружной и внутри пор). Чем больше эта поверхность, тем больше точек воспламенения и центров детонации и, следовательно, выше скорость детонации.

Мелкодисперсная гранулированная (плотная) с размером гранул 0,3-1 мм и смеси гранулированной (пористой и плотной) селитры с порошкообразной с размером частиц 0,005-0,5 мм имеют более развитую общую поверхность соприкосновения с горючим, что приводит к повышению впитывающей и удерживающей способности гранул и частиц аммиачной селитры и улучшению детонационной способности предлагаемой взрывчатой смеси. Порошкообразная и мелкодисперсная гранулированная аммиачная селитра в полидисперсных смесях аммиачной селитры выбранного соотношения являются сенсибилизаторами, повышают детонационную способность предлагаемой взрывчатой смеси. Полидисперсность аммиачной селитры повышает плотность заряжания шпуровых и скважинных зарядов. Взрывчатая смесь не теряет способности к хорошему транспортированию при заряжании с использованием пневматических устройств.

Известно, что гексоген, октоген, тротил как индивидуальные соединения являются весьма мощными и высокодетонационными ВВ. Влияние гексогена и тротила на детонационную способность взрывчатых смесей аммиачная селитра - горючее различно и зависит от их фракционного состава. Детонационная способность взрывчатых смесей аммиачная селитра - тротил повышается с увеличением дисперсности окислителя и горючего, а взрывчатой смеси аммиачная селитра - гексоген (октоген) - с повышением размера частиц гексогена, так как время реакции гексогена в детонационной волне примерно в 300 раз меньше, чем у аммиачной селитры. Улучшение детонационной способности предлагаемой взрывчатой смеси достигается выбранной пористой гранулированной аммиачной селитрой с размером гранул 1-2 мм, или плотной мелкодисперсной гранулированной с размером гранул 0,3-1,0 мм, или их смеси, или смесей гранулированной аммиачной селитры с порошкообразной с размером частиц 0,005-0,5 мм и использованием более крупного гексогена, так как в этом случае создаются более благоприятные условия для непосредственного контакта между частицами окислителя (аммиачной селитры) и горючего (гексогена).

Плавленые смеси тротила с гексогеном и/или алюминием, бездымные пороха являются продуктами утилизации. Их разделение на индивидуальные соединения практически невозможно и экономически нецелесообразно. Они измельчаются до размера частиц (кусков) приблизительно 60 мм любой формы без отсева мелочи. Измельчение до меньшего размера небезопасно и экономически невыгодно. Зерненые, сферические и пластинчатые бездымные пороха вводятся в состав взрывчатой смеси без измельчения. Трубчатые бездымные пороха и баллиститное ракетное твердое топливо измельчаются до размера частиц 60 мм без отсева мелочи. Выбранная аммиачная селитра позволяет получать взрывчатые смеси на ее основе с высокими взрывотехническими характеристиками.

Выбранный гранулометрический состав органического (0,007-4,05 мм) и металлического (0,005-0,7 мм) горючих, аммиачной селитры обеспечивает равномерное распределение горючего в среде мелкодисперсного окислителя, сыпучесть, постоянство компонентного состава взрывчатой смеси как в процессе хранения, транспортирования, так и при заряжании шпуров и скважин.

Работоспособность в горных породах шпуровых и скважинных зарядов зависит от плотности заряжания, которая в свою очередь определяется насыпной плотностью взрывчатой смеси.

Оптимизация насыпной плотности взрывчатой смеси при взрывании разнотипных горных пород осуществляется за счет выбора типа заявляемой аммиачной селитры и вида горючего. Полная или частичная замена жидкого горючего на твердое с большей насыпной плотностью приводит к повышению насыпной плотности взрывчатой смеси, а следовательно, и плотности заряжания.

В зависимости от типа и количества горючего уровень энергетических, детонационных и эксплуатационных характеристик взрывчатой смеси разный, что позволяет дифференцированно проектировать взрывные работы за счет изменения соотношения между компонентами в заявляемых пределах.

В предлагаемой взрывчатой смеси может содержаться одновременно 2-81 мас.% различных твердых горючих в любых сочетаниях, например тротил и карбамид; порошкообразное органическое и металлическое горючее, тротил. Обработка выбранной более мелкой аммиачной селитры жидким горючим ускоряет процесс газификации и обеспечивает полноту взаимодействия окислителя с твердым горючим. 2-81 мас.% горючего может содержаться в виде смеси жидких и твердых горючих в любых сочетаниях.

Стоимость предлагаемой взрывчатой смеси на 10-15% ниже в сравнении с прототипом за счет упрощения технологической схемы производства предлагаемой взрывчатой смеси. Взрывчатая смесь изготавливается за один прием загрузки смесителя, а не в два, как это имеет место для состава-прототипа, что повышает коэффициент использования оборудования, снижаются трудо- и энергозатраты.

Производство выбранной аммиачной селитры пониженной насыпной плотности, мелкодисперсной гранулированной, порошкообразной осуществляется на существующих мощностях по производству аммиачной селитры, предназначенной для использования во взрывчатых веществах и минеральных удобрениях в сельском хозяйстве (ГОСТ 2-85, ТУ 113-03-00203789-16-93) без реконструкции оборудования и дополнительных капвложений.

Для изготовления заявляемой взрывчатой смеси используется только отечественное сырье. Жидкие нефтепродукты - дизельное топливо, топочный мазут, минеральные масла (индустриальное, приборное, соляровое, веретенное и др.) имеют близкий компонентный состав и термодинамические характеристики, поэтому взаимозаменяемы и могут использоваться в предлагаемой взрывчатой смеси как самостоятельно, так и в виде смеси.

Реализация существенных признаков заявляемой взрывчатой смеси позволяет получить требуемый технический результат, что доказывается экспериментально на специально изготовленных образцах, составы которых приведены в табл.2-6. Эффективность предлагаемой взрывчатой смеси оценивали по работоспособности, стабильности взрывотехнических характеристик, определяемых насыпной плотностью, скоростью детонации, чувствительностью к первичным средствам инициирования шпуровых и скважинных зарядов. Работоспособность определялась методом воронкообразования - по объему воронки, образующейся при взрыве. При проведении опытных взрывов массы зарядов типы и массы боевиков, условия инициирования, крепость горной породы, диаметр и глубина скважин для предлагаемой взрывчатой и эталонной смесей брались одинаковыми. По результатам взрывов определялся удельный расход предлагаемой и эталонной смесей. Коэффициент относительной работоспособности (Квв) - отношение удельного расхода испытуемой взрывчатой смеси (Кис.см.) к удельному расходу эталонного ВВ (Кэт). Чем меньше коэффициент относительной работоспособности, тем эффективнее ВВ. В качестве эталона использовались взрывчатые смеси на основе пористой аммиачной селитры ТУ 113-03-00203789-16-93 по составу, аналогичному испытуемым образцам.

В табл.2 представлены результаты испытаний взрывчатых смесей, изготовленных на основе всех типов заявляемой аммиачной селитры с выбранными параметрами по насыпной плотности и размеру гранул (частиц), заявляемому соотношению типов аммиачных селитр, содержащих одинаковое количество одного и того же горючего.

Как следует из данных табл.2, заявляемая взрывчатая смесь по работоспособности превосходит эталон, что позволяет расширить сетку бурения скважин, а значит снизить стоимость буровзрывных работ. Заявляемая взрывчатая смесь на основе аммиачной селитры с выбранными параметрами по насыпной плотности и размеру гранул (частиц), а также смесей аммиачных селитр в заявляемых соотношениях обеспечивает получение основного технического результата изобретения - повышение работоспособности, обеспечение стабильности взрывотехнических характеристик, расширение сырьевой базы и области применения, снижение стоимости, то есть заявляемые типы аммиачных селитр и их смеси в заявляемых соотношениях равноценны и взаимозаменяемы. Изготовленные образцы взрывчатой смеси имели однородный состав, сохраняли стабильность детонационных и эксплутационных характеристик в течение гарантийного срока хранения и использования. Экспериментально установлено, что заявляемая взрывчатая смесь вышеуказанного состава равноценна по работоспособности граммониту 79/21 ГОСТ 21988-76, но заявляемая взрывчатая смесь на 40-45% дешевле граммонита 79/21.

Учитывая взаимозаменяемость заявляемых типов аммиачной селитры и ее смесей результаты испытаний взрывчатых смесей, изготовленных с использованием различных жидких и твердых горючих, смесей твердых и жидких горючих, приведены в таблицах 3-6 для отдельных типов предлагаемой аммиачной селитры.

Как следует из данных табл.3, 4, заявляемая взрывчатая смесь, содержащая 2-81% жидкого горючего (жидкий нефтепродукт, эмульсия), превосходит эталон по работоспособности. Совместное использование жидкого и твердого горючего (металлических порошков) приводит к повышению работоспособности взрывчатой смеси (табл.4). Аммиачная селитра пониженной насыпной плотности во взрывчатой смеси, содержащей в качестве горючего эмульсию, выполняет дополнительно роль сенсибилизатора. При этом достигаются основные технические результаты изобретения: расширение области использования - заявляемая взрывчатая смесь в зависимости от типа жидкого горючего может использоваться как в сухих, так и обводненных скважинах при ведении взрывных работ по породам различной крепости; расширение ассортимента выпуска взрывчатых веществ, что позволяет дифференцирование проектировать взрывные работы в зависимости от горно-геологических условий и требований к получаемой горной породе; снижение стоимости ведения взрывных работ.

В табл.5 приведены результаты испытаний взрывчатых смесей, изготовленных на одной и той же аммиачной селитре, но содержащих различные виды твердых горючих или смесей твердых горючих.

Как следует из данных табл.5, взрывчатая смесь, содержащая разное количество одной и той же заявляемой аммиачной селитры, но различные виды и количество твердых горючих, обеспечивает получение одного и того же технического результата изобретения. Изменяя тип и количество горючего, можно получать взрывчатые смеси с различными детонационными и энергетическими параметрами, что позволяет проектировать взрывные работы в зависимости от горно-геологических условий ведения взрывных работ и требований к получаемой горной породе.

В табл.6 приведены результаты испытаний взрывчатых смесей, изготовленных на одной и той же аммиачной селитре, но содержащих смесь твердых и жидких горючих в разных сочетаниях.

Как следует из табл.6, смесь жидких и твердых горючих в заявляемой взрывчатой смеси обеспечивает получение основного технического результата изобретения.

В предлагаемой взрывчатой смеси достигаются основные технические результаты:

- повышение работоспособности за счет использования аммиачной селитры с заявленными значениями насыпной плотности и размера гранул (частиц), заявляемого соотношения выбранных типов аммиачных селитр, жидких или твердых горючих с выбранным размером частиц или смеси твердых и жидких горючих, соотношения компонентов. Экспериментально установлено, что заявляемая аммиачная селитра имеет поверхность гранул (частиц) в 1,5-2 раза большую, чем у прототипа, что способствует более равномерному распределению горючего по поверхности окислителя. Размер частиц и полидисперсность выбранных аммиачных селитр и твердых горючих обеспечивает полноту завершения взрывчатого превращения окислителя и горючего взрывчатой смеси, приводит к повышению ее детонационных параметров.

- снижение стоимости за счет упрощения технологической схемы производства заявляемой взрывчатой смеси, расширения сетки бурения скважин;

- использование отечественного сырья, в частности аммиачной селитры, не уступающей по своим характеристикам лучшим зарубежным образцам, имеющей в 2-3 раза меньшую стоимость;

- обеспечение стабильности взрывотехнических характеристик скважинных и шпуровых зарядов за счет сохранения постоянства состава взрывчатой смеси в процессе хранения, транспортирования и применения;

- расширение области применения за счет изменения соотношения компонентов в заявляемых пределах, обеспечивающих возможность ведения взрывных работ по сухим и обводненным породам различной крепости, в шпурах и скважинах различного диаметра;

- расширение ассортимента выпуска взрывчатых веществ за счет использования разных горючих, обеспечивающих получение требуемого уровня детонационных характеристик взрывчатой смеси применительно к условиям ведения взрывных работ.

Заявляемая взрывчатая смесь на основе выбранных аммиачных селитр и смесей аммиачных селитр, различных жидких и/или твердых горючих, их смесей изготовлена и поставлена на карьеры. Изготовление взрывчатой смеси осуществлялось на существующем оборудовании производства аммиачно-селитренных взрывчатых веществ как в условиях заводов-изготовителей взрывчатых веществ, так и на стационарных пунктах ведения взрывных работ.

Проведены испытания с положительными результатами в шпурах диаметром 40-60 мм и скважинах диаметром 105-256 мм по сухим и обводненным горным породам различной крепости в интервале температур от минус 50 до плюс 50С.

Экспериментально установлено, что заявляемая взрывчатая смесь на основе выбранных аммиачных селитр или смесей аммиачных селитр с выбранной насыпной плотностью и размером гранул (частиц) не уступает по эффективности взрывчатой смеси, изготовленной на лучших образцах аммиачной селитры зарубежного производства, в частности на нитрате аммония OLAN HLD фирмы “Grande paroisse” Франции.

Формула изобретения

1. Взрывчатая смесь, включающая аммиачную селитру и горючее, отличающаяся тем, что в качестве аммиачной селитры она содержит гранулированную аммиачную селитру с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³, с размером гранул 1,0-2,0 мм - 95-60%, менее 1,0 мм и более 2,0 мм - 5-40% суммарно или гранулированную аммиачную селитру с насыпной плотностью 0,90-1,1 г/см³, с размером гранул 0,3-1,0 мм, или их смесь в соотношении от 4:1 до 1:4, или смесь гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³, с размером гранул 1,0-2,0 мм - 95-60%, менее 1,0 мм и более 2,0 мм - 5-40% суммарно и гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,85-0,98 г/см³, с размером гранул 1-3 мм - не менее 93%, менее 1 мм - не более 4% в соотношении от 6:1 до 1:2, или смесь гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,60-0,80 г/см³, с размером гранул 1,0-2,0 мм - 95-60%, менее 1,0 мм и более 2,0 мм - 5-40% суммарно и порошкообразной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,80-1,15 г/см³, с размером частиц 0,005-0,5 мм в соотношении от 5:1 до 1:5, или смесь гранулированной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,90-1,1 г/см³, с размером гранул 0,3-1,0 мм и порошкообразной аммиачной селитры с насыпной плотностью 0,80-1,15 г/см³, с размером частиц 0,005-0,5 мм в соотношении от 3:1 до 1:3, в качестве горючего она содержит жидкое горючее, или твердое горючее, или их смесь, при этом в качестве жидкого горючего она содержит жидкий нефтепродукт или водно-масляную эмульсию, включающую 60-69 мас.% аммиачной селитры, 11,7-16,2 мас.% натриевой или кальциевой селитры, 12-16 мас.% воды, 4,1-8,5 мас.% жидкого нефтепродукта или смесь жидкого нефтепродукта и петролатума, 1,0-2,0 мас.% эмульгатора, 0,001-0,01 мас.% технологической добавки, или их смесь, в качестве твердого горючего она содержит порошкообразное органическое горючее с размером частиц 0,007-4,05 мм - торф, или лигнин, или древесная мука, или уголь, и/или карбамид с размером частиц 0,001-2,0 мм, и/или металлический порошок с размером частиц 0,005-0,7 мм - порошок ферросилиция, или алюминия, или алюминия кремнистого, или силикокальция, и/или взрывчатые индивидуальные соединения - гексоген или октоген с размером частиц 0,005-1,0 мм и/или тротил порошкообразный, или чешуированный, или гранулированный, или утилизируемый с размером частиц до 50 мм, и/или взрывчатые плавкие смеси тротила с гексогеном и/или алюминием с размером частиц 0,01-60 мм, и/или бездымный порох с размером частиц 0,01-60 мм, и/или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Аммиачная селитра 19-98

Жидкое или твердое горючее или их смесь 81-2

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта она содержит дизельное топливо, или топочный мазут, или минеральные масла, или их смесь.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гранулированного тротила она содержит гранулотол.

4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно сверх 100 мас.% содержит до 5 мас.% воды, которая введена в процессе изготовления смеси или в процессе механизированного заряжания шпуров и скважин.

5. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве технологической добавки щавелевую кислоту или диаммоний фосфат.

6. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит водно-масляную эмульсию, которая дополнительно содержит сверх 100 мас.% перлитовый песок, или стеклянные или силикатные микросферы, или нитрит натрия до 6 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15