Взрывчатое вещество

Взрывчатое вещество

Реферат

Изобретение относится к разработке взрывчатых веществ на основе пироксилиновых и баллиститных порохов, используемых для ведения взрывных работ скважинным методом в горнодобывающей промышленности и строительстве.

Известен ряд допущенных к применению смесевых взрывчатых веществ с использованием зерненых и пироксилиновых порохов с толщиной горящего свода от 0,4 до 2,2 мм, а также трубчатых баллиститных и пироксилиновых измельченных до размеров 0,1-20,0 мм порохов (далее «пороха») в рецептурах. Эти смеси порохов с нефтепродуктами с добавкой аммиачной селитры не отвечают всем требованиям безопасности и, в частности, выделяют значительное количество токсичной пыли при заряжании, что ухудшает санитарно-гигиенические условия при ведении взрывных работ. Для снижения чувствительности указанных взрывчатых веществ и пыления в их состав добавляют различные минеральные масла. Однако масло из-за высокого поверхностного натяжения и гидрофильных поверхностей пороха и селитры неравномерно распределяется по составу, что приводит к снижению взрывчатых характеристик и повышению объемов выделения ядовитых газов при взрыве.

Наиболее близким (прототипом) к заявляемому взрывчатому веществу по составу применяемых компонентов и области назначения является взрывчатое вещество по ТУ 7276-019-11692478-98. Это взрывчатое вещество содержит жидкий нефтепродукт, например дизельное топливо и бездымные пороха (пироксилиновый зерненный или трубчатый баллиститный порох или пироксилиновый измельченный порох). Помимо названных компонентов взрывчатое вещество по указанному ТУ содержит аммиачную селитру, а соотношение входящих в него компонентов представлено следующим образом (мас.%): аммиачная селитра 69,8-86,3; порох 10,0-30,0; жидкий нефтепродукт 0,2-3,7.

Недостатками указанного взрывчатого вещества являются:

- неоднородность состава по высоте колонки заряда из-за различной плотности входящих в него компонентов;

- из-за неравномерности структуры взрывчатого вещества выделяется много ядовитых газов и снижены взрывчатые характеристики;

- затруднено применение в сульфидсодержащих рудах по причине взаимодействия с ними компонентов взрывчатого вещества.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является получение однородного состава взрывчатой смеси на основе пироксилиновых и баллиститных порохов, что улучшает взрывчатые характеристики и уменьшает выделение ядовитых газов при взрыве, а также исключает взаимодействие с сульфидными рудами.

Указанная задача решается тем, что взрывчатое вещество, содержащее жидкий нефтепродукт и бездымные пороха или их смеси, дополнительно содержит эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества, в качестве которого используют продукты конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или их смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот С₁₇-С₂₅ или жирных кислот таллового масла. При этом в качестве бездымных порохов могут быть использованы пироксилиновый порох, дробленая пироксилиновая трубка, дробленая баллиститная трубка, дробленый минометный ленточный порох, минометный пластинчатый порох, дробленое баллиститное ракетное твердое топливо. Для повышения взрывчатых характеристик в состав взрывчатого вещества может быть добавлена аммиачная или калиевая селитра. Для ведения взрывных работ в сульфидсодержащих породах в состав взрывчатого вещества необходимо включать добавки мела или уротропина или их смеси.

В зависимости от компонентного состава заявляемое взрывчатое вещество может быть неводоустойчивым (при наличии аммиачной или калиевой селитры), пригодным для применения только в сухих скважинах диаметром не менее 130 мм, или водоустойчивым (без аммиачной или калиевой селитры), пригодным для применения в обводненных скважинах (или в обводненной части скважин) диаметром не менее 190 мм.

При этом обеспечивается равномерность компонентного состава до 99,5-100%, чему способствует введение в состав поверхностно-активного вещества и снижение выделения пыли при производстве и заряжании взрывчатого вещества в скважины на 0,6-2,3 мг/м³. В качестве жидкого нефтепродукта может использоваться, например, индустриальное масло или дизельное топливо.

Благодаря сбалансированному содержанию входящих в состав компонентов предлагаемое взрывчатое вещество в различных вариантах обладает высокими детонационными показателями при относительно малом пылевыделении.

Процесс изготовления водоустойчивого взрывчатого вещества предлагаемого состава состоит из следующих последовательных операций:

прием зерненого пироксилинового пороха и дробленой пироксилиновой трубки (дробленой баллиститной трубки, дробленого минометного ленточного пороха, минометного пластинчатого пороха, дробленого баллиститного ракетного твердого топлива); прием жидкого нефтепродукта - флегматизатора (масло индустриальное или масло приборное или дизельное топливо или мазут топочный); смешение зерненого пироксилинового пороха с дробленой пироксилиновой трубкой (дробленой баллиститной трубкой, дробленым минометным ленточным порохом, минометным пластинчатым порохом, дробленым баллиститным ракетным твердым топливом); флегматизация смеси порохов.

Процесс изготовления неводоустойчивого взрывчатого вещества предлагаемого состава состоит из следующих последовательных операций:

прием зерненого пироксилинового пороха и дробленой пироксилиновой трубки (дробленой баллиститной трубки, дробленого минометного ленточного пороха, минометного пластинчатого пороха, дробленого баллиститного ракетного твердого топлива); прием селитры аммиачной водоустойчивой или селитры аммиачной гранулированной или измельченной селитры калиевой; прием жидкого нефтепродукта - флегматизатора; смешение порохов; смещение смеси пороха с селитрой; флегматизация смеси пороха с селитрой (омасливание).

Предлагаемое взрывчатое вещество может упаковываться в полиэтиленовые мешки-вкладыши, полипропиленовые мешки, в том числе полипропиленовые мешки из-под сыпучих пищевых продуктов, в бумажные мешки соответствующих типов.

Предлагаемое взрывчатое вещество полностью детонирует от промежуточных детонаторов, допущенных в установленном порядке для этих целей, при этом общая масса шашек-детонаторов или патронов в связке должна составлять не менее 800 г.

Сравнительные характеристики предлагаемых взрывчатых веществ и взрывчатых веществ по прототипу (ТУ 7276-019-11692478-98) приведены в нижеследующей таблице. Из таблицы видно, что по сравнению с прототипом предлагаемые взрывчатые вещества обладают рядом преимуществ: за счет существенного повышения равномерности компонентного состава скорость детонации у них не ниже, чем у прототипа, а как правило - выше, при этом значительно снижено пыление и при введении мела или уротропина обеспечивается возможность взрывания сульфидных руд.

Наименование компонентов и показателей	Прототип	Предлагаемые составы
1	2	3
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,9	1,9	1,9	1.9
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	-	0,05	0,1	0,075
Аммиачная селитра	78,1	-	10,0	65,0
Бездымный порох (порох пироксилиновый)	20,0	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	96,6	99,8	100	100
Выделение пыли, мг/кг	2,7	1,6	1,2	1,3
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Да	Да	Да
Водоустойчивость	Нет	Да	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	4,8	5,2	4,9	5,0
Наименование компонентов и	Предлагаемые составы
показателей	4	5	6	7
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,5	2,5	2,0
ПАВ: смесь продукта конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином и эфира пентаэритрита и жирных кислот С17-C15 или жирных кислот таллового масла (соотн. от 0,1:1,0 до 1,0:0,1)	0,01	0,05	0,1	0,075
Аммиачная селитра	10,0	30,0	65,0	40,0
Бездымный порох (порох баллиститный трубчатый дробленый с размерами фракций от 0,1-20,0 мм)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	100	100	100	100
Выделение пыли, мг/кг	2,1	2,0	1,6	1,7
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Да	Да	Да
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	6,0	5,2	5,4	5,8

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
8	9	10	11
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,0	1,0	1,0
ПАВ: смесь продукта конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином и эфира пентаэритрита и жирных кислот С17-C25 или жирных кислот таллового масла (соотн. от 0,1:1,0 до 1,0:0,1)	0,01	0,05	0,1	0,075
Аммиачная селитра	10,0	25,0	65,0	50,0
Бездымный порох (порох баллиститный)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,7	100	100	100
Выделение пыли, мг/кг	1,3	1,1	0,9	1,0
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Да	Да	Да
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	4,9	5,4	6,1	5,3

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
12	13	14	15
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,0	2,5	2,0
ПАВ: продукта конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачная селитра	-	5,0	65,0	30,0
Мел	0,5	2,0	2,0	1,0
Бездымный порох (порох пироксилиновый)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,4	99,5	99,2	99,3
Выделение пыли, мг/кг	1,4	1,3	0,6	0,8
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Да	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	5,6	5,0	5,4	5,8

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
16	17	18	19
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,2	2,5	2,0
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачно-калиевая селитра	10,0	15,0	65,0	30,0
Уротропин	0,2	1,0	2,0	1,0
Бездымный порох (порох баллиститный)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,9	100	100	99,5
Выделение пыли, мг/кг	1,0	1,1	0,5	0,4
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	5,6	6,2	5,6	5,2

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
20	21	22	23
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,2	2,5	2,0
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачно-калиевая селитра	10,0	15,0	65,0	30,0
Уротропин	0,2	1,0	2,0	1,0
Бездымный порох (порох баллиститный ленточный минометный размером 0,1×1,0×10,0 мм)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,9	100	100	99,5
Выделение пыли, мг/кг	1,0	1,1	0,5	0,4
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	4,8	5,7	4,8	6,1

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
24	25	26	27
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,2	2,5	2,0
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачно-калиевая селитра	10,0	15,0	65,0	30,0
Уротропин	0,2	1,0	2,0	1,0
Бездымный порох (порох баллиститный ленточный минометный размером 2,0×6,0×80,0 мм)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,9	100	100	99,5
Выделение пыли, мг/кг	1,0	1,1	0,5	0,4
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	4,6	5,5	4,7	5,9

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
28	29	30	31
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,2	2,5	2,0
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачно-калиевая селитра	10,0	15,0	65,0	30,0
Уротропин	0,2	1,0	2,0	1,0
Смесь бездымных порохов (порох баллиститный ленточный минометный и пироксилиновый порох в соотношении 1:1 размером 0,2×3,0×40 мм)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,9	100	100	99,6
Выделение пыли, мг/кг	1,0	1,0	0,4	0,3
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	4,8	5,7	4,8	6,1

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
32	33	34	35
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,2	2,5	2,0
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачно-калиевая селитра	10,0	15,0	65,0	30,0
Уротропин	0,2	1,0	2,0	1,0
Смесь бездымных порохов (порох баллиститный ленточный минометный и пироксилиновый порох в соотношении 1:4 размером 0,2×3,0×40 мм)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,9	100	100	99,6
Выделение пыли, мг/кг	1,0	1,0	0,4	0,3
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	4,7	5,5	4,5	5,7

Наименование компонентов и показателей	Предлагаемые составы
36	37	38	39
Компонентный состав, %
Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут)	1,0	1,2	2,5	2,0
ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином	0,01	0,05	0,1	0,05
Аммиачно-калиевая селитра	10,0	15,0	65,0	30,0
Уротропин	0,2	1,0	2,0	1,0
Смесь бездымных порохов (порох баллиститный ленточный минометный и пироксилиновый порох в соотношении 3:1 размером 0,2×3,0×40 мм)	До 100%	До 100%	До 100%	До 100%
Равномерность компонентного состава, %	99,9	100	100	99,6
Выделение пыли, мг/кг	1,0	1,0	0,4	0,3
Взаимодействие с сульфидными рудами	Да	Нет	Нет	Нет
Водоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет
Скорость детонации, км/сек	5,1	5,9	5,0	6,2

1. Взрывчатое вещество, содержащее жидкий нефтепродукт и бездымные пороха или смеси бездымных порохов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества, представляющего собой продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или его смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот С₁₇-С₂₅ или жирных кислот таллового масла, а входящие компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

жидкий нефтепродукт	1,0-2,5
продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или его смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот C17-C25 или жирных кислот таллового масла	0,01-0,1
бездымные пороха или их смеси	до 100,0

2. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит до 65 мас.% аммиачной селитры или смеси аммиачной и калиевой селитры.

3. Взрывчатое вещество по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 1-2 мас.% уротропина или мела или их смеси.