Взрывчатый состав на основе аммиачной селитры

Взрывчатый состав на основе аммиачной селитры

Реферат

Изобретение относится к гранулированным промышленным взрывчатым веществам на основе гранулированной аммиачной селитры, которые применяются на взрывных работах в карьерах и подземных рудниках (шахтах) горнодобывающих предприятий при добыче полезных ископаемых.

Известен ряд взрывчатых составов с использованием аммиачной селитры и тротила - граммониты.

Граммонит 79/21 ГОСТ 21988-76 представляет собой механическую смесь гранул аммиачной селитры и чешуек тротила или смесь гранул селитры, гранул тротила и чешуек тротила в соотношении: селитра - 79,0±1,5%, тротил - 21,0±1,5%.

Граммониты 50/50, 50/50-В, 30/70, 30/70-В ГОСТ 21988-76 представляют собой механическую смесь гранул селитры и тротила в соотношениях: селитра - 50⁺⁴ _-6% и тротил - 50⁺⁶ _-4%; селитра - 50±3% и тротил - 50±3%; селитра - 30±5% и тротил - 70±5%; селитра - 30±4% и тротил - 70±4% соответственно.

Граммонит 82/18 ТУ 84-1025-84 представляет собой механическую смесь гранул селитры и тротила в соотношении: селитра - 82,0±1,5% и тротил - 18,0±1,5%.

Граммонит Т-5 ТУ 727600-046-0017.37.69-98 представляет собой механическую смесь гранул селитры (90,5±1,5%), чешуированного тротила (5,0±0,6%), твердых и жидких горючих добавок - угольного порошка (3,0±0,8%) и дизельного топлива или нефтяного экстракта или их смеси (1,5±0,4%).

Граммониты М-5, M-10, М-15, М-21 представляют собой механическую смесь гранул селитры (89,6±1,2%, 86,3±2,0%, 82,9±2,0%, 79,0±1,5% соответственно), гранулированного тротила (5,0±0,6%, 10,0±1,5%, 15,0±1,5%, 21,0±1,5% соответственно) и твердой горючей добавки - угольного порошка (5,4±0,6%, 3,7±0,5%, 2,1±0,5%, 0% соответственно).

Граммонит ТМ ТУ 84-08628424-740-2002 представляет собой механическую смесь гранул селитры (79,3% гранулированной селитры и 4,0% селитры водоустойчивой), гранулированного тротила (15,0%) и жидкой горючей добавки - нефтепродукта (1,7%).

Граммотолы 5, 10, 15, 20 ТУ 7276-016-11692478-98 представляют собой механическую смесь гранул селитры или гранул пористой селитры (90,8±3,0%, 87,0±3,0%, 83,9±3,0%, 79,0±3,0% соответственно), гранулированного или чешуированного тротила (5,0±1,0%, 10,0±1,5%, 15,0±1,5%, 20,0±1,5% соответственно) и жидкой горючей добавки - нефтепродукта (4,2±0,5%, 3,0±0,5%, 2,0±0,5%, 1,0±0,5% соответственно).

Известен ряд взрывчатых составов - гранулитов различных марок - с использованием гранулированной аммиачной или гранулированной аммиачной пористой селитры (окислителя) и жидких, твердых измельченных металлических и неметаллических горючих компонентов (нефтепродуктов, алюминия, алюминия кремнистого, ферросилиция, угольного порошка и т.д.).

Все вышеуказанные взрывчатые составы имеют следующие недостатки:

- их физическая нестабильность, заключающаяся в расслаивании компонентов с разными физическими показателями (плотность и гранулометрический состав), что приводит к снижению взрывчатых характеристик составов и снижению безопасности их применения на взрывных работах;

- ограниченная область их применения на взрывных работах, что выражается в отсутствии в составе ВВ ингибитора (стабилизатора), в результате чего применение этих составов при разрушении сульфидосодержащих руд может привести к термохимической реакции аммиачной селитры с сульфидами и, соответственно, к несанкционированным взрывам.

Помимо этих недостатков взрывчатые составы, имеющие в своем составе жидкие нефтепродукты, характеризуются «стеканием» нефтепродукта с гранул селитры, что, в свою очередь, ведет к снижению взрывчатых характеристик и повышению выделения ядовитых газов при взрыве.

Взрывчатые составы, не имеющие в своем составе жидкого нефтепродукта, в свою очередь, при заряжании выделяют значительное количество токсичной пыли, что ухудшает санитарно-гигиенические условия ведения взрывных работ.

Наиболее близким к заявляемому составу по виду применяемых компонентов и области назначения является взрывчатый состав "Дитолан" ТУ 7508405-179-2000 (патент RU 2216529, 2001), содержащий следующие компоненты (мас.%):

селитра аммиачная гранулированная	88,5±1,0
динитротолуол	9,2±0,5
масло индустриальное или масло приборное
или дизельное топливо	2,3±0,5

Недостатками этого взрывчатого состава являются:

- низкие взрывчатые характеристики состава, что ведет к ограничению области применения состава на взрывных работах, т.е. возможно взрывание только некрепких горных пород;

- ограниченная область их применения на взрывных работах, что выражается в отсутствии в составе ВВ ингибитора (стабилизатора), в результате чего применение этих составов при разрушении сульфидсодержащих руд может привести к термохимической реакции аммиачной селитры с сульфидами и несанкционированным взрывам.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение области применения состава за счет получения состава взрывчатой смеси с высокими взрывчатыми характеристиками на основе аммиачной селитры и комбинированной горючей добавки, применение которого исключает несанкционированные взрывы.

Указанный результат достигается за счет применения взрывчатого состава, содержащего пористую гранулированную аммиачную селитру, ингибитор и комбинированное горючее, представляющее собой смесь динитротолуола, жидкого горючего и измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и /или их окислов, при этом жидкое горючее представляет собой масло индустриальное или масло приборное, или дизельное топливо, или мазут, или жир животный технический, или их смесь, а при смешении аммиачной селитры, ингибитора и комбинированного горючего получают гранулы аммиачной селитры, покрытые горючим составом с ингибитором, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

селитра аммиачная гранулированная пористая	70,0-90,0
динитротолуол	4,0-15,0
масло индустриальное или масло приборное,
или дизельное топливо, или мазут, или жир
животный технический, или их смесь	0,5-6,0
измельченное металлическое горючее
на основе алюминия, железа, кальция,
магния, марганца, титана, хрома,
цинка и /или их окислов в различных
соотношениях между собой	0,1-15,0
ингибитор	0,5-3,0.

При этом в качестве ингибитора могут быть использованы измельченные мел или карбамид, или их смесь. Добавление ингибитора в состав позволит исключить несанкционированные взрывы за счет замедления или исключения термохимической реакции взаимодействия аммиачной селитры с сульфидами, присутствующие при разрушении сульфидсодержащих руд.

Благодаря наличию в составе комбинированного горючего динитротолуола, жидкого горючего: масла индустриального или масла приборного, или дизельного топлива, или мазута, или жира животного технического, или их смеси, и измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и их окислов, достигаются высокие взрывчатые характеристики, исключается расслаивание компонентов с разными физическими показателями (плотность и гранулометрический состав), что приводит к повышению безопасности применения заявленного состава на взрывных работах.

Заявленный состав (рецептура) получают путем смешивания компонентов/ингредиентов в любой последовательности (при любом порядке смешивания составляющих), который имеет следующее соотношение между компонентами, мас.%:

селитра аммиачная гранулированная пористая	70,0-90,0
динитротолуол	4,0-15,0
масло индустриальное или масло приборное,
или дизельное топливо, или мазут, или жир
животный технический, или их смесь	0,5-6-0
измельченное металлическое горючее
на основе алюминия, железа, кальция,
магния, марганца, титана, хрома,
цинка и(или) их окислов в различных
соотношениях между собой	0,1-15,0
измельченные мел, мочевина (карбамид) или
их смеси	0,5-3,0

Пример получения.

Образцы взрывчатых составов согласно изобретению приведены в таблице.

Наименование компонентов и показателей	Прототип	1	2	3
Компонентный состав, %
1. Селитра аммиачная	88,5±1,0	-	-	-
гранулированная
2. Селитра аммиачная гранулированная пористая	-	70,0	70,0	70,0
3. Динитротолуол	9,2±0,5	14,5	11,5	13,5
4. Жидкое горючее:	2,3±0,5	0,5	4,0	6,0
		из них:	из них:	из них:
- масло индустриальное		0,5	2,0	2,0
- масло приборное		-	2,0	1,0
- дизельное топливо		-	-	1,0
- мазут		-	-	1,0
- жир животный технический		-	-	1,0
5. Измельченное твердое металлическое горючее на основе:	-	14,5	14,0	10,0
		из них:	из них:	из них:
- алюминия и (или) оксид алюминия		1,5	1,5	1,0
- железа и (или) оксид железа		10,0	9,5	7,0
- кальция и (или) оксид кальция		2,25	2,25	1,5
- магния и (или) оксид магния		0,3	0,3	0,2
- марганца и (или) оксид марганца		0,15	0,15	0,1
- титана и (или) оксид титана		0,15	0,15	0,1
- хрома и (или) оксид хрома		0,075	0,075	0,05
- цинка и (или) оксид цинка		0,075	0,075	0,05
6. Ингибитор:	-	0,5	0,5	0,5
		из них:	из них:	из них:
- мел		0,5	-	0,25
- мочевина (карбамид)		-	0,5	0,25
Показатели		3,7	3,7	3,7
Насыпная плотность, г/см3	0,87-0,90	0,95	0,95	0,93
Скорость детонации, км/с	3,0-3,5
Критический диаметр детонации в бумажной оболочке, мм	100-120	40-50	40-50	40-50

Продолжение таблицы
Наименование компонентов и показателей	4	5	6	7
Компонентный состав, %
1. Селитра аммиачная гранулированная	-	-	-	-
2. Селитра аммиачная гранулированная пористая	75,0	80,0	79,0	83,9
3. Динитротолуол	7,0	4,0	9,0	11,0
4. Жидкое горючее:	4,0	5,0	2,0	3,0
	из них:	из них:	из них:	из них:
- масло индустриальное	-	-	-	1,0
- масло приборное	1,0	2,0	-	-
- дизельное топливо	1,0	1,0	-	-
- мазут	1,0	1,0	-	-
- жир животный технический	1,0	1,0	2,0	2,0
5. Измельченное твердое металлическое горючее на основе:	13,0	9,0	8,0	0,1
из них:	из них:	из них:	из них:
- алюминия и (или) оксид алюминия	1,5	1,0	0,8	0,02
- железа и (или) оксид железа	8,5	6,0	5,9	0,01
- кальция и (или) оксид кальция	2,25	1,5	0,9	0,01
- магния и (или) оксид магния	0,3	0,2	0,1	0,01
- марганца и (или) оксид марганца	0,15	0,1	0,1	0,01
- титана и (или) оксид титана	0,15	0,1	0,1	0,01
- хрома и (или) оксид хрома	0,075	0,05	0,05	0,015
- цинка и (или) оксид цинка	0,075	0,05	0,05	0,015
6. Ингибитор:	1,0	2,0	2,0	2,0
	из них:	из них:	из них:	из них:
- мел	0,5	2,0	1,0	-
- мочевина (карбамид)	0,5	-	1,0	2,0
Показатели
Насыпная плотность, г/см3	0,93	0,92	0,93	0,95
Скорость детонации, км/с	3,5	3,5	3,5	3,5
Критический диаметр детонации в бумажной оболочке, мм	40-50	40-50	40-50	40-50

Продолжение таблицы
Наименование компонентов и показателей	8	9	10	11
Компонентный состав, %
1. Селитра аммиачная гранулированная	-	-	-	-
2. Селитра аммиачная гранулированная пористая	84,0	89,0	88,0	90,0
3. Динитротолуол	5,0	4,0	5,0	4,5
4. Жидкое горючее:	4,5	1,0	1,0	0,5
	из них:	из них:	из них:	из них:
- масло индустриальное	-	-	-	-
- масло приборное	-	-	1,0	0,5
- дизельное топливо	-	1,0	-	-
- мазут	4,5	-	-	-
- жир животный технический	-	-	-	-
5. Измельченное твердое металлическое горючее на основе:	5,0	4,0	4,0	4,0
	из них:	из них:	из них:	из них:
- алюминия и (или) оксид алюминия	0,5	0,4	0,4	0,5
- железа и (или) оксид железа	3,5	3,0	3,0	2,5
- кальция и (или) оксид кальция	0,75	0,4	0,4	0,75
- магния и (или) оксид магния	0,1	0,05	0,05	0,1
- марганца и (или) оксид марганца	0,05	0,05	0,05	0,05
- титана и (или) оксид титана	0,05	0,05	0,05	0,05
- хрома и (или) оксид хрома	0,025	0,025	0,025	0,025
- цинка и (или) оксид цинка	0,025	0,025	0,025	0,025
6. Ингибитор:	1,5	2,0	2,0	1,0
	из них:	из них:	из них:	из них:
- мел	1,0	2,0	1,0	-
- мочевина (карбамид)	0,5	-	1,0	1,0
Показатели
Насыпная плотность, г/см3	0,90	0,90	0,90	0,90
Скорость детонации, км/с	3,3	3,2	3,2	3,2
Критический диаметр детонации в бумажной оболочке, мм	40-50	40-50	40-50	40-50

Как видно из приведенной таблицы, патентуемый взрывчатый состав обладает улучшенными взрывчатыми характеристиками по сравнению с наиболее близким аналогом. Кроме этого, при использовании данного состава благодаря входящему в его состав ингибитору отсутствуют несанкционированные взрывы.

1. Взрывчатый состав, характеризующийся тем, что содержит пористую гранулированную аммиачную селитру, ингибитор и комбинированное горючее, представляющее собой смесь динитротолуола, жидкого горючего и измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и/или их окислов, при этом жидкое горючее представляет собой масло индустриальное или масло приборное, или дизельное топливо, или мазут, или жир животный технический, или их смесь, а при смешении аммиачной селитры, ингибитора и комбинированного горючего получают гранулы аммиачной селитры, покрытые горючим составом с ингибитором, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

селитра аммиачная гранулированная пористая	70,0-90,0
динитротолуол	4,0-15,0
масло индустриальное или масло приборное,
или дизельное топливо, или мазут, или жир
животный технический, или их смесь	0,5-6,0
измельченное металлическое горючее
на основе алюминия, железа, кальция,
магния, марганца, титана, хрома,
цинка и/или их окислов в различных
соотношениях между собой	0,1-15,0
ингибитор	0,5-3,0

2. Взрывчатый состав по п.1, характеризующийся тем, что в качестве ингибитора содержит измельченные мел или карбамид или их смесь.