Група винаходів відноситься до області ведення вибухових робіт і може бути використана при виготовленні гранульованих і водонаповнених вибухових речовин для підривання в гірничодобувній промисловості. Запропоновано склад вибухової суміші, що містить в співвідношенні, близькому до стехиометрическому, суміш пористої гранульованої аміачної селітри з щільною гранульованої аміачної селітрою в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1 і добавку горючих компонентів. До складу вибухової суміші може бути додатково введена емульсія для виготовлення водонаповнених вибухових речовин. Запропоновано спосіб виготовлення вибухової суміші, що включає одночасне механічне змішування суміші пористої гранульованої аміачної селітри з щільною гранульованої селітрою в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1 і добавки горючих компонентів. Винахід направлено на створення вибухової суміші зі стабільними характеристиками і оптимальною чутливістю до ініціювання імпульсу. 2 н. і 3 з.п. ф-ли, 2 табл.
Винахід відноситься до області ведення вибухових робіт і може бути використано при виготовленні гранульованих і водонаповнених сумішевих вибухових речовин (ВВ) для підривання гірського масиву на розрізах і рудниках в гірничодобувній промисловості.
В останні роки широке застосування в різних країнах при вибухових роботах отримали вибухові механічні суміші, основу яких складають компоненти, багаті киснем (окислювач), а також компоненти, що згоряють в процесі вибуху за рахунок кисню окислювача.
Як окислювач зазвичай використовують гранульовану аміачну селітру, а в якості згорають компонентів - нафтопродукти, вугілля, карбомид (сечовина), алюміній, феррасіліцій і т.д. або ВВ (тротил), що містять недостатню кількість кисню для повного окислення вуглецю і водню, що входять до їх складу.
Відомі механічні суміші приготування гранульованих ВВ (грануліти, грамонітів, ігданіти і т.д.), які виробляються в Росії, що містять гранульовану щільну (непористу) аміачну селітру 79-96% і горючі добавки - інше до 100% (Б.Н.Кутузов . Вибухові роботи. - М. Недра, 1980, с.113-124).
Технологія виготовлення полягає в тому, що при приготуванні ВВ гранульована щільна аміачна селітра змішується з вугіллям, углеродо- і азотовмісними органічними речовинами в кількостях, що забезпечують стехиометрическое співвідношення компонентів (то ж, с.119).
Недоліком відомих ВВ є нестабільність і недостатня ефективність вибухових властивостей через низьку чутливості щільною аміачної селітри до ініціювання імпульсу, а також з-за її поганий утримуючої здатності рідких горючих добавок.
Найближчими до пропонованого складу є механічні суміші з гранульованої пористої аміачної селітри і дизельного палива (АС + ДТ), а також вибухові водонаповнені суміші АС + ДТ з емульсією, призначеної для виготовлення емульсійних вибухових речовин (В.А.Барон і ін. Техніка і технологія вибухових робіт в США. - М. Недра, 1989, с.92-95). Для цього зазвичай використовують зворотну емульсію типу "вода в маслі", де водний розчин аміачної селітри за допомогою емульгатора введений в рідкі горючі органічного виду палива або їх суміші.
Спосіб виготовлення відомих, вибухових сумішей полягає в тому, що в залежності від властивостей і призначення ВВ окремо готуються склади ВВ, причому гранульоване ВВ отримують шляхом змішування пористої селітри з горючою добавкою, а водонаповнених ВВ - шляхом змішування гранульованого ВВ з емульсією.
Кількість компонентів в сумішах АС + ДТ, а також в сумішах АС + ДТ з емульсією відповідає їх стехиометрическому співвідношенню або близько до нього.
Добавка емульсії до сумішей АС + ДТ здійснюється для підвищення водостійкості гранульованої вибухової суміші, яка при підриванні сухих свердловин застосовується як самостійне вибухову речовину.
Склади водонаповнених, а також гранульованих вибухових сумішей містять такі компоненти, мас.%:
Гранульована пориста аміачна селітра 23,5-96
Дизельне паливо 4-6
Основним недоліком відомих вибухових сумішей є недостатня ефективність гранульованих ВВ типу АС + ДТ, виготовлених на пористої селітрі через її низьку насипної щільності (0,6-0,84 кг / м 3), що сприяє зниженню об'ємної концентрації енергії вибуху. Крім того, вартість пористої аміачної селітри в 1,5-2,5 рази перевищує номінальну вартість щільною селітри, що призводить до значного подорожчання гранульованих і водонаповнених ВВ.
Суть винаходу полягає в тому, що всі вибухові суміші на основі гранульованої аміачної селітри в якості окислювача з добавкою в співвідношенні, близькому до стехиометрическому, як окислювач містять суміш пористої гранульованої аміачної селітри і щільною гранульованої аміачної селітри в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1.
Склад може бути виготовлений у вигляді гранульованого ВВ, яке утримує компоненти 2-23 мас.% І суміш пористої і щільною гранульованих аміачних селітр в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1 - інше до 100.
Склад може бути виготовлений у вигляді водонаповнених ВВ, що містить зазначені вище компоненти і додатково емульсію для приготування водонаповнених ВВ в кількості 25-75 мас.%.
Спосіб отримання пропонованих вибухових сумішей на основі окислювача з добавкою горючих компонентів характеризується тим, що в якості окислювача використовують суміш пористої і щільною гранульованої аміачної селітри в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1, при цьому змішування всіх компонентів виробляють одночасно.
Для виготовлення водонаповнених ВВ в приготовлену вибухову суміш вводять емульсію для приготування водонаповнених ВВ в кількості 25-75 мас.%. При порушенні даної умови вибухові властивості водонаповнених ВВ різко погіршуються через можливість зниження їх чутливості до ініціювання імпульсу промдетонатора, а у гранульованих ВВ зростає вартість, тому що пориста значно дорожче щільною селітри.
Ефективність вибухових сумішей багато в чому залежить від їх стабільності, чутливості до ініціювання імпульсу і щільності. Відомі гранульовані вибухові суміші, приготовані на основі щільною гранульованої аміачної селітри, відрізняються розшаровуванням компонентів ВВ, низькою чутливістю до ініціювання імпульсу, що не дозволяє на їх основі готувати водонаповнені ВВ шляхом змішування з емульсією. У той же час гранульовані ВВ на основі пористої селітри відрізняються низькою насипною щільністю, що ускладнює процес заряжіванія обводнених свердловин і знижує енергію вибуху.
У запропонованих же складах за рахунок спільного використання гранульованих щільною і пористої аміачної селітри забезпечуються необхідна насипна щільність ВВ, їх стабільність і чутливість до ініціювання імпульсу.
Таким чином, спільне використання щільною і пористої гранульованої аміачної селітри у вибухових сумішах забезпечує досягнення нового позитивного ефекту - підвищення стабільності і чутливості гранульованих ВВ при необхідній насипної щільності та можливості використання більш дешевої щільною гранульованої аміачної селітри в водонаповнених ВВ за рахунок необхідної її насипної щільності (0 , 8-0,9 кг / м 3) і чутливості до ініціювання імпульсу, а також властивості пористої селітри добре утримувати рідкі горю чие компоненти. До теперішнього часу щільна і гранульована аміачна селітра застосовувалася в складах ВВ окремо, де ефект досягався за рахунок використання позитивних властивостей тієї або іншої селітри. У пропонованих же складах щільна і пориста селітра використовується спільно з отриманням нового позитивного ефекту. Кількість тій чи іншій сумарною селітри обмежена певними межами - співвідношенням від 1: 4 до 4: 1. Результати випробувань показують, що ефективність вибуху як гранульованих, так і в водонаповнених ВВ зберігається високою в межах зазначених співвідношень.
Верхня межа співвідношення змісту пористої гранульованої селітри або щільною гранульованої селітри в складах ВВ відповідає граничному межі зниження чутливості до ініціювання імпульсу.
Для визначення властивостей пропонованих ВВ були приготовлені досвідчені зразки різних складів.
Технологія виготовлення полягала в тому, що в одній ємності готувалися гранульовані ВВ шляхом змішування щільною і пористої селітр з горючими добавками (нафтопродукти, вугілля, карбамід і т.д.). В іншій ємності отримані раніше гранульовані ВВ змішували з емульсією емульсійних ВВ Пореміт 1А (ТУ 7511903-627-93) заводського виготовлення.
Для визначення фізико-хімічних і вибухових характеристик були приготовлені відповідно зразки гранульованих і водонаповнених ВВ. Результати порівняльних випробувань наведені в табл.1.
Результати випробування показують, що спільне використання щільною і пористої гранульованої аміачної селітри забезпечує необхідні фізико-хімічні властивості ВВ і зберігає (або поліпшує) основні характеристики вибуху: ефективність, бризантность, критичний діаметр і т.д.
З метою визначення можливості використання запропонованого способу виготовлення ВВ були проведені відповідні випробування зразків ВВ, виготовлених на окислителе, що складається з пористої і щільною гранульованої аміачної селітри і штатних ВВ (табл.2).
Результати випробувань показують, щo вибухові суміші, приготовані на основі використання спільно пористої і щільною аміачної селітри, мають більш ефективними вибуховими властивостями в порівнянні зі штатними ВВ, приготованими тільки на щільному гранульованої аміачної селітри.
Запропоновані склади ВВ мають наступні переваги перед відомими:
- забезпечується стабільність фізико-хімічних і вибухових властивостей гранульованих ВВ, особливо типу АС + ДТ (ігданіт);
- підвищується ефективність ВВ (гранульованих і водонаповнених) за рахунок зниження критичного діаметра зарядів ВВ, обумовленого чутливістю ВВ до ініціювання імпульсу;
- знижується вартість водонаповнених ВВ за рахунок використання в їх складах більш дешевої щільною гранульованої аміачної селітри.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Склад вибухової суміші на основі гранульованої аміачної селітри в якості окислювача з добавкою горючих компонентів в співвідношенні, близькому до стехиометрическому, що відрізняється тим, що в якості окислювача він містить суміш пористої гранульованої аміачної селітри з щільною гранульованої аміачної селітрою в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1.
2. Склад по п.1, що відрізняється тим, що компоненти взяті в наступному співвідношенні, мас.%:
Добавка горючих компонентів 2-23
Суміш пористої гранульованої
аміачної селітри з щільною
гранульованої аміачної се-
літрів в співвідношенні від 1: 4
до 4: 1 Решта до 100
3. Склад по п.1, що відрізняється тим, що він додатково містить емульсію для виготовлення водонаповнених вибухових речовин в кількості 25-75 мас.%.
4. Спосіб виготовлення вибухової суміші, що включає механічне змішування окислювача з добавкою горючих компонентів, що відрізняється тим, що в якості окислювача використовують суміш пористої гранульованої аміачної селітри з щільною гранульованої аміачної селітрою в співвідношенні від 1: 4 до 4: 1, а механічне змішування окислювача з добавкою горючих компонентів виробляють шляхом одночасного змішування всіх компонентів.
5. Спосіб за п.4, що відрізняється тим, що в приготовлену суміш пористої гранульованої аміачної селітри з щільною гранульованої аміачної селітрою і добавкою горючих компонентів додатково вводять емульсію для виготовлення водонаповнених вибухових речовин в кількості 25-75 мас.%.