Взрывчатый состав

(51) 06 31/28 (2011.01) 06 27/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей изобретения является улучшение физико-химических и взрывчатых свойств состава и уменьшение выделения ядовитых газов при взрыве. Поставленная задача достигается тем, что в известном взрывчатом составе, содержащем гранулированную аммиачную селитру,углеродсодержащий материал, дизельное топливо,при этом в качестве углеродсодержащего материала используют активный каменноугольный порошок с впитывающей способностью 30-50 при следующем соотношении компонентов, масс.- гранулированная аммиачная селитра - 90-94- активный каменноугольный порошок - 3-5. Таким образом, использование предложенного взрывчатого состава приводит к улучшению физико-химических и взрывчатых свойств, т.е. повышает его энергию взрыва, увеличивает скорость детонации и предотвращает образование избыточного количества токсичных ядовитых газов.(72) Бахтин Александр Константинович Азизов Фарит Экремович Ахметбаев Нурлан Шарипович Бахтин Евгений Александрович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Восточный научноисследовательский горно-металлургический институт цветных металлов Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(ВВ), предназначенным для проведения взрывных работ на открытых горных разработках. Изобретение относится к простейшим аммиачноселитренным взрывчатым веществам(ВВ),предназначенным для проведения взрывных работ на открытых горных разработках. Известен взрывчатый состав гранулит Д-5 по ТУ 12.0179767-013-90, содержащий 91-97 масс. гранулированной аммиачной селитры (АС), 3-5 масс. каменного угля, 1,5-2,5 масс. дизельного топлива. Недостатком указанного взрывчатого состава являются не высокие энергетические свойства из-за стекания части дизельного топлива (ДТ) из его состава в процессе хранения, перевозки и заряжания скважин. Стекание ДТ происходит из-за недостаточной впитывающей способности каменного угля, т.к. каменноугольный порошок имеет слабую адсорбирующую поверхность вследствие закрытия его пор тонкодисперсными смолянистыми частицами. Образование большого количества ядовитых газов при взрыве вследствие нарушения кислородного баланса в сторону положительного. Не высокая скорость детонации при взрыве. Задачей изобретения является улучшение физико-химических и взрывчатых свойств состава и уменьшение выделения ядовитых газов при взрыве. Поставленная задача достигается тем, что в известном взрывчатом составе, содержащем гранулированную аммиачную селитру,углеродсодержащий материал, дизельное топливо,согласно изобретению в качестве углеродсодержащего материала используют активный каменноугольный порошок с впитывающей способностью 30-50 при следующем соотношении компонентов, масс.- гранулированная аммиачная селитра - 90-94- активный каменноугольный порошок - 3-5. Использование активного каменноугольного порошка с впитывающей способностью 30-50,который получают в результате продувки каменноугольного порошка сжатым воздухом,позволяет дизельному топливу проникать в толщу частиц угля и удерживаться в нем в течение нормируемого срока хранения (до 6 месяцев). Содержание дизельного топлива 3-5 во взрывчатом составе оптимально, уменьшение содержание дизельного топлива приводит к нарушению кислородного баланса в сторону положительного. При резком положительном кислородном балансе увеличивается количество ядовитых газов, в первую очередь токсичных окислов азота. Использование более 5 не целесообразно ввиду увеличения содержания ядовитых окислов углерода после взрыва. За счет увеличения впитывающей способности активного каменного угля и повышения содержания дизельного топлива в составе взрывчатого вещества повышается энергия взрыва без изменения кислородного баланса, что позволяет уменьшить на 1-2 по сравнению с прототипом содержание селитры аммиачной для предложенного взрывчатого состава до 90-94. Для проверки физико-химических характеристик взрывчатого состава в зависимости от впитывающей способности каменноугольного порошка были проведены следующие опыты 1. Определение впитывающей способности активного и неактивного каменноугольного порошка. Для этого навеску порошка угля по 100 г засыпали в сухую бюретку с краном, установленную на штативе вертикально (см. Справочник по промышленным ВВ и средствам взрывания, Москва,Недра, 1987 г, с. 220). Объем бюретки 150 см 3. Затем в стеклянный стаканчик заливали 50 г дизельного топлива (ГОСТ 305-2003). Топливо из стаканчика выливали в бюретку с углем, подставляя под нее чистый стаканчик. Пропитку частиц угля в бюретке при закрытом кране производили в течение 20 мин,после чего, кран бюретки открывали и оставляли на 3 суток, для свободного стекания дизтоплива. Время пропитки в опытах равно продолжительности механического смешивания компонентов ВВ. По окончании стекания кран бюретки закрывали и автономно взвешивали стаканчик. Таблица 1 Наименование Масса исходного каменноугольного порошка порошка угля, г Неактивный каменноугольный порошок Активный каменноугольный порошок Масса дизельного топлива в порошке угля, г До опыта Послеопыта 50 30 50 Как видно из таблицы впитывающая(удерживающая) способность активного каменноугольного порошка по отношению к дизельному топливу в 2,2 раза выше неактивного. 2. Изготовление образцов прототипа и предлагаемого для проверки физико-химических и взрывчатых характеристик составов осуществлялось на Сажаевском карьере ТОО Востоквзрывпром в вибрационном смесителе. В качестве активной горючей добавки использовался порошок 2 Впитывающая способность каменноугольного порошка,20 48 обогатительной фабрики ТОО Каражыра ЛТД,который прошел активацию с помощью сжатого воздуха с освобождением внутренних пор от смолянистых и тонкодисперсных частиц. В образцах взрывчатого состава в прототипе применялся обычный каменноугольный порошок без активации,который ранее уходил в отходы производства. Компонентный состав изготовленных взрывчатых веществ по прототипу и предлагаемому составам приведены в таблице 2. Таблица 2 Наименование показателя Прототип 1 Гранулированная аммиачная селитра по ГОСТ 2-85,Дизельное топливо,Каменноугольный порошок насыпной плотностью 0,8-0,86 г/см 3, крупностью до 500 мкм,Активный каменноугольный порошок насыпной плотностью 0,7-0,8 г/см 3 крупностью до 500 мкм,Образцы готовились следующим образом, в цилиндрическую емкость с приваренной изнутри спиралью первоначально загружалась аммиачная селитра марки Б (ГОСТ 2-85), затем заливалось дизельное топливо. При включенном пневмовибраторе производилось перемешивание этих двух компонентов в течение 2-х мин, после этого в смесь засыпался активный каменноугольный порошок крупностью до 500 мкм с дополнительным перемешиванием 3 мин. Готовый взрывчатый состав представлял собой сыпучие гранулы, равномерно покрытые порошком угля черного цвета. Часть отобранных образцов взрывчатого состава после выдержки 4 часа проходили лабораторные испытания на содержание компонентов. Установлено, что содержание дизельного топлива в результате его стекания составило в прототипе 2,5 в предлагаемом 5. Расчетным путем установлено,что теплота взрыва взрывчатого состава у прототипа составила 2980 кДж/кг, у предлагаемого 3788 кДж/кг. Стекание части дизельного топлива у взрывчатого состава - прототипа привело также к нарушению кислородного баланса в сторону положительного (6), у предлагаемого (1,2). При резком положительном кислородном балансе у прототипа количество ядовитых газов, в первую очередь токсичных окислов азота, увеличивается в 2 раза по сравнению с предлагаемым взрывчатым составом. Другая часть отобранных образцов сравниваемых взрывчатых составов была затарена в полиэтиленовые патроны диаметром 180 мм по 15 кг каждый и испытывалась на работоспособность методом воронкообразования в полигонных условиях Сажаевского карьера. С учетом проведенных расчетов и результатов испытаний в таблице 3 представлены основные физико-химические и взрывчатые свойства по прототипу и предлагаемому составам. Таблица 3 Основные физико-химические и взрывчатые свойства Насыпная плотность, г/см 3 Кислородный баланс,Теплота взрыва, кДж/кг Относительная работоспособность по воронкообразованию (объем воронки разрушения) Скорость детонации, км/с Количество ядовитых газов, л/кг Как видно из приведенных данных,использование активного каменноугольного порошка позволяет исключить стекание дизельного топлива из готового взрывчатого состава, что приводит к улучшению физико-химических и взрывчатых свойств, т.е. повышает его энергию взрыва при использовании на горных предприятиях,увеличивает скорость детонации и предотвращает образование избыточного количества токсичных ядовитых газов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Взрывчатый состав,содержащий гранулированную аммиачную селитру,углеродсодержащий материал, дизельное топливо,отличающийся тем,что в качестве углеродсодержащего материала используют активный каменноугольный порошок с впитывающей способностью 30-50 при следующем соотношении компонентов, мас.- гранулированная аммиачная селитра -90-94- активный каменноугольный порошок -3-5.