Взрывчатое вещество “Петроген” (варианты)

(51) 06 43/00 (2006.01) 06 31/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Указанный технический результат достигается тем, что взрывчатое вещество в соответствии с первым вариантом изобретения содержит эмульсионную матрицу,при следующем соотношении компонентов матрицы, мас.аммиачная селитра 69,0-77,5 натриевая селитра 8,0-10,5 эмульгатор 1,5-2,5 жидкий нефтепродукт 3,0-4,0 парафин 0,5-1,0 вазелин 0,5-1,0 вода остальное,при соотношении компонентов взрывчатого вещества, мас.эмульсионная матрица 94,0-99,9 нитрит натрия 0,01-1,4 ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 0,01-1,3 вода - остальное. Взрывчатое вещество в соответствии со вторым вариантом содержит эмульсионную матрицу при следующем соотношении компонентов, мас.аммиачная селитра 73,5-82,5 эмульгатор 1,5-2,5 жидкий нефтепродукт 2,0-6,0 вода - остальное, при соотношении компонентов взрывчатого вещества,мас.эмульсионная матрица 92,0-99,9 нитрит натрия 0,01-1,4 ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 0,01-1,3 вода - остальное.(72) Забудкин Игорь ЛеонтьевичГаврилко Роман ВалерьевичТамбиев Петр Геннадьевич Тамбиев Сергей ГеннадьевичФранк Александр ЭдуардовичКуртмоллаев Рустем Энверович(57) Изобретение относится к аммиачноселитренным взрывчатым веществам,изготавливаемым на эмульсионной основе и предназначенным для ведения взрывных работ как на земной поверхности, так и в подземных условиях- при отбойке сухих и обводненных горных пород с коэффициентом крепости по шкале М.М. Протодьяконова до 20, в температурном диапазоне окружающей среды от минус 30 до плюс 40 С. Технический результат повышение инициирующей способности и безопасности в обращении и применении. Изобретение относится к аммиачноселитренным взрывчатым веществам,изготавливаемым на эмульсионной основе и предназначенным для ведения взрывных работ как на земной поверхности, так и в подземных условиях- при отбойке сухих и обводненных горных пород с коэффициентом крепости по шкале М.М. Протодьяконова до 20, в температурном диапазоне окружающей среды от минус 30 до плюс 40 С. Известна взрывчатая композиция, включающая эмульсию типа вода-в-масле,содержащую непрерывную топливную фазу и дискретную водную фазу окислительных солей, эмульгатор и понижающий плотность наполнитель. Она дополнительно содержит окислительную соль в виде твердых частиц, при этом количество эмульсии составляет 1-40 по объему насыпного материала всей композиции, а массовое соотношение между эмульсией и частицами окислительной соли - от 1090 до 6040. Макрочастицы окисляющей соли являются пористыми гранулами с размерами частиц от 0,5 до 10 мм. Окислительная соль включает жидкое топливо в количестве от 1 до 10 по весу смеси. Наполнитель представляет собой шарики из вспененного полистирола (Патент РК 5834, кл. С 06 В 31/18, 1998). Указанная композиция не обеспечивает высокой эффективности взрыва. Известен взрывчатый состав, включающий эмульсионную матрицу из дисперсии водного раствора солей - окислителей - смеси аммиачной и натриевой селитр в среде из раствора индустриального масла и эмульгирующего состава,смесь гранулированной пористой или непористой аммиачной селитры с дизельным топливом и водный раствор нитрита натрия в качестве сенсибилизатора. В качестве эмульгирующего состава он содержит смесь продуктов конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с триэтаноламином или полиамином и эфиров жирных кислот талового масла или синтетических жирных кислот С 11 - 16 с пентаэтрином в соотношениях 6570/ 3530 мас. , при следующем соотношении ингредиентов, мас.натриевая или кальциевая селитра 1,3 - 8,0 вода 2,0 - 7,0 индустриальное масло или дизельное топливо 4,4 - 8,5 эмульгирующий состав 0,25 - 1,5 водный раствор нитрита натрия 0,06 - 1,2 гранулированная пористая или непористая аммиачная селитра 20-80 аммиачная селитра в матричной эмульсии остальное до 100, при этом соотношение гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива составляет 94 - 964 - 6 (Патент РФ 2273627, кл. С 06 В 31/28, 2006). Указанный состав не обеспечивает высокой инициирующей способности и безопасности взрывчатого вещества в обращении и применении. Задачей изобретения является разработка эмульсионного взрывчатого вещества на основе эмульсионной матрицы и сенсибилизирующего состава. Технический результат повышение инициирующей способности и безопасности в обращении и применении. Указанный технический результат достигается тем, что взрывчатое вещество в соответствии с первым вариантом, содержащее эмульсионную матрицу, нитрит натрия и воду, при этом эмульсионная матрица состоит из дисперсии водного раствора аммиачной и натриевой селитр в жидком нефтепродукте и эмульгатора, согласно изобретению,дополнительно включает ортофосфорную, лимонную или уксусную кислоту,а эмульсионная матрица содержит парафин и вазелин, при следующем соотношении компонентов матрицы, мас.аммиачная селитра 69,0 - 77,5 натриевая селитра 8,0 - 10,5 эмульгатор 1,5 - 2,5 жидкий нефтепродукт 3,0 - 4,0 парафин 0,5 - 1,0 вазелин 0,5 - 1,0 вода - остальное, при соотношении компонентов взрывчатого вещества, мас.эмульсионная матрица 94,0 - 99,9 нитрит натрия 0,01 - 1,4 ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 0,01 - 1,3 вода - остальное. Взрывчатое вещество в соответствии со вторым вариантом, содержащее эмульсионную матрицу,нитрит натрия и воду, при этом эмульсионная матрица состоит из дисперсии водного раствора аммиачной селитры в жидком нефтепродукте и эмульгатора, согласно изобретению, дополнительно включает ортофосфорную, лимонную или уксусную кислоты,при следующем соотношении компонентов матрицы, мас.аммиачная селитра 73,5 - 82,5 эмульгатор 1,5 - 2,5 жидкий нефтепродукт 2,0 - 6,0 вода - остальное, при соотношении компонентов взрывчатого вещества,мас.эмульсионная матрица 92,0 - 99,9 нитрит натрия 0,01 - 1,4 ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 0,01-1,3 вода - остальное. Взрывчатое вещество в соответствии с первым вариантом дополнительно содержит микросферы в количестве 0,1 - 6,0, а в соответствии со вторым вариантом - 0,1 - 8,0. В качестве жидкого нефтепродукта оно включает индустриальное масло,дизельное топливо,соляровое масло или их смеси. Эмульсионная матрица является невзрывчатым компонентом, она относится к эмульсиям второго рода (обратные эмульсии), в которых водный раствор неорганических окислителей (дисперсная фаза) диспергирован в органической топливной фазе(дисперсионной среде). Нитрат натрия, входящий в состав эмульсионной матрицы, является сильным окислителем и образует легкоплавкие эвтектические смеси со многими солями. Парафин введен в состав матричной эмульсии для улучшения ее стабильности при перекачивании. В качестве эмульгатора для получения матричной эмульсии используется сорбитан моноолеат под торговым названием 80. Возможно применение аналогичных эмульгаторов,не ухудшающих качество эмульсии. Процесс изготовления взрывчатого вещества Петроген осуществляют следующим образом. В емкость с мешалкой для изготовления водного раствора окислителя подают горячую воду с температурой 80 С через расходомер из бака разогрева воды. Количество подаваемой горячей воды задается и регулируется в соответствии с рецептурой с центрального компьютера. Вода нагревается посредством установленного в емкости змеевика, в который подают пар. Необходимая температура в емкости поддерживается температурным датчиком, который регулирует клапан подачи пара. После того, как температура воды в емкости для изготовления водного раствора окислителя достигнет 90 С, подают дозу аммиачной и натриевой селитры с помощью вертикального винтового конвейера. После добавления селитры температура воды падает. Необходимо следить за показаниями температурного датчика,если температура раствора выше 50 С, нужно включить мешалку. Управление работой емкостями может осуществляться как с центрального компьютера, так и с кнопочного пульта управления, установленном в помещении приготовления и хранения водного раствора окислителя и масляной фазы. Если температура раствора ниже 50 С, прекратить подачу селитры, пока температура раствора не достигнет 60-70 С, после чего продолжить аналогично подачу селитры. После полного растворения селитры раствор окислителя подают в емкость для хранения водного раствора окислителя с помощью насоса через фильтр по обогреваемому теплоизолированному трубопроводу. Необходимая температура - 1005 С в емкости для приготовления раствора окислителя поддерживается температурным датчиком, который регулирует клапан подачи пара. Емкость для хранения водного раствора окислителя снабжена обогреваемым змеевиком и мешалкой. Для предотвращения кристаллизации раствора окислителя в емкости поддерживается температура 1005 С и постоянная работа мешалки. Необходимая температура в емкости поддерживается температурным датчиком, который регулирует клапан подачи пара. Для предотвращения возможных ожогов о емкости и трубопроводы, они снабжены теплоизолирующими обшивками. Обе емкости выполнены из нержавеющей стали. Подготовка жидкого нефтепродукта заключается в фильтрации поступившего на пункт продукта через металлическую сетку (размер отверстия 12 мм) при перекачивании его в емкость для приготовления масляной фазы. Подготовка парафина и вазелина заключается в растаривании и взвешивании парафина и вазелина,разогревании в емкости для плавки парафина до 80 С до жидкотекучего состояния и подачи в емкость для приготовления масляной фазы. Загрузка парафина и вазелина в емкость для плавки производится вручную. Внутри емкости для плавки парафина находятся металлические трубки, по которым проходит пар. Для предотвращения возможных ожогов о емкость, она снабжена теплоизолирующей обшивкой. Расплавленная смесь парафина и вазелина поступает самотеком в емкость для изготовления масляной фазы по обогреваемому трубопроводу. Необходимая температура в емкости поддерживается температурным датчиком, который регулирует клапан подачи пара. Подготовка эмульгатора заключается в растаривании, взвешивании и подачи его самотеком через воронку. В емкость с мешалкой для приготовления масляной фазы, обогреваемую паром, в соответствии с рецептурой подают парафин, эмульгатор и вазелин в жидком состоянии,после чего насосом перекачивают нефтепродукт через расходомер. Для быстрого смешения всех компонентов постоянно работает мешалка и поддерживается температура 80 С для предотвращения застывания парафина. После полного растворения эмульгатора, парафина и вазелина в нефтепродукте готовую масляную фазу подают по обогреваемому трубопроводу в емкость для хранения масляной фазы. В емкости для хранения масляной фазы постоянно работает мешалка и поддерживается температура 80 С. Необходимая температура поддерживается температурными датчиками, которые регулирует клапаны подачи пара. Для предотвращения возможных ожогов о емкости, они снабжены теплоизолирующими обшивками. Обе емкости выполнены из нержавеющей стали. Управление работой емкостями может осуществляться как с центрального компьютера, так и с кнопочного пульта управления, установленном в помещении приготовления и хранения водного раствора окислителя и масляной фазы. Процесс производства эмульсионной матрицы осуществляется непрерывно. Готовый раствор окислителя и масляная фаза через фильтры подаются насосами по обогреваемым трубопроводам с соответствующей скоростью через расходомеры в диспергатор. Контроль и регулирование приводов насосов осуществляется с центрального компьютера. На линии подачи каждого компонента стоят датчики давления,назначение которых контролировать избыточное давление. Рост давления будет свидетельствовать о ненормальности процесса эмульгирования - о засорении диспергатора. Сигнал с каждого расходомера поступает на центральный компьютер, который сравнивает текущие расходы с заданными и дает корректировки на приводы насосов подачи компонентов. Из диспергатора готовая эмульсионная матрица с температурой 90 С самотеком поступает в насос,откуда ее подают на конвейер с охлаждающей стальной лентой для изготовления патронированного эмульсионного взрывчатого вещества непосредственно перед заряжанием или в емкости полиэтиленовые. Конвейер с охлаждающей стальной лентой снизу орошается водой для охлаждения эмульсионной матрицы до 55 С. Над конвейером с охлаждающей стальной лентой установлены вентиляторы для дополнительного 3 охлаждения. Лента выполнена из нержавеющей стали и имеет по краям резиновые бортики для предотвращения стекания матрицы. На конвейере установлены выполненные из фторопласта валики для равномерного распределения эмульсионной матрицы по стальной ленте. Компоненты для получения эмульсионной матрицы берут в следующем соотношении, мас.аммиачная селитра 69,0 натриевая селитра 10,5 эмульгатор 2,5 жидкий нефтепродукт 4,0 парафин 1,0 вазелин 1,0 вода 12. Растворение нитрита натрия производят в емкости с мешалкой. После полного растворения нитрита натрия его раствор подают на конвейер с охлаждающей стальной лентой с помощью насоса через расходомер. Управление работой мешалки и насоса может осуществляться как с центрального компьютера, так и с кнопочного пульта управления,установленного в помещении изготовления и сенсибилизации матричной эмульсии. Емкость для приготовления раствора нитрита натрия выполнена из нержавеющей стали. Раствор кислоты готовят в другой емкости. После полного растворения кислоты раствор подают на конвейер с охлаждающей стальной лентой с помощью насоса через расходомер. Управление работой насоса может осуществляться как с центрального компьютера, так и с кнопочного пульта управления, установленного в помещение изготовления и сенсибилизации эмульсионной матрицы. Емкость для приготовления раствора кислоты выполнена из нержавеющей стали. Процесс сенсибилизации осуществляется непрерывно. Эмульсионную матрицу с раствором кислоты подают по конвейеру с охлаждающей стальной лентой в сенсибилизатор, где происходит их смешение. Непосредственно перед сенсибилизатором на конвейерной ленте матричная эмульсия орошается растворами нитрита натрия и кислоты. Сенсибилизатор выполнен из нержавеющей стали и представляет собой корытообразный корпус с расположенными в нем двумя шнеками. Процесс сенсибилизации завершается в патроне в течение двух часов до достижения заданной плотности. Лишь после этого времени сенсибилизированная эмульсионная матрица приобретает свойства взрывчатого вещества. Компоненты взрывчатого вещества берут в следующем соотношении, мас.эмульсионная матрица 94,0 нитрит натрия 1,4 ортофосфорная кислота 1,3 вода 3,3. Пример 2. Получение взрывчатого вещества осуществляют по примеру 1, но компоненты берут в следующем соотношении, мас.эмульсионная матрица 96,0 нитрит натрия 1,0 ортофосфорная кислота 0,3 микросферы 1,4 вода 1,3. Пример 3. Взрывчатое вещество готовят по примеру 1, но при получении эмульсионной матрицы не добавляют натриевую селитру, парафин и вазелин. Компоненты для получения матрицы берут в следующем соотношении, мас.4 аммиачная селитра 82,5 эмульгатор 1,5 жидкий нефтепродукт 2,0 вода 14, при соотношении компонентов взрывчатого вещества, мас.эмульсионная матрица 92,0 нитрит натрия 1,4 ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 1,0 микросферы 0,3 вода 5,3. В качестве жидкого нефтепродукта используют индустриальное масло,дизельное топливо, соляровое масло или их смеси. Пример 4. Взрывчатое вещество готовят по примеру 3, но компоненты для получения матрицы берут в следующем соотношении, мас.аммиачная селитра 73,5 эмульгатор 2,5 жидкий нефтепродукт 6,0 вода 18, при соотношении компонентов взрывчатого вещества, мас.эмульсионная матрица 99,9 нитрит натрия 0,01 ортофосфорная кислота 0,01 вода 0,08. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Взрывчатое вещество,содержащее эмульсионную матрицу, нитрит натрия и воду, при этом эмульсионная матрица состоит из дисперсии водного раствора аммиачной и натриевой селитр в жидком нефтепродукте и эмульгатора,отличающееся тем, что оно дополнительно включает ортофосфорную, лимонную или уксусную кислоты, а эмульсионная матрица содержит парафин и вазелин, при следующем соотношении компонентов матрицы, мас.Аммиачная селитра 69,0-77,5 Натриевая селитра 8,0-10,5 Эмульгатор 1,5-2,5 Жидкий нефтепродукт 3,0-4,0 Парафин 0,5-1,0 Вазелин 0,5-1,0 Вода остальное,при соотношении компонентов взрывчатого вещества, мас.Эмульсионная матрица 94,0-99,9 Нитрит натрия 0,01-1,4 Ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 0,01-1,3 Вода остальное. 2. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит микросферы в количестве 0,1-6,0 мас. . 3. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта оно содержит индустриальное масло,дизельное топливо, соляровое масло или их смеси. 4. Взрывчатое вещество,содержащее эмульсионную матрицу, нитрит натрия и воду, при этом эмульсионная матрица состоит из дисперсии водного раствора аммиачной селитры в жидком нефтепродукте и эмульгатора, отличающееся тем,что оно дополнительно включает ортофосфорную,лимонную или уксусную кислоты, при следующем соотношении компонентов матрицы, мас.Аммиачная селитра 73,5-82,5 Эмульгатор 1,5-2,5 Жидкий нефтепродукт 2,0-6,0 Вода остальное, 31045 при соотношении компонентов вещества, мас.Эмульсионная матрица Нитрит натрия Ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота Вода 5. Взрывчатое вещество по п.4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит микросферы в количестве 0,1-8,0. 6. Взрывчатое вещество по п.4, отличающееся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта оно содержит индустриальное масло,дизельное топливо, соляровое масло или их смеси.