Эмульсионный взрывчатый состав

 

Использование: промышленные взрывчатые вещества для горнорудной промышленности. Сущность изобретения: состав содержит по массе 4,0 - 20,0 нитрита натрия или нитрата кальция 6,0 - 20,0% воды, 3,0 - 9,0% индустриального масла или мазута, 0,25 - 2,0% глицериновых или пентаэритритовых эфиров талловых жирных кислот C₁₁-C₂₄ 0,25 - 2,0% глицериновых или пентаэритритовых эфиров синтетических жирных кислот C₂₁-C₂₅ 0,1 - 0,5% нитрита натрия и остальное до 100% аммиачной селитры. Характеристики состава: критический диаметр 20 - 30 мм, скорость детонаций 4,0 - 4,4 км/с, водоустойчивость 0,2 - 0,6%, текучесть 100 - 110 мм. 1 табл.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, в частности к разработке составов для ведения взрывных работ в обводненных условиях на открытых и подземных работах. В настоящее время известно большое количество патентов из эмульсионные ВВ типа вода в масле. В качестве горючего в них используются различные нефтепродукты (масло, парафин, мазут и т.д.) а в качестве окислителя - смесь нитрата аммония с нитратами или перхлоратами щелочных или щелочно-земельных металлов. В качестве дополнительного горючего могут использоваться порошки алюминия, силикоалюминия и т.д. Необходимым условием образования эмульсий является наличие эмульгатора - вещества, снижающего межфазное натяжение на границе раздела фаз. В качестве эмульгатора чаще всего используются сложные эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов или высшие алифатические амины. К таким составам относятся известные составы. Наиболее близким по составу и достигаемому результату является эмульсионный взрывчатый состав, включающий аммиачную селитру, нитрат натрия или нитрат кальция, воду, мазут или индустриальное масло и эмульгатор, в качестве которого используются глицериновые или пентаэритритовые эфиры олеиновой кислоты или талловых жирных кислот С₁₁-С₂₄. Отличительной особенностью данного состава является его способность сохранять текучее состояние при низких температурах. Однако, как показали промышленные испытания, это свойство является отрицательным при зарядке крайних рядов скважин, имеющих сеть крупных трещин. Такой состав вытекает через трещины, что приводит к снижению эффекта взрыва. Очевидно, что такое ВВ трудно применять и для зарядки выходящих скважин на подземных работах. Цель изобретения - повышение эффективности за счет уменьшения текучести при сохранении водоустойчивости и детонационной способности состава. Указанная цель достигается тем, что в составе, включающем раствор селитр, мазут или индустриальное масло и эмульгатор, в качестве эмульгатора используется комбинированный эмульгатор, представляющий собой смесь глицериновых или пентаэритритовых эфиров талловых жирных кислот С₁₁-С₂₄ и аналогичных эфиров синтетических жирных кислот С₂₁-C₂₅. Как показывают проведенные авторами исследования, такие характеристики эмульсионных ВВ как водоустойчивость, чувствительность к инициируемому импульсу, критический диаметр детонации, зависят от консистенции состава, которая зависит от типа применяемого эмульгатора. Так, например, глицериновые или пентаэритритовые эфиры талловых жирных кислот, имеющие непредельный гидрофобный радикал, способствуют образованию эмульсии, сохраняющей при охлаждении текучесть в то время, как такие же эфиры синтетических жирных кислот, имеющие предельный гидрофобный радикал образуют эмульсии, твердеющие при охлаждении. Жидкие эмульсии имеют лучшую водоустойчивость, чувствительность к инициирующему импульсу и меньший критический диаметр по сравнению с твердыми эмульсиями. При использовании смеси эмульгаторов, имеющих предельный и непредельный гидрофобные радикалы в соотношении 30:70-70:30, образуются эмульсии, твердеющие при охлаждении, но имеющие водоустойчивость и взрывчатые свойства близкие к жидким эмульсиям. Составы и свойства образцов по изобретению приведены в таблице. Текучесть определяли на установке, состоящей из герметично закрывающегося аппарата, в котором при помощи термостата поддерживается определенная температура. В дно аппарата монтируют штуцеры для крепления капилляров. В качестве капилляров используют трубки с внутренним диаметром 4 мм. В аппарат помещают исследуемый состав в количестве 150 г и после герметизации подают сжатый воздух. Оценку текучести проводят по глубине затекания эмульсии в капилляры, помещенные в охлажденную воду. Условия проведения экспериментов выбирают наиболее близкие к реальным горногеологическим условиям и с учетом технологических параметров заряжения скважин эмульсионным ВВ: температура эмульсии 85^oC, температура воды в скважине (температура воды, в которую помещали капилляры 7^oC, диаметр капилляров 4 мм, давление колонки заряда (давление в аппарате 1,5 кг/см²). П р и м е р получения состава. Отдельно готовят две смеси: окислителя с водой (630 г аммиачной селитры, 111 г воды, 140 г натриевой селитры) и эмульгатора с горючим, дополнительным горючим и газогенерирующей добавкой (30 г смеси пентаэритритовых эфиров талловых и синтетических жирных кислот в отношении 50:50, 40 г мазута и 40 г порошка алюминия, 9 г воды и 1 г нитрита натрия). Обе смеси нагревают до температуры 85^oС, затем первую смесь добавляют во вторую при постоянном перемешивании. После израсходования раствора окислителя полученный состав перемешивают еще 5 мин, при скорости мешалки 900 об/мин. Готовый состав патронируют в полиэтиленовые оболочки диаметром 25 мм, длиной 200 мм.

Формула изобретения

ЭМУЛЬСИОННЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ, включающий аммиачную селитру, нитрат натрия или нитрат кальция, индустриальное масло или мазут, глицериновое или пентаэритритовые эфиры талловых жирных кислот С₁₁ - С₂₄, воду и нитрат натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет уменьшения текучести при сохранении водоустойчивости и детонационной способности, он дополнительно содержит глицериновые и пентаэритритовые эфиры синтетических жирных кислот С₂₁ - С₂₅ при следующем соотношении компонентов, мас. %: Нитрат натрия или нитрат кальция 4,0 - 20,0 Вода 6,0 - 20,0 Индустриальное масло или мазут 3,0 - 9,0 Глицериновые или пентаэритритовые эфиры талловых жирных кислот С₁₁ - С₂₄ 0,25 - 2,0 Глицериновые или пентаэритритовые эфиры синтетических жирных кислот С₂₁ - С₂₅ 0,25 - 2,0 Нитрит натрия 0,1 - 0,5 Аммиачная селитра Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1