Водонаполненный взрывчатый состав

 

Использование: открытые горные разработки. Сущность изобретения: состав содержит (мас. %): 12,0-17,0 тринитротолуола, 9,0-14,0 воды, 1,0-3,0 силикатных микросфер ТЭС насыпной плотностью не более 0,32 г/см³ и крупностью 105-350 мкм, 0,3-1,0 поли-акриламида, 0,05-0,1 (св. 100%) сернокислого хрома, аммиачная селитра - остальное. Аммиачную селитру при нагревании перемешивают с 2% водным раствором полиакриламида, добавляют силикатные микросферы и раствор сульфата хрома, на прикарьерном пункте полученная смесь перемешивается с тротилом. Теплота взрыва 764-850 ккал/кг, скорость детонации 3,6-4,6 км/с. 4 табл.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, а именно к водонаполненным аммиачно-селитренным составам для открытых горных разработок с изготовлением на местах применения.

Известны водонаполненные аммиачно-селитренные взрывчатые составы, например горячельющиеся акватолы ГЛТ-20 по ТУ 48-50-77, Т-20 М по ТУ 7511903-531-90 (авт. св. N 274155), содержащие в качестве сенсибилизатора тротил (тринитротолуол).

Недостатком этих составов является большая стоимость из-за относительно высокого (не менее 19,8% по массе) дорогостоящего и дефицитного тротила. Кроме того, высокая температура на всех стадиях приготовления и заряжания этих акватолов (76-115°С) обуславливает большую энергоемкость теплоносителей и повышение требований безопасности. В этих составах вся селитра переводится в расплав или насыщенный раствор.

Наиболее близким к предлагаемому ВВ является водонаполненный взрывчатый состав по ТУ 84-885-80 (авт.св. N 281212, кл. С 06 В 1/04), содержащий 50-54% по массе аммиачной селитры, 28-32 тринитротолуола, 1-3 сухого полиакриламида, 15-17 воды и 2-10 (сверх 100%) кубового остатка этилцеллозольва. Приведенный состав имеет также большую стоимость из-за высокого содержания дорогостоящих тротила, полиакриламида. К тому же входящий в состав кубовый остаток этилцеллозольва в качестве антифризной добавки необходим только для акватола в патронном варианте. Кроме высокой стоимости прототип имеет недостаточною водоустойчивость при заряжании обводненных скважин.

Задача изобретения снижение содержания в составе дефицитного тринитротолуола с уменьшением стоимости водонаполненного ВВ при сохранении его взрывчатых и физико-химических свойств.

Эта задача достигается тем, что в известный взрывчатый состав, включающий аммиачную селитру, тринитротолуол, полиакриламид, воду согласно изобретению, дополнительно вводят силикатные микросферы тепловых электростанций (ТЭС) и сернокислый хром при следующих соотношениях компонентов в по массе: тринитротолуол 12-17 силикатные микросферы ТЭС 1-3 полиакриламид 0,3-1 вода 9-15 аммиачная селитра остальное сернокислый хром 0,05-0,1 (сверх 100%) причем крупность силикатных микросфер составляет 105-350 мкм, а насыпная плотность не более 0,32 г/см₃.

Использование силикатных микросфер ТЭС определенного качества (насыпная плотность не более 0,32 г/см³ и крупность 105-350 мкм) объясняется следующим: эффект сенсибилизации жидких ВВ с помощью микросфер зависит от вносимой ими газонасыщенности и крупности (диаметра). Согласно исследованиям М. Кука устойчивая детонация водонаполненных ВВ происходит при содержании воздуха 0,1-0,2 см³ на 1 г ВВ (см. М. Кук "Наука промышленных ВВ" М. Недра, 1980, с. 219). Для обеспечения указанного количества воздуха ВВ при минимальном содержании микросфер, не являющимися энергоносителями, они должны иметь максимальный коэффициент пустотности, который хорошо коррелирует с показателем насыпной плотности.

В таблице 1 приведены результаты определения насыпной плотности микросфер ТЭС в зависимости от их крупности.

Опытное взрывание образцов акватола АВ на микросферах ТЭС различной плотности при их содержании в составе 2% показало, что нормируемая скорость детонации заряда достигается при насыпной плотности микросфер менее 0,32 г/см₃ и крупностью более 105-350 мкм (таблица 2).

Микросферы ТЭС крупностью более 350 мкм (не более 4% от общего объема) не могут использоваться в ВВ, так как эти фракции с поверхности покрыты пленкой несгоревшего топлива.

Для проверки взрывчатых и физико-химических свойств предлагаемого ВВ в полигонных условиях Николаевского рудника Восточно-Казахстанского медно-химического комбината были изготовлены и испытаны образцы следующих составов (см. табл.3).

Как видно из таблицы, наименьшая стоимость водонаполненного ВВ при сохранении взрывчатых и физико-химических свойств по сравнению с прототипом обеспечиваются у состава с микросферами ТЭС насыпной плотностью 0,28 г/см₃ с крупностью 105-350 мкм. Кроме того, ввод известного структурирующего агента (сульфат хрома) в предложенный состав обеспечил повышение его водоустойчивости.

Для установления нижнего и верхнего предела содержания микросфер насыпной плотностью 0,28 г/см₃ в составе ВВ были изготовлены и испытаны образцы акватола с различным содержанием таких микросфер (таблица 4).

Как видно из таблицы 4, по детонационным свойствам оптимальное содержание микросфер составляет 1-3% от общей массы акватола.

Образцы акватола готовились в модернизированной машине "Акватол-IV" конструкции института "Гипроникель".

Первоначально на стационарном пункте в пропеллерной мешалке 6%-ный водный раствор полиакриламида разбавлялся водой температурой 90^oС до 2-х процентного. При этом перемешивание производилось 15-20 мин. В другой емкости с перемешиванием готовился 10% -ный водный раствор сульфата хрома (сшивающий агент).

На этом же пункте 2%-ный водный раствор полиакриламида насосом перекачивался в обогреваемую горячей водой (Т 90-95^oС) лопастную мешалку, куда загружалась аммиачная селитра. Приготовление водноселитренной смеси осуществлялось в течение 15-20 мин. Температура ее поддерживалась не выше 50^oС для предотвращения кристаллизации селитры.

Водноселитренная смесь самотеком поступала в обогреваемый горячей водой (не выше 80^oС) бункер-смеситель зарядной машины, в специальные емкости которой по отдельности загружались силикатные микросферы и 10%-ный раствор сульфата хрома.

На прикарьерном пункте в бункер-смеситель машины с перемешиванием загружался тротил.

Окончательное изготовление акватола осуществлялось на заряжаемом блоке карьера, над скважиной. С открытием задвижки при включенном смесителе полуфабрикат акватола температурой 20-50^oС ( в зависимости от температуры воздуха) поступал в 600 литровый смеситель-дозатор, куда одновременно подавали микросферу и 10%-ный раствор сульфата хрома. С открытием гидравлической заслонки готовый акватол по течке поступал на столб воды скважины. При производительности выгрузки 150-200 кг/мин акватол плотностью 1,38-1,40 г/см³ хорошо тонул в воде с образованием проектного заряда. Всего было изготовлено и взорвано 30 т акватола с выдержкой в обводненной скважине 48 суток. Отказов и выгораний ВВ не обнаружено, качество дробления и проработка подошвы на уровне граммонита 30/70 и гранулятола. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3

Формула изобретения

Водонаполненный взрывчатый состав, включающий аммиачную селитру, тринитротолуол, полиакриламид, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит силикатные микросферы ТЭС насыпной плотностью не более 0,32 г/см³ и крупностью 105-350 мкм и сернокислый хром при следующем соотношении компонентов /в мас./: тринитротолуол 12,0 17,0
вода 9,0 14,0
силикатные микросферы 1,0 3,0
полиакриламид 0,3 1,0

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5