Водосодержащий пороховой взрывчатый состав


 


Владельцы патента RU 2521637:

Бригадин Иван Владимирович (RU)
Дорошенко Станислав Иванович (RU)

Изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом. Водосодержащий пороховой взрывчатый состав включает порох пироксилиновый или его смесь с баллиститным порохом 40,0-65,0 мас.%, натриевую селитру 6,0-15,0 мас.%, органическое горючее 4,0-10,0 мас.%, воду 10,0-25,0 мас.%, полиакриламид 0,3-2,0 мас.%, аммиачную селитру - остальное, при этом в качестве сшивающего агента он содержит хромовокислые квасцы или смесь хромовокислых квасцов с алюминием в консистенции пудры 0,01-0,1, тиосульфат натрия 0,02-0,2 и дополнительно содержит алюминий в виде поверхностной пленки или фольги. Взрывчатый состав расширяет диапазон условий применимости и повышает эффективность воздействия взрывов зарядов.

 

Изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом.

Водосодержащие пороховые ПВВ, разработка которых начата за рубежом в конце 50-х годов XX века, нашли широкое применение при проведении взрывных работ в промышленности, строительстве и в чрезвычайных ситуациях. Химический состав таких ПВВ разработан, исследован и описан в ряде работ и запатентован в России и других странах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является водосодержащий пороховой взрывчатый заряд, включающий пироксилиновый порох или его смесь с баллиститным порохом, натриевую селитру, органическое горючее, полиакриламид, в качестве сшивающего агента - смесь бихромата калия и тиосульфата натрия, аммиачную селитру и воду, в котором в качестве сшивающего агента использован бихромат калия (патент РФ №2183209, C06B 25/26, 31/28, опубл. 10.06.2002 г.).

В ходе испытаний этого ПВВ установлены его детонационные характеристики, характеристики безопасности и работоспособности. Установлено, что по своим совокупным характеристикам указанный состав приближается к идеальному.

Однако в ряде ситуаций этот состав все-таки имеет ограничения по применению. Например, при взрывных работах в подземных и стесненных условиях, когда из-за ограниченности пространства и затрудненной вентиляции в окружающей атмосфере создаются высокие концентрации экологически вредного (токсичного) шестивалентного хрома, входящего в состав бихромата калия.

Вместе с тем, для ведения взрывных работ в стесненных условиях и при щадящем воздействии на окружающую среду, требуются удлиненные заряды с малым диаметром, а при взрыве в воздухе любого заряда ПВВ без оболочки, его критический диаметр заметно увеличивается по сравнению с паспортными данными.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона условий применимости и повышение эффективности воздействия взрывов зарядов на основе водосодержащего порохового взрывчатого состава.

Результат достигается в водосодержащем пороховом взрывчатом заряде, включающем пироксилиновый порох, натриевую селитру, органическое горючее, полиакриламид, сшивающий агент, аммиачную селитру и воду, за счет того, что в качестве сшивающего агента он содержит хромовокислые квасцы или смесь хромовокислых квасцов с алюминием в консистенции пудры и тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пироксилиновый порох 40,0-65,0
натриевая селитра 6,0-15,0
органическое горючее 4,0-10,0
полиакриламид 0,3-2,0
хромовокислые квасцы или
смесь хромовокислых квасцов
с алюминием в консистенции пудры 0,01-0,1
тиосульфат натрия 0,02-0,2
вода 10,0-25,0
аммиачная селитра остальное.

При этом дополнительно заряд содержит алюминий в виде поверхностной пленки или фольги.

В случае применения только хромовокислых квасцов тиосульфат натрия не включается в состав гельпора, т.е. количество тиосульфата натрия в составе гельпора пропорционально их доле.

Для достижения первой составляющей задачи во взрывчатом составе бихромат калия заменяется на хромовокислые квасцы, в которых содержится экологически менее опасный двухвалентный хром, или смесь хромовокислых квасцов и алюминия в консистенции пудры в том же соотношении по массе. Такая замена позволяет обеспечить сшивку компонентов состава без потери показателей безопасности и работоспособности.

При использовании в качестве сшивающего агента бихромата калия в совокупности с тиосульфатом натрия происходит относительно медленное структурирование отдельных молекул в линейку полимера. Гельпор при этом достаточно текуч по реологическим свойствам.

При использовании же хромовокислых квасцов структурирование гельпора происходит значительно быстрее, а текучесть существенно увеличивается. Эти свойства установлены в ходе экспериментальной отработки гельпора и очевидно не вытекают из его химического состава, поскольку он в итоге является полимером.

Для различных условий применения гельпора при взрывных работах требуются различные реологические параметры (текучесть). При снаряжении вертикальных шпуров методом налива требуется гельпор с высокой текучестью, а при снаряжении горизонтальных шпуров патронированным гельпором - с низкой текучестью.

Следует отметить, что водосодержащий пороховой взрывчатый (ВПВВ) состав (гельпор) является очень сложным веществом. Это определяется наличием пироксилинового пороха (с очень сложной химической формулой) и геля как органического полимера.

По этой причине до сих пор нет строгого уравнения химической кинетики детонационных процессов. О сложности химического состава гельпора отмечено в работе (Дубнов Л.В. и др. Промышленные взрывчатые вещества. М.: Недра, 1988, с.259-275). В связи с этим сложность состава не позволяет применять строгие химические законы и основным методом создания ВПВВ является экспериментальный подбор количества компонентов. Простая замена эквивалентных химических веществ в эксперименте приводит к отказу детонации, и здесь существенными факторами являются марка пороха, дисперсный состав и длительность хранения.

Вторая составляющая задачи достигается нанесением на поверхность заряда слоя алюминия в виде пленки или фольги. Алюминиевая пленка выполняет одновременно две функции. Первая - механическая - препятствует быстрому разлету продуктов взрыва, чем способствует более полному протеканию реакции взрывчатого превращения, т.е. повышает к.п.д. взрыва, и уменьшает критический диаметр детонации ПВВ. Вторая - химическая - приводит к повышению эффективности взрывного воздействия за счет дополнительной энергии, выделяемой в процессе окисления алюминия в фазе разлета продуктов взрыва.

Применение алюминиевой фольги для повышения эффективности взрывного воздействия подтверждено в ходе специальных исследований (Трофимов А.В. и др. Патент РФ по заявке на изобретение №2008128008).

В зависимости от конкретных условий взрывания, количество алюминия в пленке (толщина фольги) определяется расчетно-экспериментальным методом.

Предлагаемый взрывчатый состав изготовлен в лабораторных условиях и подвергнут испытаниям на предприятии ОАО «Завод «ТЭКОН» и ФГУП «СКТБ «Технолог» (г. Санкт-Петербург). Результатами испытаний подтверждены характеристики предлагаемого взрывчатого состава.

Водосодержащий пороховой взрывчатый заряд, включающий пироксилиновый порох, натриевую селитру, органическое горючее, полиакриламид, сшивающий агент, аммиачную селитру и воду, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента он содержит хромовокислые квасцы или смесь хромовокислых квасцов с алюминием в консистенции пудры и тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилиновый порох 40,0-65,0
Натриевая селитра 6,0-15,0
Органическое горючее 4,0-10,0
Вода 10,0-25,0
Полиакриламид 0,3-2,0
Хромовокислые квасцы или
смесь хромовокислых квасцов с
алюминием в консистенции пудры 0,01-0,1
Тиосульфат натрия 0,02-0,2
Аммиачная селитра остальное

и дополнительно содержит алюминий в виде поверхностной пленки или фольги.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам (ВВ) 2 класса для использования в горнодобывающей промышленности на открытых и подземных взрывных работах, кроме шахт, опасных по газу или пыли, для сухих и влажных забоев.

Изобретение относится к разработке пороховых взрывчатых составов, используемых в качестве скважинных зарядов в горном деле и строительстве. .

Изобретение относится к промышленным аммиачно-селитренным взрывчатым веществам 2-го класса, которые могут найти применение в горнодобывающей промышленности при производстве взрывов на открытых и подземных работах, кроме шахт, опасных по газу или пыли, для сухих и влажных забоев.
Изобретение относится к области производства и применения водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе гелеобразных растворов окислителей, сенсибилизированных порохами.

Изобретение относится к области разработки высокоэнергетических быстрогорящих твердых ракетных топлив баллиститного типа (двухосновных). .

Изобретение относится к промышленным взрывчатым составам, предназначенным для изготовления удлиненных кумулятивных и листовых зарядов для резки крупногабаритных металлоконструкций, изделий из металла сложной формы.

Изобретение относится к области разработки высокоэнергетических быстрогорящих твердых ракетных топлив баллиститного типа, используемых в качестве энергоисточников ракетных двигателей.

Изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом. .

Изобретение относится к классу твердых ракетных топлив баллиститного типа для использования в системах различного назначения, например в газогенераторах (ГГ), пороховых аккумуляторах давления (ПАД), противотанковых управляемых ракетных системах (ПТУРс) и др.

Изобретение относится к области разработки баллиститных ракетных твердых топлив с улучшенными баллистическими характеристиками. .

Изобретение относится к суспензионным взрывчатым составам, предназначенным для ведения взрывных работ в горнодобывающей промышленности. .

Изобретение относится к области разработки водосодержащих пороховых взрывчатых составов на основе насыщенных растворов окислителей и взрывчатого сенсибилизатора.

Изобретение относится к водосодержащим промышленным взрывчатым составам на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом. Взрывчатый состав включает порох пироксилиновый или его смесь с баллиститным порохом, натриевую селитру, аммиачную селитру, растворимое в воде органическое горючее, полиакриламид, структурирующий агент, воду. Для повышения детонационной способности и чувствительности к инициирующему импульсу при сохранении высокой степени безопасности в обращении состав содержит алюминиевую пудру, частички которой имеют гидрофобное покрытие, и калий фосфорнокислый однозамещенный. В качестве растворенного в воде органического горючего содержит карбамид, или этиленгликоль, или глицерин, или уротропин, в качестве структурирующего агента - смесь бихромата калия и натрия серноватистокислого, или соль двухвалентного железа и натрия серноватистокислого. Дополнительно может содержать гранулированную аммиачную селитру. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх