Водосодержащий взрывчатый состав


 


Владельцы патента RU 2537485:

Морозов Андрей Михайлович (RU)
Савин Юрий Павлович (RU)
Артемьев Александр Анатольевич (RU)
Архипов Михаил Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области производства водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе загущенного водного раствора горючего и окислителей, сенсибилизированного взрывчатыми материалами. Водосодержащий взрывчатый состав содержит сбалансированный водный раствор горючего и окислителей из аммиачной селитры, натриевой селитры и карбамида, загущенный полиакриламидом с применением в качестве структурирующей добавки сульфата алюминия. В качестве сенсибилизатора взрывчатый состав содержит многоканальные пироксилиновые пороха с толщиной горящего свода 0,7- 1,5 мм или смесь указанных порохов с чешуированным тротилом при содержании пороха в составе 20-45 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%: сенсибилизатор 25,0-65,0, натриевая селитра 5,0-8,0, карбамид 4,0-6,0, вода 9,0-12,0, полиакриламид 0,5-1,5, сульфат алюминия 0,02-0,3, аммиачная селитра - остальное. Предложенный состав обеспечивает достаточную чувствительность к детонационному импульсу при инициировании его с устойчивой детонацией от КД, ЭД и НСИ в тонкой полимерной оболочке с толщиной слоя от 20 мм и выше. Данный состав обладает повышенной работоспособностью (в 2,5-3 раза по сравнению с применяемым аммонитом №6ЖВ), водоустойчив, отвечает требованиям санитарной и экологической безопасности при проведении взрывных работ. 1 табл.

 

Изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе загущенного водного раствора горючего и окислителей, сенсибилизированного взрывчатыми материалами.

Известен водосодержащий взрывчатый состав (патент РФ №2026272), включающий (масс.%): измельченный баллиститный порох 15-20, аммиачную селитру 45-60, воду 9-13, загуститель 0,5-2, сшивающий агент 0,05-0,1, остальное - пироксилиновый порох.

В качестве загустителя в этом составе используется натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или полиакриламид, а в качестве сшивающего агента - бихромат калия или квасцы хромовокалиевые или сернокислое трехвалентное железо.

Недостатком этого состава является санитарная и экологическая опасность продуктов взрыва, измельчение сенсибилизатора и недостаточная стабильность детонационных характеристик в процессе хранения.

Наиболее близким к предложенному является водосодержащий взрывчатый состав (заявка на изобретение РФ №2008146037, опуб. 27.05.2010), включающий взрывчатые вещества, измельченные до размеров частиц 0,05-3,0 мм: баллиститное твердое ракетное топливо или пироксилиновые, или баллиститные артиллерийские пороха, или флегматизированный гексоген, или смеси флегматизированного гексогена с алюминием, или гексогена с тротилом, или гексогена с тротилом и алюминием, или тротил, или их смесь в любом соотношении 2,0-60,0%, растворимые в воде азотнокислые соли металлов или их смесь 6,0-2,0% (азотнокислый натрий или азотнокислый калий, или азотнокислый кальций, или их смесь), органическое горючее 15-5,0% (минеральное масло или твердые парафины, или их семь), загуститель 0,3-1,0% (полиакриламид, соли карбоксиметилцеллюлозы или гуаровую муку), сшивающий агент 0,05-0,01% (сернокислый алюминий или трехвалентное сернокислое железо), стабилизатор физической стойкости 0,05-0,1% (производные алкилполиэтиленовых эфиров изотридецилового спирта, или моно- и диалкилфенил оксиполиэтиленгликолевых эфиров, или полиоксиэтилированных эфиров жирных спиртов), вода 12,0-9,0%, аммиачная селитра остальное.

Недостатком этого состава является применение в качестве сенсибилизатора измельченных взрывчатых материалов. Технологическая операция измельчения взрывчатых материалов является опасной, низко производительной, требующей больших материальных затрат. Проведенные исследования выявили пониженную чувствительность состава к детонационному импульсу, затухание детонации в заряде (детонационное горение не переходящее в детонацию).

Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности водосодержащего взрывчатого состава к детонационному импульсу при инициировании его от любых промышленных средств инициирования: КД (капсюли-детонаторы), ЭД (электродетонаторы), НСИ (неэлектрические системы инициирования), ДШ (детонирующие шнуры), исключающие применение дополнительного детонатора, стабилизация детонационных и физико-механических характеристик состава, при обеспечении безопасности его производства и применения.

Поставленная задача решается тем, что водосодержащий взрывчатый состав, включающий пироксилиновые пороха или их смесь с тротилом в качестве сенсибилизатора, аммиачную селитру, натриевую селитру, карбамид, полиакриламид, сульфат алюминия и воду, согласно изобретению в качестве сенсибилизатора включает многоканальные пироксилиновые пороха с толщиной горящего свода 0,7-1,5 мм или их смесь с чешуированным тротилом при содержании пороха в составе 20-45 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас%:

Сенсибилизатор 25,0-65,0
Натриевая селитра 5,0-8,0
Карбамид 4,0-6,0
Вода 9,0-12,0
Полиакриламид 0,5-1,5
Сульфат алюминия 0,02-0,3
Аммиачная селитра Остальное

Технический результат, достигаемый предложенным изобретением, заключается в повышении инициирующей способности пороховых элементов за счет капсулирования в них воздуха. Технический результат достигается применением в составе водосодержащего взрывчатого вещества определенного количества частиц твердого компонента (многоканальные пироксилиновые пороха) сенсибилизатора, выраженное в процентном соотношении количества сенсибилизатора в составе взрывчатого вещества и необходимого объема сбалансированного водного раствора горючего и окислителей, загущенного полиакриламидом, выраженное в процентном соотношении, в составе взрывчатого вещества. Кинематическая вязкость загущенного водного раствора, определенная по ГОСТ 33-2000, находится в пределах 80-190 см2/сек. За счет высокой вязкости загущенного раствора в каналах пороховых элементов многоканальных пироксилиновых порохов капсулируется воздух, который является инициатором детонации. При этом как в каналах пороховых элементов, так и между пороховыми элементами сенсибилизатора первоначально возникают интенсивные воздушные ударные волны, распространяющиеся между пороховыми элементами сенсибилизатора со скоростью, значительно превышающие (на 20-50%) скорость детонационной волны отдельного порохового элемента, эти волны, инициируют детонацию следующих пороховых элементов сенсибилизатора до прихода фронта детонационной волны, движущейся по предыдущему элементу, в результате усиливается инициирующая способность пороховых элементов. При этом детонационная волна распространяется не сплошным фронтом, а по отдельным пороховым элементам, т.е. в заряде устанавливается пульсирующий режим детонации со скоростью большей на 20-50% скорости детонации порохового элемента сенсибилизатора, способствующий в среде загущенного водного раствора горючего и окислителей более длительному поддержанию давления и полезному увеличению импульса взрыва.

Известны взрывчатые составы, содержащие многоканальные пироксилиновые пороха. Например, пороховой взрывчатый состав (RU 2122990 C1, опуб. 10.12.1998) содержит бездымный порох, например зерненный пироксилиновый или измельченный пироксилиновый порох, а также сенсибилизатор в виде 45-65% водного или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя или его смеси с тротилом в соотношении 1:3-1:10, при этом входящие компоненты взяты в следующем соотношении, масс %: бездымный порох - 70-98, сенсибилизатор - 30-2. Однако для обеспечения сенсибилизации данного состава используется естественная пористость пороховых элементов. Экспериментально была определена величина кинематической вязкости водного или водно-гликолевого раствора неорганического окислителя или его смеси с тротилом по ГОСТ 33-2000 (1,0-9,0 см2/сек), которая в 10-200 раз ниже, чем кинематическая вязкость загущенного раствора в предложенном составе. Такая низкая вязкость обеспечивает заполнение каналов пороховых элементов указанным раствором окислителя с вытеснением из них воздуха, что приводит к потере восприимчивости к детонационному импульсу при инициировании от ЭД, КД, НСИ, ДШ, данные составы инициируются только от промежуточного детонатора.

Другой известный пороховой взрывчатый состав (RU 2130446 C1, опуб. 20.05.1999) содержит пироксилиновый порох, например, в том числе в виде многоканальных зерен, в количестве 80,0-96,5, воду - 0,5-3,8, неорганический окислитель - 1,5-19,0 и масло минеральное, или каменноугольное, или их смесь - 0,5-2,5 мас.%. Но при его изготовлении сначала проводят увлажнение пироксилинового пороха до равновесного насыщения водой, а затем смешивают его с окислителем и маслом. В результате каналы многоканального пироксилинового пороха заполняются водой до вытеснения из них воздуха, что приводит к потере восприимчивости к детонационному импульсу при инициировании от ЭД, КД, НСИ, ДШ, данные составы инициируются только от промежуточного детонатора.

Предложенный водосодержащий взрывчатый состав изготавливают следующим образом. Загущенный водный раствор горючего и окислителя подготавливается отдельно. В отмеренное количество воды при постоянном нагреве и перемешивании загружают навески аммиачной селитры, натриевой селитры, карбамида, полиакриламида и выдерживают до полного растворения. Полученный загущенный водный раствор горючего и окислителей разливают в тару. Загрузку и смешение сенсибилизатора производят в отдельной технологической емкости, для этого в отмеренное количество загущенного водного раствора окислителей и горючего вводят навески необходимого количества сенсибилизатора, аммиачной селитры и перемешивают. Сшивающий агент вводится на последней стадии изготовления.

В таблице приведены примеры рецептур водосодержащего взрывчатого состава и их детонационные свойства.

Проведенные испытания по определению детонационных характеристик водосодержащего взрывчатого состава выявили зависимость параметров детонации от размера пороховых элементов, входящих в его состав. Экспериментальные данные, приведенные в таблице, подтверждают отсутствие восприимчивости к детонационному импульсу от КД, ЭД, НСИ состава с измельченным сенсибилизатором и составов с одноканальными пироксилиновыми порохами 4/1 и 6/1 с толщиной горящего свода менее 0,7 мм.

Сбалансированный водный раствор горючего и окислителя, загущенный полиакриламидом с применением в качестве сенсибилизатора многоканальных пироксилиновых порохов обеспечивает стабильную чувствительность к детонационному импульсу, устойчиво детонирует от КД, электродетонаторов и неэлектрических систем инициирования с получением стабильных максимальных значений детонационных характеристик состава.

Проведенные испытания показали устойчивую работу водосодержащего взрывчатого состава при содержании в нем многоканальных пироксилиновых порохов марок 9/7-14/7 от 25 до 65 мас.% от электродетонаторов типа ЭД-8 и неэлектрических систем инициирования со скоростью детонации V=6,2-6,8 км/с.

Предложенный состав обеспечивает достаточную чувствительность к детонационному импульсу при инициировании его с устойчивой детонацией от КД, ЭД и НСИ в тонкой полимерной оболочке с толщиной слоя от 20 мм и выше. Данный состав обладает повышенной работоспособностью (в 2,5-3 раза по сравнению с применяемым аммонитом №6ЖВ), водоустойчив, отвечает требованиям санитарной и экологической безопасности при проведении взрывных работ.

При введении в состав в качестве сенсибилизатора смеси многоканальных пироксилиновых порохов с тротилом чешуированным при содержании пороха в составе от 20 до 45 мас.% детонационные параметры сохранились устойчивыми.

Применение в составе натриевой селитры повышает его морозостойкость и снижает количество вредных газов в продуктах взрыва.

Использование в качестве загустителя полиакриламида, а в качестве сшивающего агента сульфата алюминия обеспечивает регулировку реологических характеристик загущенного водного раствора и обеспечивает поддержание стабильно высокой детонационной способности состава при длительном хранении, значительно упрощается технологический процесс его изготовления.

Таблица
КОМПОНЕНТЫ СОДЕРЖАНИЕ КОМПОНЕНТОВ СЕНСИБИЛИЗАТОРА, MAC.%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Порох 4/1 с t=0,4 мм пироксилиновый 35% 45% 60% 25% 45%
Порох 6/1 с t=0,6 мм пироксилиновый 35% 60%
Порох 9/7 с t=0,7 мм пироксилиновый 25% 60% 20% 45%
Порох 14/7 с t=1,4 мм пироксилиновый измельченный 35% 50% 25% 45%
Тротил чешуированный 30% 15% 30% 15% 30% 15%
ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ, МАС.%
Сенсибилизатор 35 45 60 35 60 25 60 35 50 50 60 55 60 55 60
Натриевая селитра 5 6 7 8 6 8 5 5 8 4 6 5 8 8 7
Карбамид 4 6 5 6 4 6 4 5 6 5 4 6 4 5 6
Вода 10 9 12 11 9 12 9 11 9 10 12 12 9 9 12
Полиакриламид 1,5 0,8 0,6 0,9 1,0 1,0 0,5 0,9 1,5 1,4 0,5 1,2 0,6 1,5 0,8
Сульфат алюминия 0,04 0,09 0,2 0,1 0,06 0,2 0,07 0,2 0,05 0,1 0,08 0,3 0,08 0,06 0,2
Аммиачная селитра 44,46 33,11 15,2 39 19,94 47,8 21,43 42,9 25,45 29,5 17,42 20,5 18,32 21,44 14
Детонация от ЭД-8 в полимерной оболочке с t кр=20 мм (критическая толщина детонационного слоя) отказ отказ отказ отказ отказ детонация детонация отказ отказ детонация детонация отказ отказ отказ отказ

Водосодержащий взрывчатый состав, включающий пироксилиновые пороха или их смесь с тротилом в качестве сенсибилизатора, аммиачную селитру, натриевую селитру, карбамид, полиакриламид, сульфат алюминия и воду, отличающийся тем, что в качестве сенсибилизатора включает многоканальные пироксилиновые пороха с толщиной горящего свода 0,7-1,5 мм или их смесь с чешуированным тротилом при содержании пороха в составе 20-45 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас%:

Сенсибилизатор 25,0-65,0
Натриевая селитра 5,0-8,0
Карбамид 4,0-6,0
Вода 9,0-12,0
Полиакриламид 0,5-1,5
Сульфат алюминия 0,02-0,3
Аммиачная селитра остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для формирования шпуровых зарядов с целью ведения взрывных работ как на земной поверхности, так и в условиях поземных выработок угольных и сланцевых шахт, опасных по газу или пыли.
Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для формирования шпуровых зарядов с целью ведения взрывных работ, как на земной поверхности, так и в условиях поземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли, при их прямом или обратном инициировании.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, применяемым в гражданских взрывных работах и в военных боеприпасах, преимущественно в кумулятивных. Способ улучшения взрывчатых веществ включает добавление бора или его соединения к азотосодержащему взрывчатому веществу.
Изобретение относится к области взрывчатых составов, применяемых для ведения взрывных работ в условиях поземных выработок шахт, неопасных по газу или пыли, методом шпуровых зарядов при прямом или обратном инициировании.
Изобретение относится к взрывчатым веществам, предназначенным для отбойки руды при разработке слабых жил, залегающих в неустойчивых вмещающих породах. .
Изобретение относится к высокоэнергетическим конденсированным системам, а именно к твердотопливным газогенерирующим составам, и может быть использовано в различных газогенераторах систем пожаротушения, автономных системах поднятия затонувших объектов, подушках безопасности автомобилей, системах интенсификации добычи нефти, установках по получению различных соединений в волне горения.

Изобретение относится к аммиачно-селитренным взрывчатым веществам и может быть использовано для приготовления эмульсионного гранулита. .

Изобретение относится к эмульсионному взрывчатому составу и способу его получения. .

Изобретение относится к технологии термической обработки гигроскопичных взрывчатых веществ. .

Изобретение относится к окислителям твердотопливных энергетических конденсированных систем на основе двойного окислителя перхлорат - нитрат аммония. .
Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, предназначенным для обработки металлов взрывом, преимущественно для сварки, а также для взрывных работ при добыче камнеблоков.
Изобретение относится к области получения сферических порохов для зарядов к стрелковому оружию. Заряд для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров состоит из сферического пороха.
Изобретение относится к области химии органических нитросоединений, а именно к способу получения нитратов целлюлозы с высоким содержанием азота, которые находят применение в производстве бездымных порохов и взрывчатых веществ.

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, а также для экстремальных поршневых и турбореактивных двигателей.
Изобретение относится к газогенерирующим составам, содержащим неорганические соли кислородсодержащих кислот галогенов, а именно к пиротехническим низкотемпературным быстрогорящим газогенерирующим составам для газогенераторов, применяемых в устройствах, использующих механическую энергию генерируемых газов, например, в устройствах раскрутки ротора турбореактивных двигателей, системах управления ракет и торпед, амортизаторах, домкратах-подушках и т.п.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, применяемым в гражданских взрывных работах и в военных боеприпасах, преимущественно в кумулятивных. Способ улучшения взрывчатых веществ включает добавление бора или его соединения к азотосодержащему взрывчатому веществу.
Изобретение относится к способу получения тонкосводных дисковых порохов водно-дисперсионным способом. Способ получения пороха включает перемешивание в воде компонентов пороха - высокоазотного пироксилина с условной вязкостью 1,0-4,0°Э или пороховой массы на его основе с 15-25 мас.% нитроглицерина, и стабилизатора химической стойкости, приготовление порохового лака в этилацетате, соблюдая соотношение между объемами воды и порохового лака 0,5-0,8, диспергирование порохового лака с вводом эмульгатора, ввод сульфата натрия, удаление этилацетата, промывку, сортировку и сушку пороховых элементов, при этом после удаления этилацетата температуру в реакторе снижают до 50-60°С, вводят возвратно-технологические отходы, восстанавливая исходное соотношение между объемами воды и порохового лака.
Изобретение относится к вариантам ракетного топлива для твердотопливных и гибридных ракетных двигателей. Ракетное топливо содержит нитросоединение, например нитроформ, которое находится в нем в связанном соединении с непредельными углеводородами (нитроэтилен, этилен, стирол, пропилен, нитропропилен, нитрил акриловой кислоты, диацетилен) с помощью реакции Михаэля.
Изобретение относится к области пиротехники, а именно к пиротехническим составам для иллюминации, увеселительным, зрелищным и сигнальным целям, и может быть использовано для изготовления фейерверков.
Предложенное изобретение относится к пиротехнике, а именно пиротехническим средствам для иллюминации, увеселительных, зрелищных и сигнальных целей. Согласно изобретению при изготовлении пиротехнических составов салютов и фейерверков предлагается использовать отходы материала сгорающей гильзы.
Изобретение относится к пиротехническим составам для получения низкотемпературного смешанного газа в газогенераторах наддува эластичных емкостей систем спасения подводных аппаратов, а также аварийно-спасательных средств (плоты, трапы, шасси, лодки, жилеты). Пиротехнический состав включает, мас.%: 62,5-75,5 нитрогуанидина, 14,0-20,0 перхлората аммония, 5,0-11,0 уротропина, 3,5-2,5 бутадиеннитрильного каучука, 1,5-2,5 фенолформальдегидной смолы и 0,5-1,5 порошка алюминиево-магниевого. Состав отличается высокой остаточной газопроизводительностью, низкой молярной массой продуктов сгорания, низкой температурой горения, надежной воспламеняемостью, минимальным содержанием в продуктах сгорания конденсированной фазы, стабильностью процесса горения в широком диапазоне давлений и высокой прочностью прессованных зарядов при растяжении. 3 табл., 5 пр.
Наверх