Взрывчатое вещество

Авторы патента:

Виноградов Илья Сергеевич (RU)

Грабовец Владимир Александрович (RU)

Субботин Владимир Анатольевич (RU)

Иоффе Борис Владимирович (RU)

C06B31/28 - нитрат аммония

Владельцы патента RU 2628604:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" (RU)

Изобретение относится к взрывчатым веществам, предназначенным для качественной отбойки руды при разработке слабых жил, залегающих в неустойчивых вмещающих породах. Взрывчатое вещество содержит аммоний азотнокислый и катализатор взрывчатого разложения. В качестве катализатора взрывчатого разложения используется калий железистосинеродистый с дисперсностью 0,15÷0,20 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Аммоний азотнокислый NH₄NO₃ - 95÷98, калий железистосинеродистый - 2÷5. Технический результат заключается в повышении качества отбойки руды, значительном упрощении технологии получения с одновременным приданием взрывчатому веществу физической стабильности, снижением его мощности при повышении детонационной способности. 2 табл.

Изобретение относится к области химии, а более конкретно к взрывчатым веществам, и может быть использовано для качественной отбойки руды при разработке слабых жил, залегающих в неустойчивых вмещающих породах.

Наиболее технологически простым способом качественной отбойки таких месторождений является использование маломощных простейших взрывчатых веществ (ВВ). Из данного класса ВВ наибольшее применение в горной промышленности имеет игданит, содержащий следующие ингредиенты в масс. %:

Аммоний азотнокислый NH₄NO₃
(гранулы величиной 1,0-1,5 мм)	92,5
Соляр	7,5

Недостатком игданита является стекание соляра в нижние слои заряда, а также неустойчивость детонационного процесса в металлической трубе диаметром 36 мм со стенкой 3 мм после 3-суточной просушки аммония азотнокислого NH₄NO₃ [1, 2].

Известны составы игданита, содержащие гранулированный аммоний азотнокислый NH₄NO₃ дисперсностью 0,28-0,5 мм с уменьшенным содержанием соляра и поверхностно-активные вещества (ПАВ), вводимые в расплав аммиачной селитры. При этом наилучшую детонационную способность имеют составы игданита, содержащие следующие ингредиенты в масс. % [3]:

Аммоний азотнокислый NH₄NO₃
(гранулы величиной 0,28-0,5 мм)	89,5
Смесь алкилированных фенол-производных
полиэтиленоксида (ОП-7)	5,0
Соляр	5,5

Недостатком данного ВВ является то, что увеличение детонационной способности игданита (2,4 км/с) может быть связано с малой прочностью гранул аммония азотнокислого NH₄NO₃, содержащего ПАВ. Скорость детонации состава игданита имеет более мелкую фракцию аммония азотнокислого NH₄NO₃, а сам детонационный процесс прерывался даже в металлической трубе. Кроме того, поверхностно-активное вещество ОП-7 и другие ПАВ имеют высокую стоимость и выпускаются промышленностью в ограниченных количествах.

В сложных горно-геологических условиях снижение разрушающего действия взрыва на массив за проектным контуром очистного забоя становится первоочередной задачей при совершенствовании параметров взрывной отбойкие руды.

В наиболее неблагоприятных горно-геологических условиях при наличии исключительно неустойчивых вмещающих пород применение игданита даже в малых диаметрах зарядов не позволяет использовать его для качественной отбойки руды. В этих условиях необходимо значительно уменьшить общую энергию каждого шпурового заряда. Требуется максимальное снижение диаметра шпуров, а не использование рассредоточенных зарядов. Однако применение игданита в малых диаметрах (менее 35 мм) нереально, так как в металлических трубах состав дает отказы при указанном диаметре шпура даже при использовании боевика массой 50 г, изготовленного из мощного ВВ - детонита-15А10 [4].

Техническим результатом изобретения является повышение качества отбойки руды, значительное упрощение технологии получения и удешевление взрывчатого вещества с одновременным приданием ему физической стабильности (устранение слеживаемости), снижением его мощности при повышении детонационной способности, что позволяет осуществить качественную отбойку руды и широкое промышленное внедрение данного ВВ.

Для решения поставленной задачи в аммоний азотнокислый NH₄NO₃ вводят катализатор - калий железисто-синеродистый K₄[Fe(CN)₆] дисперсностью 0,15-0,20 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Аммоний азотнокислый NH₄NO₃	95-98
Калия железисто-синеродистого K₄[Fe(CN)₆]	5-2

Введение в аммоний азотнокислый NH₄NO₃ калия железисто-синеродистого K₄[Fe(CN)₆] способствует резкому повышению ее детонационной способности и состав приобретает свойства индивидуального взрывчатого вещества. При дисперсности кристаллов 0,15-0,20 мм ВВ устойчиво взрывается в бумажном патроне диаметром 30 мм и длиной 200 мм от капсюля-детонатора ЭД-8.

Дифференциально-термический анализ показал, что добавление в аммоний азотнокислого NH₄NO₃ 2-5% калия железисто-синеродистого K₄[Fe(CN)₆] оказывает каталитическое разложение аммония азотнокислого NH₄NO₃ на 50-70°С меньше обычного и устраняет слеживаемость. В экспериментах испытывалось четыре состава ВВ, содержащего разное количество указанной добавки.

Определение критического диаметра проводилось в бумажной гильзе с целью установления оптимального количества калия железисто-синеродистого K₄[Fe(CN)₆]. Результаты исследований представлены в табл. 1. Инициирование патронов проводилось электродетонатором ЭД-8.

Как видно из табл. 1, введение в аммоний азотнокислый NH₄NO₃ калия железисто-синеродистого K₄[Fe(CN)₆] в количестве до 5% позволяет обеспечить надежные взрывчатые свойства аммонию азотнокислому NH₄NO₃. Наличие же в составе аммония азотнокислого NH₄NO₃ более 5% добавки нецелесообразно, так как это не способствует дальнейшему повышению детонационных свойств аммония азотнокислого NH₄NO₃.

Таким образом, критический диаметр ВВ, полученного по упрощенной технологии, равен 26-28 мм при содержании в аммонии азотнокислом NH₄NO₃ до 5% калия железисто-синеродистого. Плотность порошкообразного ВВ составляет 0,85-0,9 г/см³.

Был также проведен эксперимент для сравнения взрывчатых свойств прототипа с предлагаемым взрывчатым веществом (табл. 2). В эксперименте использовались взрывчатые составы следующих рецептур, масс. %:

1) Аммоний азотнокислый NH₄NO₃	89,5
Смесь алкилированных фенол-производных
полиэтиленоксида (ОП-7)	5,0
Соляр	5,5
2) Аммоний азотнокислый NH₄NO₃	95
Калий железисто-синеродистый	5

В табл. 2 приведены сравнительные испытания игданита, содержащего гранулированный аммоний азотнокислый NH₄NO₃ дисперсностью 0,28-0,5 мм, в кристаллы которого введено 5% ОП-7. Игданит испытывался в стеклянных трубках с толщиной стенки 1,5 мм.

Предлагаемое взрывчатое вещество дисперсностью 0,15-0,20 мм содержит в смеси 5% калия железисто-синеродистого K₄[Fe(CN)₆], введенного в кристаллы аммония азотнокислого NH₄NO₃.

Из табл. 1 и 2 следует, что предлагаемое взрывчатое вещество устойчиво детонирует в диаметре 26 мм в бумажной оболочке. Оно имеет меньшую работоспособность, что снижает разрушающее действие взрыва на массив, устраняет избыточное разубоживание руды и действие продуктов детонации ВВ за проектным контуром очистного забоя.

Источники информации

1. Перечень взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных к применению в Российской Федерации. Серия 13. Выпуск 2 / Колл. авт. - М.: ФГУП «научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. - 80 с.

2. В.А. Усачев (ИГД им. Скочинского) Влияние дисперсности и удельной поверхности аммиачной селитры на критический диаметр игданитов// «Взрывное дело» Сб. №65/22, М. - 1968, с. 24-30.

3. С.А. Мельников, Б.Н. Кукиб (ИГД им. Скочинского) Определение скорости детонации игданитов, приготовленных на селитре с добавками поверхностно-активных веществ// «Взрывное дело» Сб. №74/31, М., - 1974, с. 33-35.

4. Ю.П. Галченко (ИФЗ АН СССР) Полигонные исследования детонационной способности рассредоточенных шпуровых зарядов игданита.// «Взрывное дело» Сб. №74/31, М., - 1974, с. 41-44.

Взрывчатое вещество, включающее аммоний азотнокислый и катализатор взрывчатого разложения, отличающееся тем, что в качестве катализатора взрывчатого разложения содержит калий железистосинеродистый дисперсностью 0,15÷0,20 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Аммоний азотнокислый NH₄NO₃	95÷98
Калий железистосинеродистый	2÷5

Изобретение может быть использовано в производстве простейших взрывчатых веществ для обеспечения неслеживаемости пористой гранулированной аммиачной селитры. Способ получения эмульсионного состава включает введение анионного поверхностно-активного вещества, в качестве которого применяется 70% раствор алкилбензосульфоната кальция в изобутиловом спирте в количестве 6-6,5 мас.%, в дизельное топливо, взятое в количестве 80 мас.%.

Эмульсионное взрывчатое вещество "аргунит рх" // 2622305

Изобретение относится к эмульсионным взрывчатым веществам и может быть использовано в горнорудной промышленности для дробления горных пород. Эмульсионное взрывчатое вещество (ЭВВ) содержит эмульсионную матрицу, включающую в себя водные растворы нитратов аммония и кальция, оксид кальция и эмульгатор, и газогенерирующую добавку, полученную растворением в воде перекиси водорода с добавлением линейной алкилбензолсульфоновой кислоты.

Заряд к легкогазовому оружию - 12 /варианты/ // 2607385

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам, а именно смесевым порохам. Предложены варианты заряда к легкогазовому оружию, включающие боргидрид бериллия, лития, алюминия, лития-алюминия или кремния, или тетраборан, или декаборан в комбинациях с шестью разными окислителями: нитратом аммония, динитрамидом аммония, нитратом бора, нитратом бериллия, пятиокисью азота или шестиокисью азота.

Взрывной способ разрушения негабаритных блоков // 2599809

Изобретение относится к производству взрывных работ для разрушения негабаритных блоков пород средней и ниже средней крепости. До начала проведения взрывных работ производят подготовку АС марки А: обработку ПАВом - нейтрализованным черным контактом (НЧК) в количестве 0.8-1.2% от массы АС и размешивают до тех пор, пока все гранулы не покроются тонким слоем ПАВ.

Составы взрывчатых смесей и способы их изготовления // 2595709

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам и может быть использовано для изготовления гранулированных и водонаполненных взрывчатых веществ на пунктах приготовления и на местах применения при ведении взрывных работ в горнодобывающей промышленности и строительстве.

Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры // 2591947

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает получение раствора аммиачной селитры, введение в полученный раствор первой части стабилизирующей добавки, в качестве которой используют смесь аммонийных солей фосфорной и серной кислот или самих кислот при одновременной нейтрализации их аммиаком, выпаривание полученного раствора до состояния плава, введение в полученный плав поверхностно-активного вещества, порообразующей добавки и второй части стабилизирующей добавки, в качестве которой используют нитраты магния, кальция или железа, с последующим гранулированием.

Технологическая линия для производства эмульсии // 2588199

Изобретение относится к производству водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ. Технологическая линия производства эмульсии содержит последовательно сообщенные аппараты с весоизмерительным устройством, краны, эластичные компенсаторы, фильтры, насосы, проточные электронагреватели.

Взрывчатое вещество староверова - 2 /варианты/ // 2583462

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам, а именно смесевым порохам. Предложены варианты заряда к легкогазовому оружию, включающие боргидрид бериллия, алюминия, лития, лития-алюминия или кремния, или тетраборан, или декаборан в комбинациях с шестью разными окислителями: нитратом аммония, динитрамидом аммония, нитратом бора, нитратом бериллия, пятиокисью азота или шестиокисью азота.

Ракетное топливо /варианты/ // 2582712

Изобретение относится к ракетным топливам. Рассмотрены варианты ракетных топлив, включающие нитрат аммония или динитрамид аммония в комбинациях с дибораном, тетрабораном, боргидридом бериллия, гидридом бериллия и бором.

Твердотопливная металлизированная композиция на основе нитрата аммония // 2580735

Изобретение относится к области смесевых энергетических материалов, а именно к твердотопливным композициям на основе экологически чистого окислителя нитрата аммония, и может быть использовано в качестве источника рабочего тела энергетических установок ракетно-космической техники гражданского назначения и в газогенераторах различного назначения.

Взрывчатые композиции // 2632450

Изобретение относится к бризантной взрывчатой композиции, содержащей порошкообразный окисляющий компонент, включающий нитрат аммония, и углеводородный горючий компонент, выбранный из дизельного топлива и минерального масла, при соотношении окисляющего и горючего компонента 94:6 соответственно и связующий агент, составляющий от 5% до 50% по весу от горючего компонента для связывания его с частицами окисляющего компонента. Связующий агент растворен в горючем компоненте и включает: С36-С100 длинноцепочечную карбоновую кислоту, включающую олеиновую кислоту, стеариновую кислоту, содержащие, по меньшей мере, две функциональные группы карбоновой кислоты или её производные. Введение связующего агента увеличивает поглощаемость твердой окисляющей соли в отношении жидкого топлива и время ожидания взрывчатой композиции. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 табл., 27 пр.

Модифицированное взрывчатое вещество // 2632451

Изобретение относится к взрывчатой композиции, содержащей водную эмульсию из: 94% по весу окисляющего компонента, включающего водный раствор нитрата аммония, 6% по весу углеводородного горючего компонента, содержащего эмульгатор, а также сенсибилизирующий компонент и/или сухую добавку – гранулы нитрата аммония, и наполнитель, представляющий собой отработанный материал горючего типа, а именно пластик, резину, бумагу, картон, восковой материал, смешанный отработанный пластик. Композиция содержит по меньшей мере 50% эмульсии и от 1 до 50% по весу наполнителя. Отработанный материал сам по себе не обеспечивает сенсибилизацию эмульсии и представляет собой твердый порошкообразный материал, сформированный в сухие гранулы, у которых отсутствуют шероховатые поверхности и острые края, чтобы не вызывать кристаллизацию эмульсии, имеющие размер, форму и текучесть такие же, как у нитрата аммония. Изобретение также включает способ доставки взрывчатой композиции на место взрыва с помощью передвижной установки (MPU), представляющей собой транспортное средство, имеющее отдельные отсеки, приспособленные для раздельного содержания жидкого топлива, твердых частиц отработанного материала, и эмульсии на основе нитрата аммония. Также включает способ взрывания мягкого и мокрого грунта, включающий доставку взрывчатой композиции на место взрыва с помощью передвижной установки (MPU), закачку композиции в шпуры и её подрыв. Изобретение позволяет утилизировать отходы, которые предназначены для отправления на свалку или сжигания, с получением бризантных взрывчатых веществ. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл., 10 пр.

Состав эмульсионного взрывчатого вещества и способ изготовления этого состава // 2633889

Изобретение относится к области взрывчатых веществ. В составе эмульсионного взрывчатого вещества в качестве пористых гранул аммиачной селитры в данной смеси использована аммиачная селитра. Пористые гранулы аммиачной селитры в ее сухом состоянии пропитаны или смочены топливом или топливной смесью состава, повторяющего состав топлива или топливной смеси в водоэмульсионной матрице, в количестве 5,5-7,5 мас.% по отношению к массе пористых гранул аммиачной селитры, вводимых в состав эмульсионного взрывчатого вещества. В составе эмульсионного взрывчатого вещества в качестве непористых гранул аммиачной селитры в данной смеси может быть также использована аммиачная селитра, непористые гранулы которой в ее сухом состоянии смочены топливом или топливной смесью состава, повторяющего состав топлива или топливной смеси в водоэмульсионной матрице, в количестве 1,5-3,5 мас.% по отношению к массе гранул аммиачной селитры, вводимых в состав эмульсионного взрывчатого вещества. Способ изготовления эмульсионного взрывчатого вещества заключается в смешивании водоэмульсионной матрицы, состоящей из топлива или топливной смеси и раствора окислителя, с пористыми гранулами аммиачной селитры. В качестве пористых гранул аммиачной селитры в данной смеси используют аммиачную селитру. Пористые гранулы аммиачной селитры в ее сухом состоянии пропитывают или смачивают топливом или топливной смесью состава, повторяющего состав топлива или топливной смеси в водоэмульсионной матрице. Для пропитывания или смачивания пористых гранул аммиачной селитры расходуют топлива или топливной смеси в количестве 5,5-7,5 мас.% по отношению к массе пористых гранул аммиачной селитры, вводимых в состав эмульсионного взрывчатого вещества, а смешивание водоэмульсионной матрицы осуществляют с пропитанными или смоченными топливом или топливной смесью гранулами пористой аммиачной селитры. Техническим результатом изобретения является повышенный гарантийный срок хранения, высокие детонационные характеристики эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) за счет химической однородности состава смеси ЭВВ. 3 н.п. ф-лы.

Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры // 2642669

Изобретение относится к области создания специальных видов сырья и технологии получения неорганических веществ, используемых в производстве промышленных взрывчатых материалов, а именно к производству пористой гранулированной аммиачной селитры. Способ включает введение в раствор аммиачной селитры стабилизирующей добавки с одновременной нейтрализацией аммиаком. Далее осуществляют выпаривание этого раствора до образования плава и введение в полученный плав диспергатора и порообразующей добавки. Гранулирование расплава осуществляют диспергированием в потоке охлаждающего воздуха и кондиционирование полученных гранул, причем в качестве порообразующей добавки используют газообразный азот. Технический результат заключается в повышении впитывающей и удерживающей способности гранул аммиачной селитры по отношению к дизельному топливу, увеличении статической прочности, повышении термической устойчивости гранул. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.