RU2116283C1 - Method of preparing water containing explosives - Google Patents
Method of preparing water containing explosives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116283C1 RU2116283C1 RU96110387A RU96110387A RU2116283C1 RU 2116283 C1 RU2116283 C1 RU 2116283C1 RU 96110387 A RU96110387 A RU 96110387A RU 96110387 A RU96110387 A RU 96110387A RU 2116283 C1 RU2116283 C1 RU 2116283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosives
- solution
- reducing agent
- water
- alkali metal
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 15
- -1 alkali metal chromates Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 37
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 14
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical class [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- KAQHZJVQFBJKCK-UHFFFAOYSA-L potassium pyrosulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OS([O-])(=O)=O KAQHZJVQFBJKCK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- JXAZAUKOWVKTLO-UHFFFAOYSA-L sodium pyrosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OS([O-])(=O)=O JXAZAUKOWVKTLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 14
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 13
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 13
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 11
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 2
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical group CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления промышленных взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано, в частности, в условиях предприятий горнодобывающей промышленности при производстве взрывных работ. The invention relates to the manufacture of industrial explosives (BB) and can be used, in particular, in the conditions of mining enterprises in the manufacture of blasting.
Водосодержащие ВВ состоят из окислителя, преимущественно аммиачной селитры (АС), горючего и воды. Вода, растворяя окислитель полностью или частично, образует сплошную жидкую фазу, в которой равномерно распределено горючее. Сплошная жидкая фаза придает водосодержащим ВВ текучесть, что позволяет полностью заполнять сечение скважины, обеспечивая высокую объемную энергию заряда за счет большой плотности ВВ. Сплошная жидкая фаза, представленная раствором окислителя, придает водосодержащим ВВ некоторую водоустойчивость. Если их закачать в обводненную скважину под столб воды, то в скважине с непроточной водой они сохраняют какое-то время взрывчатые свойства вследствие того, что высокая плотность раствора окислителя препятствует проникновению воды в заряд. Water-containing explosives consist of an oxidizing agent, mainly ammonium nitrate (AS), fuel and water. Water, dissolving the oxidizing agent in whole or in part, forms a continuous liquid phase in which fuel is evenly distributed. The continuous liquid phase gives the water-containing explosives fluidity, which makes it possible to completely fill the well section, providing high volumetric charge energy due to the high density of the explosive. The continuous liquid phase, represented by an oxidizing solution, gives the water-containing explosives some water resistance. If they are pumped into a flooded well under a column of water, then in a well with running water they retain explosive properties for some time due to the fact that the high density of the oxidizing solution prevents the penetration of water into the charge.
Так как окислители растворяются в воде с поглощением тепла, водосодержащие ВВ получают путем смешения предварительно приготовленного раствора с горючим. Известен способ изготовления водосодержащих ВВ путем смешения раствора АС с гранулотолом и сыпучей АС в соотношении 40:20:40 [1]. Since oxidizing agents dissolve in water with heat absorption, water-containing explosives are obtained by mixing a pre-prepared solution with fuel. A known method of manufacturing a water-containing explosives by mixing a solution of AS with granulotol and granular AS in a ratio of 40:20:40 [1].
Общим существенным признаком заявляемого и известного способов является смешение раствора АС с гранулотолом и сыпучей АС. Однако из-за большого содержания твердой фазы в смеси (60%) она обладает низкой способностью к перекачиванию насосами, вследствие чего ее практически невозможно закачать под столб воды. Увеличение содержания раствора АС повышает текучесть смеси, но приводит к расслоению заряда. Получаемые по этому способу водосодержащие ВВ неводоустойчивы, и их применяют для заряжания сухих скважин. A common essential feature of the claimed and known methods is the mixing of an AS solution with granulotol and granular AS. However, due to the high solids content in the mixture (60%), it has a low pumping ability, which makes it almost impossible to pump it under a column of water. The increase in the content of the AS solution increases the fluidity of the mixture, but leads to stratification of the charge. Obtained by this method, water-containing explosives are non-waterproof, and they are used to load dry wells.
Для обеспечения физической стабильности и повышения водоустойчивости ВВ раствор окислителя загущают высокомолекулярными соединениями, которые существенно повышают его вязкость. За рубежом в качестве загустителя используют гуаргам, в нашей стране - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и полиакриламид. При определенной, достаточно высокой концентрации загустителя, раствор окислителя приобретает гелеобразную консистенцию за счет переплетения длинно-цепочечных макромолекул загустителя. Прочность структуры гелеобразной фазы достаточна для удержания во взвешенном состоянии твердых частиц с большим удельным весом. Однако получение гелеобразных водосодержащих ВВ путем простого увеличения концентрации загустителя приводит как к их удорожанию, так и чрезмерному увеличению вязкости, что затрудняет их перекачивание насосами. Поэтому перспективным направлением получения физически стабильных и водоустойчивых водосодержащих ВВ является химическое структурирование загущенных растворов окислителя путем введения в них структурирующих агентов. To ensure physical stability and increase the water resistance of explosives, the oxidizing solution is thickened with high molecular weight compounds, which significantly increase its viscosity. Guargum is used as a thickener abroad, in our country - sodium salt of carboxymethyl cellulose (CMC) and polyacrylamide. At a certain, rather high concentration of thickener, the oxidizing solution acquires a gel-like consistency due to the interweaving of long-chain macromolecules of the thickener. The strength of the gel phase structure is sufficient to hold in suspension suspended solids with a large specific gravity. However, obtaining a gel-like water-containing explosive by simply increasing the concentration of the thickener leads to both their cost increase and an excessive increase in viscosity, which makes it difficult to pump them. Therefore, a promising area for the production of physically stable and waterproof aqueous explosives is the chemical structuring of thickened solutions of the oxidizing agent by introducing structural agents into them.
Известен способ изготовления водосодержащих ВВ, заключающийся в том, что сначала готовят водный раствор АС 90%-ной концентрации, в котором растворяют загуститель - КМЦ [2]. Затем на месте применения загружают в смеситель зарядной машины последовательно загущенный раствор АС при температуре от 85 до 93oC, гранулотол, перемешивают в течение 1-3 мин и смесь насосом закачивают в скважину по гибкому зарядному рукаву. Структурирующий агент - буру или бихромат калия в количестве от 0,10 до 0,15% от массы ВВ вводят в виде 10%-ного водного раствора в зарядный рукав под давлением. Содержание КМЦ в водосодержащем ВВ составляет 1,0-1,5%.A known method of manufacturing a water-containing explosives, which consists in the fact that first prepare an aqueous solution of AC 90% concentration in which the thickener is dissolved - CMC [2]. Then, at the application site, a sequentially thickened AC solution is loaded into the mixer of the charging machine at a temperature of 85 to 93 ° C, granulotol is mixed for 1-3 minutes, and the mixture is pumped into the well via a flexible charging sleeve. Structuring agent - borax or potassium dichromate in an amount of from 0.10 to 0.15% by weight of explosives is introduced in the form of a 10% aqueous solution into the charging sleeve under pressure. The content of CMC in a water-containing explosive is 1.0-1.5%.
Общими существенными признаками являются растворение в воде АС, загущение раствора АС с помощью КМЦ, смешение загущенного раствора АС с гранулотолом, структурирование смеси и перекачивание ее в скважину. Common essential features are dissolving the AS in water, thickening the AS solution using CMC, mixing the thickened AS solution with granulotol, structuring the mixture and pumping it into the well.
Недостатком известного способа является то, что изготовленное по этому способу водосодержащее ВВ имеет низкие физическую стабильность и водоустойчивость, потому что используемые структурирующие агенты - бура и бихромат калия не эффективны для КМЦ. Они не образуют сетчатой структуры геля с прочностью, необходимой для удержания во взвешенном состоянии гранул тротила и практически не повышают водоустойчивость. Кроме того, из-за высокой температуры эти ВВ опасны в обращении и использовании, а процессы изготовления и заряжания разъединены во времени. A disadvantage of the known method is that the water-containing explosive produced by this method has low physical stability and water resistance, because the used structuring agents - borax and potassium dichromate are not effective for CMC. They do not form a mesh structure of the gel with the strength necessary to hold TNT granules in suspension and practically do not increase water resistance. In addition, due to the high temperature, these explosives are dangerous to handle and use, and the manufacturing and loading processes are separated in time.
Известен способ изготовления физически стабильных и водоустойчивых водосодержащих ВВ, загущенных КМЦ, с использованием в качестве структурирующего агента солей трехвалентного хрома [3], принятый нами за прототип. По этому способу сначала готовят водный раствор окислителя и загущают его с помощью КМЦ. Затем загущенный раствор окислителя смешивают при температуре 20-40oC с горючим и сыпучей АС, и смесь подают в скважину. В процессе подачи взрывчатого вещества в скважину в него вводят раствор структурирующего агента - соли трехвалентного хрома, исходя из соотношения между КМЦ и солью трехвалентного хрома 1 : (0,015 - 0,030).A known method of manufacturing a physically stable and waterproof water-containing explosives, thickened by CMC, using trivalent chromium salts as a structuring agent [3], adopted by us as a prototype. According to this method, an aqueous solution of an oxidizing agent is first prepared and thickened with CMC. Then the thickened solution of the oxidizing agent is mixed at a temperature of 20-40 o C with a fuel and granular AS, and the mixture is fed into the well. In the process of supplying the explosive to the well, a solution of a structuring agent, a salt of trivalent chromium, is introduced into it based on the ratio between CMC and the salt of trivalent chromium 1: (0.015 - 0.030).
Общими существенными признаками заявляемого и известного способов являются приготовление раствора окислителя, загущение его с помощью КМЦ, смешение загущенного раствора окислителя с горючим и сыпучей АС, структурирование смеси и подача взрывчатого вещества в скважину. Common essential features of the claimed and known methods are the preparation of an oxidizing agent solution, its thickening with the help of CMC, mixing the thickened oxidizing agent solution with fuel and bulk AS, structuring the mixture and supplying the explosive to the well.
Большая скорость структурирования не позволяет получать водоустойчивые ВВ при температуре более 40oC. Вследствие этого изготовляемые по этому способу водосодержащие ВВ с необходимой водоустойчивостью содержат не менее 16% воды, поэтому имеют сравнительно низкую энергию взрыва.The high speed of structuring does not allow to obtain a waterproof explosive at a temperature of more than 40 o C. As a result, water-containing explosives produced by this method with the necessary water resistance contain at least 16% water, therefore they have a relatively low explosion energy.
Задачей заявляемого изобретения является расширение за счет управления скоростью структурирования температурного диапазона, в котором можно получать физически стабильные и водоустойчивые водосодержащие ВВ. The task of the invention is to expand by controlling the rate of structuring of the temperature range in which physically stable and waterproof aqueous explosives can be obtained.
Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является повышение работоспособности ВВ за счет снижения содержания воды; получение водосодержащих ВВ с различной работоспособностью в зависимости от энергоемкости разрушаемого массива. The technical result obtained by the implementation of the invention is to increase the efficiency of explosives by reducing the water content; Obtaining water-containing explosives with different working capacity depending on the energy intensity of the massif being destroyed.
По заявляемому изобретению сначала готовят водный раствор окислителя, загущают его натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы и вводят в него кислоту до слабокислой реакции (pH от 4,0 до 6,0), затем этот раствор смешивают с горючим и сыпучей АС, смесь структурируют хроматами или бихроматами (в дальнейшем (би)хроматами) щелочных металлов в присутствии восстановителя и подают в скважину. According to the claimed invention, an aqueous solution of an oxidizing agent is first prepared, it is thickened with sodium salt of carboxymethyl cellulose and acid is introduced into it until a slightly acidic reaction (pH 4.0 to 6.0), then this solution is mixed with a combustible and granular AS, the mixture is structured with chromates or dichromates ( hereinafter (bi) chromates) of alkali metals in the presence of a reducing agent and fed into the well.
Один из структурирующих агентов - (би)хромат щелочного металла или восстановитель может быть добавлен в раствор окислителя заранее, а второй - восстановитель или (би)хромат щелочного металла - в смесь при подаче ее в скважину. One of the structuring agents - (bi) alkali metal chromate or a reducing agent can be added to the oxidizing agent solution in advance, and the second - alkali metal reducing agent or (bi) chromate - into the mixture when it is fed into the well.
Перемешивание загущенного и подкисленного раствора окислителя с горючим, сыпучей АС, (би)хроматом щелочного металла и восстановителем может осуществляться одновременно с подачей взрывчатого вещества в скважину. Mixing a thickened and acidified solution of an oxidizing agent with a combustible, bulk AC, alkali metal (bi) chromate and a reducing agent can be carried out simultaneously with the supply of explosives to the well.
В качестве восстановителя используют калий пиросернистокислый, натрий пиросернистокислый, натрий сернистокислый, натрий серноватистокислый или их смеси. Potassium pyrosulphate, sodium pyrosulphate, sodium sulphate, sodium sulphate, or mixtures thereof are used as a reducing agent.
Соотношение между натриевой солью карбоксицеллюлозы, (би)хроматом щелочного металла и восстановителем принимают равным 1 : (0,015 - 0,05) : (0,01 - 0,10). The ratio between the sodium salt of carboxycellulose, (bi) alkali metal chromate and the reducing agent is taken to be 1: (0.015 - 0.05): (0.01 - 0.10).
Отличительными от прототипа признаками, в совокупности обеспечивающими получение технического результата во всех случаях, являются введение в загущенный раствор окислителя кислоты до значения pH от 4,0 до 6,0 и структурирование смеси хроматами или бихроматами щелочных металлов в присутствии восстановителя. Distinctive features from the prototype, which together provide a technical result in all cases, are the introduction of an acid oxidizing agent into a thickened solution to a pH from 4.0 to 6.0 and structuring the mixture with alkali metal chromates or dichromates in the presence of a reducing agent.
Отличительными признаками, характеризующими изобретение в частных случаях, являются:
введение одного из структурирующих агентов - (би)хромата или восстановителя в раствор окислителя, а второго - в смесь при подаче ее в скважину;
перемешивание загущенного раствора окислителя с горючим, сыпучей АС, (би)хроматом щелочного металла и восстановителем одновременно с подачей взрывчатого вещества в скважину;
использование в качестве восстановителя калия пиросернистокислого, натрия пиросернистокислого, натрия сернистокислого, натрия серноватистокислого или их смесей;
соотношение между натриевой солью карбоксиметалцеллюлозой, (би)хроматом щелочного металла и восстановителем 1 : (0,015 - 0,05) : (0,010 - 0,10).Distinctive features characterizing the invention in particular cases are:
the introduction of one of the structuring agents - (bi) chromate or reducing agent in the oxidizing agent solution, and the second - in the mixture when it is fed into the well;
mixing the thickened solution of the oxidizing agent with fuel, bulk AS, (bi) alkali metal chromate and a reducing agent simultaneously with the supply of explosive to the well;
the use of potassium pyrosulphate, sodium pyrosulphate, sodium sulfite, sodium sulfate or mixtures thereof as a reducing agent;
the ratio between the sodium salt of carboxymetal cellulose, (bi) alkali metal chromate and a reducing agent 1: (0.015 - 0.05): (0.010 - 0.10).
При добавлении в состав ВВ би(хромата) щелочного металла он в первую очередь взаимодействует с восстановителем. В результате этой окислительно-восстановительной реакции шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного. Затем вновь образованные ионы трехвалентного хрома реагируют с молекулами КМЦ по определенным участкам, образуя гелеобразную структуру в результате трехмерного сшивания молекул КМЦ. Так как обмены зарядов происходят последовательно, в несколько стадий, то подобные реакции протекают в течение заметного промежутка времени. Скорость гелеобразования зависит от химической активности восстановителя, pH среды и концентрации взаимодействующих веществ. When bi (chromate) alkali metal is added to explosives, it primarily interacts with a reducing agent. As a result of this redox reaction, hexavalent chromium is reduced to trivalent. Then, the newly formed trivalent chromium ions react with CMC molecules in certain areas, forming a gel-like structure as a result of three-dimensional crosslinking of CMC molecules. Since charge exchanges occur sequentially, in several stages, such reactions proceed over a noticeable period of time. The gelation rate depends on the chemical activity of the reducing agent, the pH of the medium and the concentration of interacting substances.
Регулирование pH раствора окислителя производят введением в него кислоты, например уксусной, серной, азотной и др. The pH of the oxidizing agent is adjusted by introducing an acid, for example, acetic, sulfuric, nitric, etc.
(Би)хромат щелочного металла и восстановитель могут быть добавлены в смесь одновременно или последовательно, предпочтительно сначала ввести восстановитель. (Bi) alkali metal chromate and a reducing agent may be added to the mixture simultaneously or sequentially, preferably a reducing agent is first introduced.
Количество КМЦ в составе водосодержащего ВВ зависит от его сорта, чистоты и условий применения ВВ. В общем случае оно определяется требуемой консистенцией геля и может изменяться от 0,5 до 2,0%. В этом интервале при оптимальном содержании (би)хромата щелочного металла и стехиометрическом соотношении между ним и восстановителем получаются высокоэластичные гели, способные к перекачиванию насосами. The amount of CMC in the composition of a water-containing explosive depends on its grade, purity and conditions for the use of explosives. In the general case, it is determined by the desired gel consistency and can vary from 0.5 to 2.0%. In this interval, with the optimal content of alkali metal (bi) chromate and the stoichiometric ratio between it and the reducing agent, highly elastic gels capable of pumping are obtained.
Нижний предел (би)хромата щелочного металла определяется необходимой прочностью гелеобразной структуры. Предпочтительным содержанием является 1,5-5,0 частей (би)хромата на 100 частей КМЦ (по массе). Избыточное его количество оказывает неблагоприятное влияние на стабильность ВВ, вызывая синерезис при хранении. The lower limit of (bi) alkali metal chromate is determined by the necessary strength of the gel-like structure. The preferred content is 1.5-5.0 parts of (bi) chromate per 100 parts of CMC (by weight). Excessive amounts have an adverse effect on the stability of the explosive, causing syneresis during storage.
Количество восстановителя должно быть достаточным, чтобы перевести в трехвалентное состояние весь шестивалентный хром или, по крайней мере, большую его часть и зависит от требуемой скорости гелеобразования. The amount of reducing agent must be sufficient to convert all hexavalent chromium, or at least a large part of it, to the trivalent state and depends on the required gelation rate.
В качестве окислителя используют аммиачную селитру или смесь аммиачной селитры с натриевой. Ammonium nitrate or a mixture of ammonium nitrate with sodium is used as an oxidizing agent.
В качестве горючего используют тротил, бездымный порох, порошки алюминия или его сплавы с кремнием, ферросилиций, силикокальций, углеводороды, углесодержащее горючее, жидкие нефтепродукты и их смеси. The fuel used is trotyl, smokeless powder, aluminum powders or its alloys with silicon, ferrosilicon, silicocalcium, hydrocarbons, coal-containing fuel, liquid petroleum products and mixtures thereof.
По заявляемому способу водосодержащие взрывчатые вещества готовят преимущественно в известных смесительно-зарядных машинах [4] непосредственно в процессе заряжания скважин. Способ изготовления водосодержащих ВВ реализуют следующим образом. According to the claimed method, water-containing explosives are prepared mainly in known mixing-charging machines [4] directly in the process of loading wells. A method of manufacturing a water-based explosive is implemented as follows.
В теплообменном аппарате растворяют в воде при перемешивании и подводе тепла КМЦ и окислитель из расчета получения насыщенного раствора при температуре от 40 до 60oC, раствор перегревают на 10-40oC выше температуры насыщения и добавляют в него кислоту до pH от 4,0 до 6,0. Степень перегрева принимают из расчета, чтобы после перемешивания раствора окислителя с горючим и сыпучей АС температура смеси была на несколько градусов выше температуры насыщения исходного раствора окислителя.In a heat exchanger, CMC and an oxidizing agent are dissolved in water with stirring and heat supply in order to obtain a saturated solution at a temperature of 40 to 60 o C, the solution is overheated 10-40 o C above the saturation temperature and acid is added to it to a pH of 4.0 up to 6.0. The degree of overheating is taken from the calculation so that after mixing the oxidizing solution with a fuel and granular AS, the temperature of the mixture is several degrees higher than the saturation temperature of the initial oxidizing solution.
Полученный перегретый раствор окислителя перекачивают в теплоизолированную цистерну, установленную на самоходной смесительно-зарядной машине. Затем в отдельные емкости этой же машины загружают сыпучую АС, горючее, растворы (би)хромата щелочного металла и восстановителя. Один из структурирующих агентов - (би)хромат щелочного металла или восстановитель может быть добавлен заранее в раствор окислителя. The resulting superheated oxidizer solution is pumped into a thermally insulated tank mounted on a self-propelled mixing and charging machine. Then, in separate containers of the same machine, bulk AC, fuel, solutions of alkali metal (bi) chromate and a reducing agent are loaded. One of the structuring agents - (bi) alkali metal chromate or a reducing agent can be added in advance to the oxidizing agent solution.
На заряжаемом блоке в скважину опускают зарядный рукав и включают мешалку в смесителе. Затем в смеситель подают одновременно и с заданной скоростью (в соответствии с рецептурой изготовляемого ВВ) загущенный раствор окислителя, сыпучую АС, горючее, растворы (би)хромата щелочного металла и восстановителя и включают насос, который перекачивает готовое ВВ в скважину со скоростью, равной суммарной скорости подачи составных частей ВВ в смеситель. Время гелеобразования по данному изобретению составляет 5-20 с, поэтому на выходе из зарядного рукава получают гелеобразное взрывчатое вещество, обладающее физической стабильностью и водоустойчивостью. После заряжания скважины подачу ингредиентов и композиций в смеситель отключают и выключают насос и мешалку. On the rechargeable unit, the charging sleeve is lowered into the well and the mixer in the mixer is turned on. Then, a thickened oxidizer solution, bulk AC, fuel, solutions of alkali metal and (re) reducing agent (bi) chromate are fed simultaneously and at a given speed (in accordance with the recipe of the explosives being manufactured) and turn on the pump, which pumps the finished explosives into the well at a rate equal to the total feed rates of the components of explosives in the mixer. The gelation time according to this invention is 5-20 s, therefore, at the exit from the charging sleeve, a gel-like explosive is obtained having physical stability and water resistance. After loading the well, the supply of ingredients and compositions to the mixer is turned off and the pump and mixer are turned off.
Этим способом были изготовлены 4 образца, указанные в таблице. В примерах содержание компонентов приведено в массовых процентах. In this way, 4 samples are shown in the table. In the examples, the content of the components is given in mass percent.
Для оценки влияния существенных признаков изобретения на технический результат в примерах приняты одинаковыми с прототипом (пример 1) тип и содержание горючего (тротил), а также содержание раствора окислителя. To assess the influence of the essential features of the invention on the technical result in the examples, the type and content of fuel (TNT), as well as the content of the oxidizing agent solution, were assumed to be the same with the prototype (example 1).
На выходе из зарядного рукава композиции 2-5 имеют гелеобразную консистенцию, в скважинах детонируют от стандартного боевика. Для сравнения приготовили водосодержащие ВВ такого же состава, как в примерах 2-5, но без добавления кислоты в раствор окислителя: время гелеобразования составило несколько часов. Смесь расслаивается, что приводит к потере взрывчатых свойств. At the exit from the charging sleeve, compositions 2-5 have a gel-like consistency, detonate from the standard action movie in wells. For comparison, prepared aqueous explosives of the same composition as in examples 2-5, but without adding acid to the oxidizing solution: the gelation time was several hours. The mixture exfoliates, resulting in a loss of explosive properties.
Управление скоростью гелеобразования путем структурирования смеси (би)хроматом щелочного металла в присутствии восстановителя в кислой среде позволяет получать физически стабильные и водоустойчивые водосодержащие ВВ при более высоких температурах по сравнению с прототипом и, следовательно, использовать для их изготовления растворы окислителя с более высокой концентрацией. За счет этого существенно снижается содержание воды и соответственно повышается работоспособность водосодержащих ВВ. Широкий диапазон изменения работоспособности ВВ, изготавливаемых по заявляемому способу, позволяет применять их для взрывания пород с различными прочностными свойствами. Controlling the gelation rate by structuring a mixture of alkali metal (bi) chromate in the presence of a reducing agent in an acidic medium allows one to obtain physically stable and waterproof aqueous explosives at higher temperatures in comparison with the prototype and, therefore, to use oxidizer solutions with a higher concentration for their manufacture. Due to this, the water content is significantly reduced and, accordingly, the performance of water-containing explosives increases. A wide range of changes in the performance of explosives manufactured by the claimed method, allows them to be used for blasting rocks with various strength properties.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96110387A RU2116283C1 (en) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | Method of preparing water containing explosives |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96110387A RU2116283C1 (en) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | Method of preparing water containing explosives |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2116283C1 true RU2116283C1 (en) | 1998-07-27 |
| RU96110387A RU96110387A (en) | 1998-08-20 |
Family
ID=20180981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96110387A RU2116283C1 (en) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | Method of preparing water containing explosives |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116283C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2145589C1 (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-20 | Горный институт Кольского научного центра РАН | Method of preparing water-containing explosive |
| RU2204544C2 (en) * | 2000-05-10 | 2003-05-20 | Институт горного дела Уральского отделения РАН | Method for production of water-containing explosives |
| RU2253642C1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-10 | Анников Владимир Эдуардович | Method of manufacturing charges of gel-like hydrogen-containing explosive composition |
| RU2591946C2 (en) * | 2014-06-24 | 2016-07-20 | Владимир Эдуардович Анников | Method of producing gel-like water-containing explosive composition |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1714903C (en) * | 1987-08-03 | 1995-07-09 | Павлютенков Владимир Михайлович | Method of preparing water-containing explosives |
-
1996
- 1996-05-23 RU RU96110387A patent/RU2116283C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1714903C (en) * | 1987-08-03 | 1995-07-09 | Павлютенков Владимир Михайлович | Method of preparing water-containing explosives |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым вещес твам и средствам взрывания. Изд.2, перераб. и доп. -М.: Недра, 1977, с.75- 78. 2. Ханукаев А.Н. Состояние и перспективы применения водонаполненных вз рывчатых веществ, изготовляемых на местах потребления. -М., Обзорная инфор мация. Ин-т "Черметинформация". 1980. Сер.1, вып.4. 3. * |
| 4. Маточкин В.А., Шпилевских П.В. и др. Опыт примене ния водосодержащих ВВ на карьерах комбината. Горный журнал, 1988, N9, с.19 -21. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2145589C1 (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-20 | Горный институт Кольского научного центра РАН | Method of preparing water-containing explosive |
| RU2204544C2 (en) * | 2000-05-10 | 2003-05-20 | Институт горного дела Уральского отделения РАН | Method for production of water-containing explosives |
| RU2253642C1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-10 | Анников Владимир Эдуардович | Method of manufacturing charges of gel-like hydrogen-containing explosive composition |
| RU2591946C2 (en) * | 2014-06-24 | 2016-07-20 | Владимир Эдуардович Анников | Method of producing gel-like water-containing explosive composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3660182A (en) | Explosive compositions and method of preparation | |
| AU677634B2 (en) | An explosive composition suitable for cartridging in paper and its method of manufacture | |
| RU2116283C1 (en) | Method of preparing water containing explosives | |
| CA1170837A (en) | Compositions | |
| US4718954A (en) | Explosive compositions | |
| CA1075008A (en) | Stabilized, foamed water gel explosives | |
| JPS5846480B2 (en) | stable hydrous explosive | |
| CA1096170A (en) | Explosive composition and process for its manufacture | |
| CN1245360C (en) | Method and equipment for making emulsion aqueous-gels mixed explosive | |
| US3734864A (en) | Aqueous gel for slurry explosives composition and method of preparing said gel | |
| CN115074162B (en) | Diesel oil-based combustible agent and preparation method and application thereof | |
| US3457127A (en) | Explosive composition containing an additional product of urea and nitric acid and method of preparing same | |
| RU2183209C1 (en) | Water-containing gunpowder explosive composition | |
| EP0011383B1 (en) | Gelled aqueous slurry explosives containing gas bubbles | |
| CN1120824C (en) | Powerful emulsified explosive and its preparing process | |
| US3347722A (en) | Thickened ammonium nitrate blasting composition containing aluminum and urea | |
| CN104151115B (en) | A kind of easily sensitization compound emulsifying agent and preparation method thereof | |
| RU2204544C2 (en) | Method for production of water-containing explosives | |
| CN102850150B (en) | The powder porous ammonium nitrate explosive of ternary component and manufacture method thereof and using method | |
| CN100532333C (en) | Preparation method of water gel explosive | |
| RU2253642C1 (en) | Method of manufacturing charges of gel-like hydrogen-containing explosive composition | |
| CN1036941A (en) | High safety grain shape permitted nitramines explosive in coal mine | |
| CA1065613A (en) | Preparation of a cap sensitive particulate explosive composition comprising calcium nitrate | |
| US3707412A (en) | Method of manufacturing liquid phase for explosive slurries | |
| EP0001691B1 (en) | Slurry explosive composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090524 |