RU2526994C1 - Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов - Google Patents
Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526994C1 RU2526994C1 RU2013116396/05A RU2013116396A RU2526994C1 RU 2526994 C1 RU2526994 C1 RU 2526994C1 RU 2013116396/05 A RU2013116396/05 A RU 2013116396/05A RU 2013116396 A RU2013116396 A RU 2013116396A RU 2526994 C1 RU2526994 C1 RU 2526994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- potassium chloride
- phase
- emulsion
- emulsion explosive
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 46
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 44
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 24
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 16
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 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 claims abstract description 8
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 7
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 6
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims abstract description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 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 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract 1
- 231100000489 sensitizer Toxicity 0.000 abstract 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 8
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 7
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 4
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 4
- -1 salt potassium chloride Chemical class 0.000 description 4
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 4
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004264 Petrolatum Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229940066842 petrolatum Drugs 0.000 description 2
- OPDFUQJBZZJZRG-WPJYNPJPSA-N (4r,4as,7r,7ar,12bs)-7-[2-[2-[2-[[(4r,4as,7r,7ar,12bs)-3-(cyclopropylmethyl)-4a,9-dihydroxy-1,2,4,5,6,7,7a,13-octahydro-4,12-methanobenzofuro[3,2-e]isoquinoline-7-yl]amino]ethoxy]ethoxy]ethylamino]-3-(cyclopropylmethyl)-1,2,4,5,6,7,7a,13-octahydro-4,12-me Chemical compound N1([C@@H]2CC3=CC=C(C=4O[C@@H]5[C@](C3=4)([C@]2(CC[C@H]5NCCOCCOCCN[C@H]2[C@@H]3OC=4C(O)=CC=C5C[C@@H]6[C@]([C@@]3(CCN6CC3CC3)C5=4)(O)CC2)O)CC1)O)CC1CC1 OPDFUQJBZZJZRG-WPJYNPJPSA-N 0.000 description 1
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical compound CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000005374 Poisoning Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- GJFDDCJJKJKRBJ-UHFFFAOYSA-N [Cl-].[K+].[N+](=O)([O-])[O-].[Na+].[N+](=O)([O-])[O-].[NH4+] Chemical compound [Cl-].[K+].[N+](=O)([O-])[O-].[Na+].[N+](=O)([O-])[O-].[NH4+] GJFDDCJJKJKRBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- FONBHTQCMAUYEF-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diamine;nitric acid Chemical compound NCCN.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O FONBHTQCMAUYEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- PTIUDKQYXMFYAI-UHFFFAOYSA-N methylammonium nitrate Chemical compound NC.O[N+]([O-])=O PTIUDKQYXMFYAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229940079938 nitrocellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- BUKHSQBUKZIMLB-UHFFFAOYSA-L potassium;sodium;dichloride Chemical compound [Na+].[Cl-].[Cl-].[K+] BUKHSQBUKZIMLB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229940081330 tena Drugs 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
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. Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав в качестве окислительной фазы содержит воду, аммиачную и натриевую селитру, карбамид или хлорид калия, взятые в эвтектических или близких к эвтектическим соотношениях, в качестве углеводородной фазы - эмульгатор для промышленных взрывчатых веществ индивидуально или в смеси с канифолью талловой или живичной сосновой, с жидким или твердым хлорпарафином и возможными добавками масла индустриального или мелкокристаллического парафина, порошкообразный хлорид натрия или калия в качестве пламегасителя, а в качестве сенсибилизатора - стеклянные или полимерные микросферы «Expancel» DR(T) размером капсул 60-80 мкм, содержащие горючие газовые включения из изопропана или изобутана в оболочках из сополимеров или газогенерирующие добавки из водных раствором нитрита натрия и обеспечивающие контролируемую плотность конечного продукта в диапазоне 1,05-1,20 г/см3. Изобретение обеспечивает хорошие эксплуатационные и взрывчатые характеристики, в том числе предохранительностью на уровне III-IV классов, физической и химической стабильностью в течение длительного срока хранения (до 12 мес.). 1 з.п. ф-лы, 5 пр.
Description
Изобретение относится к области эмульсионных взрывчатых составов, предназначенных для формирования шпуровых зарядов с целью ведения взрывных работ в условиях подземных выработок угольных и сланцевых шахт, опасных по газу или пыли.
Известен ряд эмульсионных взрывчатых составов, используемых для ведения взрывных работ скважинными зарядами на земной поверхности (например, патент на изобретение RU 2123488 С1, С06В 31/28, опубл. 20.12.1998).
Общим рецептурным признаком таких составов является наличие дисперсии водного раствора окислителей в смеси с углеводородным горючим и эмульгатором в присутствии сенсибилизаторов эмульсионных взрывчатых составов - механических (стеклянные, полистирольные, фенолформальдегидные микросферы, микросферы алюмосиликатные из отходов ТЭЦ, вспененный перлитовый песок) или химических (водный раствор нитрита натрия и водный раствор нитрита натрия с добавкой формалина) с энергетическими добавками из индивидуальных бризантных взрывчатых веществ (нитрат метиламина, динитрат этилендиамина, тротила, ТЭНа, гексогена, пироксилиновых и баллиститных порохов, а также порошковых добавок металлов и сплавов и др.).
Применение в эмульсионных взрывчатых составах энергетических добавок из индивидуальных взрывчатых веществ является существенным недостатком, повышающим опасность задействованного персонала при изготовлении, транспортировании, хранении и применении эмульсионных взрывчатых составов на взрывных работах.
Наиболее близким к заявляемому эмульсионному взрывчатому составу по виду применяемых компонентов и условиям применения является состав (патент RU 2375336 С2, С06В 31/28, С06В 29/02, опубл. 10.12.2009), в котором массовая доля компонентов имеет соотношение, мас.%:
| сенсибилизатор-микросферы | 8,0÷15,0 |
| соль-пламегаситель порошкообразный калий хлористый | 4,0÷18,0 |
| селитра аммиачная | 36,0÷47,3 |
| селитра натриевая | 9,0÷13,0 |
| калий хлористый | 7,0÷9,0 |
| вода | 8,0÷12,0 |
| масло индустриальное | 2,7÷3,6 |
| стабилизатор эмульсии - | |
| петролатум или полиизобутилен | 1,0÷1,3 |
| эмульгатор | 1,3÷1,8 |
Из анализа примеров изготовления указанного предохранительного взрывчатого состава (ПЭВС), перечня используемых компонентов и их массовых долей можно сделать вывод, что только несколько композиций способны сохранять свои детонационные свойства в течение достаточно длительного срока хранения в условиях базисных и расходных складов взрывчатых материалов. Остальные неминуемо подвержены перекристаллизации солей из водного раствора окислительной фазы эмульсионной матрицы с образованием конгломератов произвольной формы и размеров вследствие ее разрушения в процессе смешения с твердыми абразивными порошкообразными компонентами при указанных массовых долях. К числу абразивных компонентов относятся стеклянные микросферы и порошкообразный хлорид калия в любом диапазоне размеров частиц.
Результирующая плотность взрывчатого состава, находящаяся в диапазоне значений 0,78÷1,0 г/см3, не позволит использовать данное патронированное взрывчатое вещество для заряжания обводненных шпуров без применения утяжеляющих гильз патронов (например, из полиэтилена высокого давления). В противном случае (при наличии плавучести патронов) будет нарушено условие непрерывности конструкции шпурового заряда.
Присутствие в составе воды при массовой доле 13,0%, хлорида калия 5,6% или же 10,0% воды и 4,9% хлорида калия, используемых в качестве пламегасителей в анализируемом составе и не участвующих в реакции взрывчатого превращения, ставит под сомнение эффективность взрывчатых показателей, в том числе одного из самых значимых для взрывчатых веществ, предназначенных для формирования шпуровых зарядов, - передачу детонации на расстояние между двумя патронами.
Расчет кислородного баланса (КБ) композиций, характеризуется значениями минус 5,13 и минус 4,18, соответственно, что косвенно подтверждает высказанное предположение.
Очевидно, что кислородный баланс анализируемых композиций ПЭВС смещен в отрицательную сторону преднамеренно, с целью повышения их уровня предохранительности. Однако при этом необходимо помнить, что при значениях кислородного баланса, отличных от нуля, не только снижается теплота взрыва, но и увеличивается образование токсичных газообразных продуктов взрывчатого разложения. Отрицательный баланс анализируемых взрывчатых композиций ведет к увеличенному выделению вредных для здоровья человека оксидов углерода (СО, СО2), что в замкнутых объемах подземных выработок повышает риск отравления персонала газообразными продуктами взрыва. Кроме того, смещение кислородного баланса в любую сторону автоматически влечет за собой увеличение критического диаметра детонации взрывчатых веществ и, как следствие, снижение их чувствительности к взрывному импульсу первичных средств инициирования (электродетонаторов, капсюлей-детонаторов, детонирующих шнуров и неэлектрических систем инициирования).
Применение загущающих крупнокристаллических веществ, в частности петролатума, способствует образованию в объеме в эмульсионных взрывчатых веществах конгломератов неконтролируемой формы и размеров в результате роста кристаллов и их срастания между собой при охлаждении и хранении в течение длительного промежутка времени, что также ведет к увеличению критического диаметра детонации и снижению чувствительности к взрывному импульсу первичных средств инициирования, вплоть до полной потери детонационных свойств ВВ.
Техническим результатом изобретения является создание предохранительного эмульсионного взрывчатого состава, предназначенного для формирования шпуровых зарядов с целью ведения взрывных работ в условиях подземных выработок угольных и сланцевых шахт, опасных по газу или пыли, за счет оптимизации эксплуатационных свойств, в том числе взрывчатых и предохранительных характеристик, а также его физической и химической стабильности в течение длительного срока хранения.
Предложен предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами, включающий воду, аммиачную и натриевую селитру в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу в виде жидких хлорпарафинов марок ХП-418, ХП-470 (А, Б, A1, A2), ХП-600 (А и Б), ХП-52 с содержанием хлора в составе от 40 до 55% или твердых хлорпарафинов марок ХП-66Т (А, Б, В), ХП-1100 с содержанием хлора в составе от 65 до 72% в смеси с эмульгатором для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ.
При необходимости регулирования кислородного баланса предохранительного эмульсионного взрывчатого вещества (при его существенном отличии от нулевого значения) в углеводородной фазе в качестве технологических добавок могут быть использованы масло индустриальное марок И-20А, И-30А, И-40А, И-50А, или мелкокристаллические парафины марок «С», «Т-1», или парафин нефтяной спичечный марки «НС», или его импортный аналог - INDRA 2119 производства «Raw Materials Corp.» в количестве 1,0÷7,0 мас.%.
Предложен предохранительный эмульсионный взрывчатый состав (ПЭВС), содержащий воду, аммиачную и натриевую селитру в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу, пламегаситель и сенсибилизатор.
Отличием является то, что в окислительную фазу введен карбамид или калия хлорид, причем компоненты окислительной фазы взяты в эвтектических или близком к эвтектическим соотношениях, в качестве углеводородной фазы состав содержит эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ индивидуально или в смеси с канифолью талловой или живичной сосновой, с жидким или твердым хлорпарафином с содержанием хлора в составе от 40,0 до 70% (масс.) и качестве пламегасителя содержит натрия или калия хлорид порошкообразный с дисперсностью частиц 300÷400 мкм, в качестве сенсибилизатора содержит полимерные микросферы «Expancel» DE(T) или стеклянные микросферы размером 60÷80 мкм, содержащие горючие газовые включения из изопропана или изобутана в оболочках из сополимеров и/или водный раствор нитрита натрия, обеспечивающие плотность конечного продукта в диапазоне 1,05÷1,20 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Окислительная фаза: | |
| селитра аммиачная | 60,0÷65,0 |
| селитра натриевая | 12,0÷18,0 |
| карбамид | 3,0÷8,0 |
| или калия хлорид | 3,0÷20,0 |
| вода | 5,0÷10,0 |
| Углеводородная фаза: | |
| эмульгатор | 0,5÷3,0 |
| канифоль талловая или сосновая живичная | 0,5÷3,0 |
| жидкий или твердый хлорпарафин | 5,0÷10,0 |
| Пламегаситель, включающий: | |
| натрия хлорид или калия хлорид порошкообразный | 3,0÷20,0 |
| Сенсибилизатор, включающий: | |
| микросферы полимерные | 0,05÷2,5 |
| или микросферы стеклянные | 1,0÷5,0 |
| и/или водный раствор нитрита натрия | 1,0÷2,5 |
Еще одним отличием является то, что эмульсионный взрывчатый состав может содержать технологическую добавку - масло индустриальное или мелкокристаллический парафина в количестве - 1,0÷7,0.
Термин сокращенный «ЭВВ» - эмульсионное взрывчатое вещество.
Заявляемый предохранительный взрывчатый состав обладает хорошей чувствительностью к взрывному импульсу стандартных первичных средств инициирования, способностью детонации в патронах номинальным диаметром 32, 36 мм и более, а также малым критическим диаметром, передачей детонации на расстояние между двумя патронами, оптимальной теплотой взрыва и скоростью детонации, предохранительными свойствами на уровне III-IV классов, а также физической стабильностью при хранении в течение длительного промежутка времени (до 12 мес).
Для изготовления предохранительного эмульсионного взрывчатого состава могут быть использованы следующие марки эмульгаторов для промышленных взрывчатых веществ отечественного производства и их зарубежные аналоги:
ТУ 7511903-589-92. Эмульгатор полиглицериновый талловый для промышленных взрывчатых веществ. Технические условия;
ТУ 7511903-631-93. Эмульгатор полимерный марки «РЭМ». Технические условия;
ТУ 84-08628424-806-2004. Полимерный эмульгирующий состав. Технические условия;
ТУ 2484-095-07511608-2012. Эмульгатор для эмульсионных промышленных веществ. Технические условия;
ТУ 38.4011014-94. Эмульгатор ВС-1. Технические условия;
Эмульгаторы торговой марки «Lubrisol» и другие с аналогичными характеристиками.
Примеры использования изобретения.
Пример 1. В аппарат приготовления окислительной фазы с постоянным подогревом и перемешиванием первоначально дозируют воду при массовой доле 8,0%. Подготовленные предварительно навески карбамида 5,0%, аммиачной и натриевой селитр при массовых долях 63,0% и 15,0%, соответственно, дозируют и перемешивают до полного растворения в следующей последовательности: карбамид - натриевая селитра - аммиачная селитра.
В аппарат подготовки углеводородной фазы, также оснащенный подогревом и постоянным перемешиванием, дозируют последовательно эмульгатор для промышленных взрывчатых веществ 2,0% (масс.) и жидкий хлорпарафин 7,0% (масс.) с массовой долей Cl2 в составе ~50,0%.
Подготовленные окислительную и углеводородную фазы перемешивают между собой в предварительном смесителе, оснащенном подогревом, и направляют в аппарат эмульгирования, где происходит изготовление эмульсионной матрицы. Технологический процесс изготовления эмульсии ведут в диапазоне температур 90±5°С.
Изготовленную эмульсионную матрицу по системе трубопроводов направляют в двухвальный смеситель с продольной выгрузкой, куда дозируют 5,0% (масс.) порошкообразного хлорида натрия или хлорида калия с размером частиц указанных компонентов в интервале значений 300÷400 мкм или их 70%-ные водные растворы (дозирование осуществляют с учетом массовых долей сухих компонентов), а также компоненты для сенсибилизации предохранительного эмульсионного взрывчатого состава, например только микросферы полимерные марки «Expancel» DE(T) при массовой доле 0,35% или только водный раствор натрия в чистом виде при концентрации в интервале значений (20,0±10,0) % (масс.) и массовой доле (2,0±1,0) %.
После чего осуществляют дальнейшее перемешивание с целью обеспечения однородности состава изготавливаемого взрывчатого вещества с его одновременным транспортированием в каскаде шнеков.
Качество сенсибилизации предохранительного эмульсионного взрывчатого состава контролируют по нормируемому показателю ПЭВС «плотность», значения которого должны находиться в интервале 1,05÷1,20 г/см3.
По каскаду шнеков-транспортеров изготовленный состав направляется в аппарат патронирования, а впоследствии на маркировку и упаковку изготовленных патронов - в транспортную тару.
Уравнение реакции взрывчатого превращения:
В результате протекания реакции взрывчатого превращения с использованием в составе углеводородной фазы жидкого хлорпарафина при массовой доле Cl2 в его составе ~50,0% (масс.) образуется пламегаситель - NaCl массовой долей 5,1%. Теплота взрыва - 740 ккал/кг. Количество образующихся газов взрыва - 866 л/кг.
Суммарное количество пламегасителей - воды, хлорида натрия, образовавшегося в процессе протекания реакции взрывчатого превращения, и порошкообразного NaCl, вводимого в изготовленную эмульсионную матрицу, обеспечивает предохранительные свойства на уровне требований, предъявляемым к взрывчатым веществам III класса предохранительности.
Пример 2. Для изготовления ЭВВ IV класса предохранительности используют твердый хлорпарафин с содержанием Cl2 в его составе ~70%.
Технологический процесс осуществляют при температуре 90±5°С в последовательности, изложенной в примере 1. При этом массовые доли компонентов в составе эмульсионной матрицы должны соответствовать значениям, % (масс.): селитра аммиачная - 61,0; селитра натриевая - 15,0; карбамид - 5,0; вода - 8,5; эмульгатор - 2,0; хлорпарафин - 8,5.
В двухвальный смеситель с продольной выгрузкой дозируют 5,0% (масс.) порошкообразного хлорида натрия (калия) с размером частиц в интервале значений 300÷400 мкм или их водные растворы (при массовых долях в пересчете на сухие вещества), а также компоненты, предназначенные для сенсибилизации взрывчатого состава, например только микросферы полимерные «Expancel» DE(T) при массовой доле 0,35%, или только водный раствор нитрита натрия (по примеру 1), или комбинированное применение водного раствора нитрита натрия в сочетании с полимерными микросферами «Expancel» DE(T). При этом массовые доли сенсибилизирующих компонентов регламентируются достижением нормируемого значения показателя «плотность» ПЭВС, находящимся в интервале 1,05÷1,20 г/см3.
Уравнение реакции взрывчатого превращения:
В результате реакции взрывчатого превращения с использованием твердых хлорпарафинов для компоновки углеводородной фазы эмульсионной матрицы выделяемая теплота взрыва заявляемого ЭВВ составит 742 ккал/кг, объем образующихся газов взрыва - 867 л/кг.
В результате протекания реакции образуется 9,95% NaCl. Суммарная масса пламегасителей обеспечивает уровень предохранительных свойств заявляемого состава, соответствующий требованиям IV класса предохранительности.
Пример 3. В аппарат приготовления окислительной фазы дозируют воду при массовой доле 8,0%. Подготовленные предварительно навески калия хлорида 5,0% (масс.), аммиачной и натриевой селитр при массовых долях 63,0% (масс.) и 15,0% (масс.), соответственно, дозируют и перемешивают до полного растворения в следующей последовательности: калия хлорид - натриевая селитра - аммиачная селитра.
В аппарат подготовки углеводородной фазы, также оснащенный подогревом и постоянным перемешиванием, дозируют последовательно эмульгатор для промышленных взрывчатых веществ 2,0% (масс.), масло индустриальное или парафин мелкокристаллический 1,0% (масс.), а также жидкий хлорпарафин (Cl2~50,0%) массовой долей 7,0%. Технологический процесс изготовления эмульсионной матрицы осуществляют в диапазоне температур 90±5°С.
В двухвальный смеситель дозируют 5,0% (масс.) порошкообразного хлорида натрия или хлорида калия с размером частиц в интервале значений 300÷400 мкм, а также компоненты для сенсибилизации предохранительного эмульсионного взрывчатого состава, например микросферы стеклянные при массовой доле 3,5% до получения нормируемого значения показателя «плотность», равного 1,05÷1,20 г/см3.
Уравнение протекания процесса взрывчатого превращения аналогично уравнению реакции в примере 1.
Совокупность пламегасителей воды и KCl, вводимых в эмульсионную матрицу при ее изготовлении, а также образующегося в результате реакции взрывчатого превращения NaCl (5,1 мас.%) и порошкообразных хлоридов натрия или калия, вводимых в двухвальный смеситель при массовой доле 5,0% (масс.), обеспечивает предохранительные свойства заявляемого эмульсионного взрывчатого состава на уровне требований IV класса предохранительности.
Пример 4. С целью обеспечения возможности введения абразивных порошкообразных пламегасителей (хлоридов натрия или калия) при массовой доле до 10% и более без разрушения капель эмульсионной матрицы для комплектации углеводородной фазы можно использовать, например, канифоль талловую при массовой доле - 1,0%. Остальные компоненты углеводородной фазы подготавливают в следующих массовых долях, (%): эмульгатор - 2,0; хлорпарафин (Cl2~70%) - 8,5.
Подготовку компонентов окислительной фазы осуществляют в следующих массовых долях, (%): воды - 8,5; хлорида калия - 5,0; селитры натриевой - 15,0; селитры аммиачной - 61,0. Технологический процесс изготовления эмульсионной матрицы ведут в диапазоне температур 90±5°С.
В двухвальный смеситель с продольной выгрузкой дозируют 10,0% (масс.) порошкообразного хлорида натрия (или калия) с размером частиц в интервале значений 300÷400 мкм, а также компоненты для сенсибилизации предохранительного эмульсионного взрывчатого состава, например, микросферы стеклянные при массовой доле 3,5% до получения нормируемого значения показателя «плотность», равного 1,05÷1,20 г/см3.
Уравнение протекания процесса взрывчатого превращения аналогично уравнению реакции в примере 2.
Совокупность пламегасителей воды и KCl, вводимых в эмульсионную матрицу при ее изготовлении, образующегося в результате химической реакции NaCl (9,95%), а также порошкообразных хлоридов натрия или калия, вводимых в двухвальный смеситель, обеспечивает предохранительные свойства заявляемого предохранительного эмульсионного взрывчатого состава на уровне требований IV класса предохранительности.
Пример 5. Повторен пример 1 с уменьшением массовой доли полимерных микросфер «Expancel» DE(T), вводимых во взрывчатый состав с целью его сенсибилизации, с 0,35% до 0,2%. При этом одновременно с полимерными микросферами дозировалась газогенерирующая добавка из водного 20%-ного раствора нитрита натрия при массовой доле 1,0%.
Нормируемое значение показателя «плотность» достигнуто по завершению процесса газогенерации через 24 ч. Заявляемый предохранительный эмульсионный взрывчатый состав соответствует требованиям III класса предохранительности.
Далее приводить примеры использования композиций предохранительного эмульсионного взрывчатого состава и способов их сенсибилизации не имеет смысла. Уже на приведенных примерах видно, что состав достаточно универсален и вариативен.
Claims (2)
1. Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав (ПЭВС), содержащий воду, аммиачную и натриевую селитру в качестве окислительной фазы, углеводородную фазу, пламегаситель и сенсибилизатор, отличающийся тем, что в окислительную фазу введен карбамид или калия хлорид, причем компоненты окислительной фазы взяты в эвтектических или близком к эвтектическим соотношениях, в качестве углеводородной фазы состав содержит эмульгатор для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ индивидуально или в смеси с канифолью талловой или живичной сосновой, с жидким или твердым хлорпарафином с содержанием хлора в составе от 40,0 до 70 мас.%, в качестве пламегасителя содержит натрия или калия хлорид порошкообразный с дисперсностью частиц 300-400 мкм, а в качестве сенсибилизатора содержит полимерные микросферы «Expancel» DE(T) или стеклянные микросферы размером 60-80 мкм, содержащие горючие газовые включения из изопропана или изобутана в оболочках из сополимеров и/или водный раствор нитрита натрия, обеспечивающие плотность конечного продукта в диапазоне 1,05-1,20 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Окислительная фаза:
селитра аммиачная 60,0-65,0
селитра натриевая 12,0-18,0
карбамид 3,0-8,0
или калия хлорид 3,0-20,0
вода 5,0-10,0
Углеводородная фаза:
эмульгатор 0,5-3,0
канифоль талловая или сосновая живичная 0,5-3,0
жидкий или твердый хлорпарафин 5,0-10,0
Пламегаситель, включающий:
натрия хлорид или калия хлорид порошкообразный 3,0-20,0
Сенсибилизатор, включающий:
микросферы полимерные 0,05-2,5
или микросферы стеклянные 1,0-5,0
и/или водный раствор нитрита натрия 1,0-2,5
2. Эмульсионный взрывчатый состав по п.1, отличающийся тем, что содержит технологическую добавку - масло индустриальное или мелкокристаллический парафин в количестве 1,0-7,0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116396/05A RU2526994C1 (ru) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116396/05A RU2526994C1 (ru) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2526994C1 true RU2526994C1 (ru) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013116396/05A RU2526994C1 (ru) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526994C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605111C2 (ru) * | 2014-11-13 | 2016-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Глобал Майнинг Эксплозив - Раша" | Смесь углеводородов для производства эмульсионных взрывчатых составов и эмульсионный взрывчатый состав на её основе (варианты) |
| RU2755069C1 (ru) * | 2021-01-22 | 2021-09-13 | Родион Витальевич Куприн | Эмульсионное взрывчатое вещество для сульфидсодержащих горных пород |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972137A (en) * | 1995-04-05 | 1999-10-26 | Aeci Explosives Limited | Explosives |
| CN101125785A (zh) * | 2007-08-17 | 2008-02-20 | 冷殿辉 | 耐低温粉状乳化炸药 |
| RU2375336C2 (ru) * | 2008-01-29 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" | Эмульсионный предохранительный взрывчатый состав и способ его получения |
| RU101167U1 (ru) * | 2010-10-05 | 2011-01-10 | Закрытое Акционерное Общество "Спецхимпром" | Патрон предохранительного эмульсионного взрывчатого вещества |
| CN102424643A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-04-25 | 煤炭科学研究总院爆破技术研究所 | 高安全性煤矿用乳化炸药 |
| CN102515986A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-27 | 四川省绵竹兴远特种化工有限公司 | 一种煤矿许用乳化炸药及其制备方法 |
| UA75256U (ru) * | 2012-05-15 | 2012-11-26 | Государственное Высшее Учебное Заведение “Донецкий Национальный Технический Университет” | Эмульсионное взрывчатое вещество |
-
2013
- 2013-04-10 RU RU2013116396/05A patent/RU2526994C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972137A (en) * | 1995-04-05 | 1999-10-26 | Aeci Explosives Limited | Explosives |
| CN101125785A (zh) * | 2007-08-17 | 2008-02-20 | 冷殿辉 | 耐低温粉状乳化炸药 |
| RU2375336C2 (ru) * | 2008-01-29 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" | Эмульсионный предохранительный взрывчатый состав и способ его получения |
| RU101167U1 (ru) * | 2010-10-05 | 2011-01-10 | Закрытое Акционерное Общество "Спецхимпром" | Патрон предохранительного эмульсионного взрывчатого вещества |
| CN102424643A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-04-25 | 煤炭科学研究总院爆破技术研究所 | 高安全性煤矿用乳化炸药 |
| CN102515986A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-27 | 四川省绵竹兴远特种化工有限公司 | 一种煤矿许用乳化炸药及其制备方法 |
| UA75256U (ru) * | 2012-05-15 | 2012-11-26 | Государственное Высшее Учебное Заведение “Донецкий Национальный Технический Университет” | Эмульсионное взрывчатое вещество |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605111C2 (ru) * | 2014-11-13 | 2016-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Глобал Майнинг Эксплозив - Раша" | Смесь углеводородов для производства эмульсионных взрывчатых составов и эмульсионный взрывчатый состав на её основе (варианты) |
| RU2755069C1 (ru) * | 2021-01-22 | 2021-09-13 | Родион Витальевич Куприн | Эмульсионное взрывчатое вещество для сульфидсодержащих горных пород |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mahadevan | Ammonium nitrate explosives for civil applications: slurries, emulsions and ammonium nitrate fuel oils | |
| US6165297A (en) | Process and apparatus for the manufacture of emulsion explosive compositions | |
| RU2230724C1 (ru) | Взрывчатая смесь | |
| EP3212595B1 (en) | Explosive composition and method of delivery | |
| US20200002241A1 (en) | Improved explosive composition | |
| AU2012286593A1 (en) | Improved explosive composition | |
| AU2012350355B2 (en) | Explosive composition | |
| RU2526994C1 (ru) | Предохранительный эмульсионный взрывчатый состав для шпуровых зарядов | |
| RU2253643C1 (ru) | Взрывчатая смесь (варианты) | |
| NO315902B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av et sensitivisert emulsjonssprengstoff | |
| KR101060523B1 (ko) | 친환경적인 고위력 유중수적형 에멀젼 폭약 조성물 | |
| RU101167U1 (ru) | Патрон предохранительного эмульсионного взрывчатого вещества | |
| RU2520483C1 (ru) | Эмульсионный взрывчатый состав для формирования шпуровых зарядов | |
| KR100508230B1 (ko) | 마이크로벌룬이있는주조형폭약조성물 | |
| Zakusylo | Investigation of the initiating ability of conically shaped charges | |
| Frost et al. | Slurry detonation | |
| RU2496760C1 (ru) | Эмульсионный взрывчатый состав для ведения взрывных работ шпуровыми зарядами | |
| RU98065U1 (ru) | Патрон предохранительного эмульсионного взрывчатого вещества | |
| RU2773247C1 (ru) | Взрывчатый состав и способ его изготовления | |
| WO2000078695A1 (en) | Method of manufacturing an explosive composition | |
| CA2240544C (en) | Process and apparatus for the manufacture of emulsion explosive compositions | |
| RU2144524C1 (ru) | Способ изготовления взрывчатого вещества типа акватол | |
| CA3217779A1 (en) | Composition for forming an explosive comprising an emulsion of hydrogen peroxide and an oil type fuel | |
| JPH1112075A (ja) | 油中水滴型エマルション爆薬組成物 | |
| Hawke | The development of ammonium nitrate blasting agents as industrial explosives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170411 |