RU2128156C1 - Composition of explosive - Google Patents

Abstract

FIELD: explosion work in mining, more particularly industrial explosives manufactured in situ, explosion work in open pits, open- cut mines and mines where deep-hole charges are used. SUBSTANCE: composition comprising granular ammonium nitrate, diesel fuel and carbon powder, in which ammonium nitrate is impregnated with diesel fuel and dusted with carbon powder, further comprises granular or laminated trotyl, proportions of components being as follows (wt %): granular or laminated trotyl, 4-8; diesel fuel, 1.5- 3; carbon powder, 3-5, and ammonium nitrate, the balance, up to 100%. Use of explosives makes explosion work ecologically purer. Composition increases effectiveness of explosion and reduces critical detonation diameter to 80 mm. EFFECT: improved properties of the explosive. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к составам взрывчатых веществ, приготовляемых непосредственно на месте применения, и может быть использовано при ведении взрывных работ на разрезах. The invention relates to the field of blasting, and in particular to compositions of explosives prepared directly at the place of use, and can be used in blasting operations on sections.

Известно взрывчатое вещество на основе гранулированной аммиачной селитры (АС) с добавкой до 2% жидкого горючего и угольного порошка в количестве, необходимом для компенсации недостающего до стехиометрии жидкого горючего [1, 2]. Known explosive based on granular ammonium nitrate (AS) with the addition of up to 2% liquid fuel and coal powder in the amount necessary to compensate for the missing liquid fuel stoichiometry [1, 2].

К недостаткам трехкомпонентного ВВ указанного состава следует отнести недостаточную эффективность взрыва, особенно для разрушения крепких пород, и колебание детонационной способности ВВ из-за различия свойств, свойства и влажности углей, из которых изготовляется порошок. The disadvantages of a three-component explosive of the specified composition include insufficient explosion efficiency, especially for the destruction of hard rocks, and the fluctuation of the detonation ability of explosives due to differences in the properties, properties and humidity of the coal from which the powder is made.

Известно также четырехкомпонентное промышленное взрывчатое вещество (RU 2005705, C 06 B 31/28, состав которого принимается за прототип. Also known is a four-component industrial explosive (RU 2005705, C 06 B 31/28, the composition of which is taken as a prototype.

Известный взрывчатый состав включает аммиачную селитру, пропитанную дизельным топливом и опудренную угольным порошком, а в качестве добавки - сульфат аммония. Known explosive composition includes ammonium nitrate, impregnated with diesel fuel and powdered with coal powder, and as an additive - ammonium sulfate.

Необходимость добавки обосновывается тем, что каменные, особенно бурые, угли обладают повышенной склонностью к самовозгоранию. Предлагалось, что присутствие угольных порошков в составе гранулированных ВВ усиливает их склонность в самовозгоранию. The need for additives is justified by the fact that stone, especially brown, coals have an increased tendency to spontaneous combustion. It was proposed that the presence of coal powders in the composition of granular explosives enhances their tendency to spontaneous combustion.

Для устранения опасности самовозгорания углегранулитов в их состав был введен сульфат аммония, выполняющий функцию антипирогена-огнегасящего вещества. To eliminate the risk of spontaneous combustion of carbon granulites, ammonium sulfate was introduced into their composition, which serves as an anti-pyrogen-extinguishing agent.

Действительно, сульфат аммония существенно повышает противодействие самовозгоранию углегранулитов, содержащих бурые угли, но примерно в два раза снижает эффективность взрыва, что экономически невыгодно. Indeed, ammonium sulfate significantly increases the counteraction to spontaneous combustion of carbon granulites containing brown coals, but approximately halves the efficiency of the explosion, which is economically disadvantageous.

Для повышения эффективности взрыва и стабилизации свойств было решено заменить в составе патента угольный порошок и сульфат аммония на крупнодисперсный тротил (гранулированный или чешуированный). To increase the efficiency of the explosion and stabilize the properties, it was decided to replace coal powder and ammonium sulfate with coarse TNT (granular or flaky) in the patent.

Исследовался состав, содержащий 89% гранулированной аммиачной селитры, 3% дизельного топлива и 8% тротила. Свежеизготовленные образцы ВВ (углегранулита) имели высокую эффективность взрыва и удовлетворительную детонационную способность. Однако с течением времени из-за флегматизации тротила дизельным топливом эффективность взрыва и детонационная способность данного ВВ резко ухудшаются вплоть до отказа, так как тротил утрачивает сенсибилизирующую способность и превращается в обычную горючую добавку - энергоноситель, при этом в продуктах взрыва увеличивается окислов азота, что ухудшает экологию на разрезах. The composition was studied containing 89% granular ammonium nitrate, 3% diesel fuel and 8% TNT. Freshly prepared samples of explosives (carbon granulite) had a high explosion efficiency and satisfactory detonation ability. However, over time, due to phlegmatization of TNT with diesel fuel, the explosion efficiency and detonation ability of this explosive deteriorate sharply until failure, since TNT loses its sensitizing ability and turns into a regular combustible additive - energy carrier, while nitrogen oxides increase in the explosion products, which worsens ecology on sections.

Дополнительно было проверено влияние самовозгораемости углей на самовозгораемость их содержащих углегранулитов. In addition, the effect of spontaneous combustion of coal on the spontaneous combustion of coal-granulite containing them was verified.

При этом оказалось, что большой объем угольного порошка массой около 5 кг при длительном хранении самовозгорается, а углегранулит на базе гранулированной аммиачной селитры, дизельного топлива и порошка каменных углей при длительном хранении не самовозгорается из-за интенсивного теплорассеивания под действием гранул АС. It turned out that a large volume of coal powder weighing about 5 kg spontaneously ignites during long-term storage, and carbon granulite based on granular ammonium nitrate, diesel fuel and coal powder does not spontaneously ignite during long-term storage due to intense heat dissipation under the influence of AS granules.

На базе проведенных исследований разработан новый состав предлагаемого ВВ. Оно не имеет указанных недостатков. Сущность изобретения заключается в том, что в состав взрывчатого вещества, содержащего гранулированную аммиачную селитру, дизельное топливо и угольный порошок, в котором аммиачная селитра пропитана дизельным топливом и опудрена угольным порошком, дополнительно введен гранулированный или чешуированный тротил, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Гранулированный или чешуированный тротил - 4-8
Дизельное топливо - 1,5-3
Угольный порошок - 3-5
Гранулированная аммиачная селитра - Остальное
В известные составы угольный порошок вводился как горючая добавка для достижения стехиометрии в связи с уменьшением жидкого горючего, например, дизельного топлива, или как невзрывчатый сенсибилизатор для повышения детонационной способности. Исследованиями установлено, что введением угольного порошка можно избежать флегматизирующего воздействия дизельного топлива на тротил, что свидетельствует о том, что применение угольного порошка в данном составе ВВ обеспечивает получение нового положительного эффекта, не свойственного использованию угольного порошка в других составах ВВ. Данный эффект проявляется при определенном порядке смешения компонентов: сначала гранулированная АС пропитывается дизельным топливом, затем гранулы АС опудриваются угольной пылью и только на последней стадии в состав вводят крупнодисперсный тротил. Угольный порошок блокирует поры гранул АС, не дает возможности стекать дизельному топливу и впитывает излишки его, что исключает возможность флегматизирующего воздействия дизельного топлива на гранулы тротила.Based on the research, a new composition of the proposed explosives was developed. It does not have these drawbacks. The essence of the invention lies in the fact that the composition of the explosive containing granular ammonium nitrate, diesel fuel and coal powder, in which ammonium nitrate is impregnated with diesel fuel and powdered with coal powder, granulated or flaked trotyl is additionally introduced, and the components are taken in the following ratio, wt .%:
Granular or scaled TNT - 4-8
Diesel - 1.5-3
Coal Powder - 3-5
Granular Ammonium Nitrate - Else
In the known compositions, coal powder was introduced as a combustible additive to achieve stoichiometry in connection with a decrease in liquid fuel, for example, diesel fuel, or as an non-explosive sensitizer to increase detonation ability. Studies have established that the introduction of coal powder can avoid the phlegmatizing effect of diesel fuel on TNT, which indicates that the use of coal powder in this explosive composition provides a new positive effect that is not characteristic of the use of coal powder in other explosive compositions. This effect manifests itself in a certain order of mixing the components: first, the granular AS is impregnated with diesel fuel, then the granules of the AS are dusted with coal dust and only at the last stage coarse TNT is introduced into the composition. Coal powder blocks the pores of AC pellets, does not allow diesel fuel to drain and absorbs excess, which eliminates the possibility of phlegmatizing effects of diesel fuel on TNT granules.

По приведенной выше технологии были изготовлены модельные образцы состава ВВ и проведены его испытания. В таблице приведены составы испытуемых ВВ и результаты их испытаний. Using the above technology, model samples of the explosive composition were made and tested. The table shows the compositions of the test explosives and the results of their tests.

Эффективность взрыва ВВ определялась по величине обжатия стандартного вертикально стоящего свинцового столбика, помещенного между двумя стальными пластинами, на верхней из которых располагался заряд ВВ массой 900 г и диаметром 120 мм. В проведенных испытаниях эффективность взрыва определялась непосредственно после приготовления образцов и через каждые 5 дней. The explosive explosion efficiency was determined by the amount of compression of a standard vertically standing lead column placed between two steel plates, on the top of which there was an explosive charge weighing 900 g and a diameter of 120 mm. In the tests performed, the explosion efficiency was determined immediately after sample preparation and every 5 days.

Результаты испытаний показывают, что добавка тротила увеличивает эффективность взрыва, однако у состава ВВ без угольного порошка этот показатель во времени резко уменьшается из-за флегматизации тротила. The test results show that the addition of TNT increases the efficiency of the explosion, however, for an explosive composition without coal powder, this indicator sharply decreases in time due to phlegmatization of TNT.

Добавка угольного порошка в предлагаемый состав ВВ обеспечивает стабильность эффективности взрыва при хранении в течение 20 сут при величине добавки от 3 до 5%. При содержании угольного порошка менее 3% наблюдается флегматизация тротила дизельным топливом, т.е. угольного порошка не хватает для опудривания гранул АС. The addition of coal powder to the proposed explosive composition ensures stability of the explosion efficiency during storage for 20 days at an additive value of 3 to 5%. When the content of coal powder is less than 3%, phlegmatization of TNT with diesel fuel is observed, i.e. coal powder is not enough for dusting AC pellets.

Количество дизельного топлива выбирается так же, как и в других составах ВВ из условия приближения к нулевому кислородному балансу взрыва и составляет 2 - 4%. Добавка тротила ограничивается по верхнему пределу эффективностью взрыва, стоимостными показателями и содержанием в продуктах взрыва условной окиси углерода, а по нижнему пределу - началом роста показателей эффективности взрыва и детонационной способностью. The amount of diesel fuel is chosen in the same way as in other explosive compositions from the condition of approaching the zero oxygen balance of the explosion and is 2–4%. The addition of TNT is limited in terms of the upper limit to explosion efficiency, cost parameters and the content of conventional carbon monoxide in the explosion products, and to the beginning of the growth of explosion efficiency and detonation ability in the lower limit.

Изготовленный образец состава по патенту Российской Федерации обладает низкой эффективностью взрыва (13-14 мм) при увеличенном до 140 мм критической диаметре детонации и повышенном содержании условной окиси углерода (43 л/кг) в сравнении с предлагаемым ВВ. Увеличение критического диаметра детонации обусловлено снижением детонационной способности углегранулита. The manufactured sample of the composition according to the patent of the Russian Federation has a low explosion efficiency (13-14 mm) with a critical detonation diameter increased to 140 mm and a high content of conventional carbon monoxide (43 l / kg) in comparison with the proposed explosive. An increase in the critical diameter of detonation is due to a decrease in the detonation ability of carbon granulite.

Одним их основных показателей детонационной способности ВВ является критический диаметр детонации. Для определения критического диаметра детонации были приготовлены заряды цилиндрической формы в бумажных гильзах, которые инициировали промдетонатором - зарядами аммонита ПЖВ-20 массой 100 г. One of the main indicators of the detonation ability of explosives is the critical diameter of detonation. To determine the critical diameter of detonation, cylindrical charges in paper sleeves were prepared, which were initiated by a detonator — ammonium charges ПЖВ-20 weighing 100 g.

Ввод в состав угольной пыли в заявленных пределах содержания компонентов позволил снизить критический диаметр детонации со 120 до 80 мм. С увеличением содержания тротила до 8% эффективность взрыва возрастает, а затем начинает уменьшаться, в то же время с увеличением содержания тротила увеличивается выделение условной окиси углерода, что отрицательно влияет на экологические показатели взрывных работ. The introduction into the composition of coal dust within the declared limits of the content of the components allowed to reduce the critical diameter of detonation from 120 to 80 mm. With an increase in TNT content up to 8%, the explosion efficiency increases and then begins to decrease, while at the same time, an increase in the content of TNT increases the release of conventional carbon monoxide, which negatively affects the environmental performance of blasting.

Проведенные испытания нового ВВ на основе гранулированной АС с добавкой дизельного топлива и угольного порошка показатели, что ввод в его состав тротила в количестве 4-8 мас.% обеспечивает увеличение на 15-20% эффективности взрыва и снижение критического диаметра детонации до 80 мм. Угольный порошок блокирует дизельное топливо в гранулах АС и препятствует флегматизирующему воздействию его на гранулы тротила, за счет чего обеспечивается стабильность свойств ВВ в течение не менее 20 сут. The tests of a new explosive based on a granular AS with the addition of diesel fuel and coal powder show that the introduction of TNT in the amount of 4-8 wt.% Provides a 15-20% increase in the explosion efficiency and a decrease in the critical detonation diameter to 80 mm. Coal powder blocks diesel fuel in AS granules and prevents its phlegmatizing effect on TNT granules, which ensures the stability of explosive properties for at least 20 days.

Источники информации
1. Поздняков З.Г. Развитие и совершенствование гранулированных ВВ в СССР и за рубежом -М.: Недра, 1976, с.142.Sources of information
1. Pozdnyakov Z. G. The development and improvement of granular explosives in the USSR and abroad -M .: Nedra, 1976, p.142.

2. Авторское свидетельство СССР N 1734457, F 42 D 3/04, 1990. 2. USSR copyright certificate N 1734457, F 42 D 3/04, 1990.

3. RU 2005705, C 06 B 31/28, 1994. 3. RU 2005705, C 06 B 31/28, 1994.

Claims (1)

Состав взрывчатого вещества, содержащий гранулированную аммиачную селитру, дизельное топливо и угольный порошок, при этом аммиачная селитра пропитана дизельным топливом и опудрена угольным порошком, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гранулированный или чешуированный тротил, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Гранулированный или чешуированный тротил - 4 - 8
Дизельное топливо - 1,5 - 3
Угольный порошок - 3 - 5
Гранулированная аммиачная селитра - ОстальноеThe explosive composition containing granular ammonium nitrate, diesel fuel and coal powder, while ammonium nitrate is impregnated with diesel fuel and powdered with coal powder, characterized in that it additionally contains granulated or flaked TNT, and the components are taken in the following ratio, wt.%:
Granular or scaled TNT - 4 - 8
Diesel - 1.5 - 3
Coal Powder - 3 - 5
Granular Ammonium Nitrate - Else

Images