RU2610613C1

RU2610613C1 - Grammonite

Info

Publication number: RU2610613C1
Application number: RU2015138075A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Григорьевич Сергеев; Зитта Андреевна Жамилова; Максим Викторович Крючков; Виктор Витальевич Головин
Original assignee: Федеральное Казенное Предприятие "Бийский Олеумный Завод"
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-02-14

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention refers to industrial non-safety explosives, namely grammonite used for blasting operations at sections, pits, in underground production bottomholes of class II during drill holes, wells, and chambers loading in all climatic zones with temperature from minus 50 to plus 50°C on rocks of any strength and ores of any composition. Grammonit contains TNT in the form of flakes, or granulated, or a mixture thereof, granulated ammonium nitrate and mononitrotoluene at the components ratio, wt %: 17.0-23.0 for TNT, 0.01-3.0 for mononitrotoluene, the rest up to - granulated ammonium nitrate. M-grade granulotol is included into the composition as granulated trotyl. Mononitrotoluene includes para-mononitrotoluene (p-MNT), or ortho-mononitrotoluene (o-MNT), or meta-mononitrotoluene (m-MNT) or mixtures thereof. During explosive transformation of grammonite, total produced gas harm is less than 63 l/kg.

EFFECT: invention is aimed at creation of a safely-manufactured explosive and handling thereof.

3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к промышленным непредохранительным взрывчатым веществам (ВВ) граммонитам, используемым при ведении взрывных работ на разрезах, карьерах, в забоях подземных выработок II-го класса при заряжании шпуров, скважин и камер во всех климатических зонах с температурой от минус 50 до плюс 50°С на породах любой крепости и рудах любого состава.The invention relates to blasting, in particular to industrial non-explosive explosives (BB) grammonites used in blasting operations at open pits, quarries, in the faces of underground workings of the second class when loading holes, boreholes and chambers in all climatic zones with temperatures from minus 50 to plus 50 ° C on rocks of any strength and ores of any composition.

Широко известен [Демидюк Г.П., Бугайский А.Н. Средства механизации и технология взрывных работ с применением гранулированных взрывчатых веществ. М.: Недра, 1975, с. 33] взрывчатый состав гранулит М, который представляет собой стехиометрическую смесь аммиачной селитры и минерального масла (5,5%). При этом стоимость гранулита М выше стоимости игданита.It is widely known [Demidyuk G.P., Bugaysky A.N. Means of mechanization and blasting technology using granular explosives. M .: Nedra, 1975, p. 33] the explosive composition of granulite M, which is a stoichiometric mixture of ammonium nitrate and mineral oil (5.5%). In this case, the cost of granulite M is higher than the cost of igdanite.

Игданит [Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд. 2, перераб. и доп. М.: Недра. 1977, с. 91] представляет собой сбалансированную по кислороду взрывчатую смесь гранулированной аммиачной селитры (94,5%) с дизельным топливом (5,5%).Igdanit [Pozdnyakov ZG, Rossi BD Handbook of industrial explosives and explosives. Ed. 2, rev. and add. M .: Subsoil. 1977, p. 91] is an oxygen balanced explosive mixture of granular ammonium nitrate (94.5%) with diesel fuel (5.5%).

Однако в скважине игданит со временем расслаивается, так как используемая в настоящее время во взрывчатых составах гранулированная аммиачная селитра способна удержать небольшое количество жидкого нефтепродукта. Часть дизельного топлива стекает в нижние слои заряда. При этом нарушается соотношение окислителя и горючего, что приводит к снижению взрывчатых характеристик состава. Инструкция по применению предписывает использовать игданит в течение смены заряжания.However, igdanite stratifies in the well over time, since the granular ammonium nitrate currently used in explosive compositions is capable of retaining a small amount of liquid oil. Part of the diesel fuel flows into the lower layers of the charge. This violates the ratio of the oxidizing agent and fuel, which leads to a decrease in the explosive characteristics of the composition. Instructions for use require the use of igdanite during a change of loading.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является промышленное взрывчатое вещество (ВВ), содержащее 11,1-13,1 мас. % тротила, 6,0-8,0 мас. % динитротолуола и аммиачную селитру - остальное [UA 77499 U, C06D 31/00, 11.02.2013 (D1) формула], которое принято за прототип.Closest to the claimed invention in terms of essential features is an industrial explosive (BB) containing 11.1-13.1 wt. % TNT, 6.0-8.0 wt. % dinitrotoluene and ammonium nitrate - the rest [UA 77499 U, C06D 31/00, 02/11/2013 (D1) formula], which is taken as a prototype.

Во время взрыва прототипа выделяется большой объем ядовитых (вредных) газов, равный 63-79 д/кг (л/кг) [Там же, с. 2, таблица, второй столбец справа, две строчки снизу].During the explosion of the prototype, a large volume of toxic (harmful) gases is released, equal to 63-79 d / kg (l / kg) [Ibid., P. 2, table, second column on the right, two lines from the bottom].

Поэтому необходимо уменьшить объем вредных газов, образующихся во время взрывчатого превращения для предлагаемого ВВ.Therefore, it is necessary to reduce the amount of harmful gases generated during the explosive transformation for the proposed explosives.

При создании предлагаемого изобретения поставлена задача получить граммонит (взрывчатое вещество), во время взрывчатого превращения которого образуется суммарная газовая вредность менее 63 л/кг.When creating the invention, the task was to obtain grammonite (explosive), during the explosive transformation of which a total gas hazard of less than 63 l / kg is formed.

Для достижения такого технического результата граммонит, содержащий тротил и аммиачную селитру, дополнительно содержит мононитротолуол при следующем соотношении компонентов, мас. %:To achieve this technical result, grammonite containing trotyl and ammonium nitrate additionally contains mononitrotoluene in the following ratio, wt. %:

мононитротолуолmononitrotoluene 0,01-3,00.01-3.0 чешуйки тротила, или гранулированныйTNT flakes, or granular тротил, или их смесиTNT, or mixtures thereof 17,0-23,017.0-23.0 гранулированная аммиачная селитраgranular ammonium nitrate остальное до 100the rest is up to 100

Мононитротолуол содержит пара-мононитротолуол (п-МНТ), или орто-мононитротолуол (о-МНТ), или мета-мононитротолуол (м-МНТ), или их смеси.Mononitrotoluene contains para-mononitrotoluene (p-MNT), or ortho-mononitrotoluene (o-MNT), or meta-mononitrotoluene (m-MNT), or mixtures thereof.

Граммонит в качестве гранулированного тротила (гранулотола) содержит гранулотол марки М, произведенный по техническому условию ТУ 7276-045-07511608.Grammonite as granulated TNT (granulotol) contains M grade granulotol produced according to the technical specifications TU 7276-045-07511608.

В компонентный состав прототипа входит динитротолуол, который не является взрывчатым веществом, а является горючим веществом [ГОСТ 10104-75, пункт 2а. 1 изменение №5. ИУС №7, 1996 г., с. 90]. При этом у прототипа кислородный баланс (КБ_пр) изменяется от минус 3,1% до минус 1,5% [UA 77499 U, C06B 31/00, 11.02.2013 (D1), стр. 2, таблица, третий столбец справа, две строчки снизу]. Среднее значение КБ_пр равно [(-3,1)+(-1,5)]/2=-2,3%. Наличие в компонентном составе прототипа невзрывчатого (горючего) вещества (причем в существенном количестве от 6,0 до 8,0%) и значительное удаление КБ_пр от нулевого его значения приводит к образованию большого объема ядовитых газов.The component composition of the prototype includes dinitrotoluene, which is not an explosive, but a combustible substance [GOST 10104-75, paragraph 2a. 1 change No. 5. ICS No. 7, 1996, with. 90]. Moreover, the prototype oxygen balance (KB _pr ) varies from minus 3.1% to minus 1.5% [UA 77499 U, C06B 31/00, 02/11/2013 (D1), page 2, table, third column on the right, two lines from the bottom]. The average value of KB _pr is equal to [(-3,1) + (- 1,5)] / 2 = -2.3%. Having a prototype component composition non-explosive (combustible) matter (in which a substantial amount of from 6.0 to 8.0%) and a significant removal KB _direct from its zero value leads to the formation of a large amount of poisonous gases.

Определим диапазон изменения КБ_грм предлагаемого граммонита. Кислородный баланс (КБ_м) мононитротолуола равен минус 181,0% [К.К. Андреев и А.Ф. Беляев. Теория взрывчатых веществ. ГНТИ ОБОРОНГИЗ. М. 1960, с. 536, 16-я строчка снизу]. КБ_т тротила (тринитротолуола) равен минус 74,0% [Там же, с. 537, 7-я строчка снизу]. КБ_ас аммиачной селитры (аммония нитрат) равен плюс 20,0% [Там же, с. 535, 30-я строчка снизу].Define the range of changes in KB _{timing of the} proposed grammonite. The oxygen balance (KB _m ) of mononitrotoluene is minus 181.0% [K.K. Andreev and A.F. Belyaev. Theory of explosives. GNTI OBORONGIZ. M. 1960, p. 536, 16th line from the bottom]. KB _{t of} TNT (trinitrotoluene) is minus 74.0% [Ibid., P. 537, 7th line from the bottom]. CB _as ammonium nitrate (ammonium nitrate) is equal to plus 20.0% [Ibid., P. 535, 30th line from the bottom].

Для компонентного состава граммонита, содержащего 3,0 мас. % мононитротолуола, 17 мас. % тротила, 80 мас. % гранулированной аммиачной селитры КБ_грм=[(-181,0 3,0)+(-74,0 17,0)+20,0-80]/100=-2,01%. А для компонентного состава граммонита, содержащего 1,0 мас. % мононитротолуола, 19 мас. % тротила, 80 мас. % гранулированной аммиачной селитры КБ_грм=181,0 1,0)+(-74,0⋅19,0)+20,0⋅80]/100=0,13%. Зная предельные значения величин КБ_грм, можно определить среднее его значение, которое равно (-2,01+0,13)/2=-0,94%. Таким образом, получилось, что КБ_грм предлагаемого граммонита ближе к нулевому кислородному балансу по сравнению с КБ прототипа в (-2,01)/(-0,94)=2,1 раза.For the component composition of grammonite containing 3.0 wt. % mononitrotoluene, 17 wt. % TNT, 80 wt. % granular ammonium nitrate KB _timing = [(- 181.0 3.0) + (- 74.0 17.0) + 20.0-80] / 100 = -2.01%. And for the component composition of grammonite containing 1.0 wt. % mononitrotoluene, 19 wt. % TNT, 80 wt. % Prilled ammonium nitrate _timing KB = 181,0 1,0) + (- 74,0⋅19,0 ) + 20,0⋅80] / 100 = 0.13%. Knowing the limit values of the values of KB _timing , it is possible to determine its average value, which is (-2.01 + 0.13) / 2 = -0.94%. Thus, it turned out that the KB _{timing of the} proposed grammonite is closer to zero oxygen balance compared to the KB of the prototype in (-2.01) / (- 0.94) = 2.1 times.

Дополнительно отметим, что с учетом различия соотношений компонентов, содержащихся в прототипе и предлагаемом граммоните {у граммонита в рецептуре больше эффективного взрывчатого вещества тротила, чем у прототипа в (17,0+23,00)/(11,1+13,1)=1,7 раза}, во время взрывчатого превращения граммонита образуется меньше ядовитых (вредных) газов по сравнению с прототипом.Additionally, we note that given the difference in the ratios of the components contained in the prototype and the proposed grammonite {grammonite in the formulation has more effective TNT explosive than the prototype in (17.0 + 23.00) / (11.1 + 13.1) = 1.7 times}, during the explosive transformation of grammonite, less toxic (harmful) gases are formed compared to the prototype.

Если содержание тротила в граммоните меньше 17,0 мас. % (при содержании, отнесенном ко всем компонентам граммонита), то образуется увеличенный объем вредных газов во время его взрывчатого превращения. При содержании тротила больше 23,0 мас. % и содержании мононитротолуола больше 3,0 мас. % значительно возрастает его стоимость. Содержание мононитротолуола менее 0,01 мас. % не оказывает существенного влияния на образование количества вредных газов.If the content of TNT in grammonite is less than 17.0 wt. % (when the content is attributed to all components of grammonite), an increased volume of harmful gases is formed during its explosive transformation. When the content of TNT is more than 23.0 wt. % and the content of mononitrotoluene is more than 3.0 wt. % significantly increases its value. The content of mononitrotoluene is less than 0.01 wt. % does not significantly affect the formation of harmful gases.

Гранулотол марки М не расслаивается с гранулами аммиачной селитры и его можно использовать отдельно без добавления чешуек. Гранулотол марки М производится по ТУ 7276-045-07511608.Granulotol brand M is not stratified with granules of ammonium nitrate and it can be used separately without adding flakes. Granulotol brand M is produced according to TU 7276-045-07511608.

Гранулотол любой другой марки расслаивается с гранулами аммиачной селитры и образуется неоднородность граммонитов, которая приводит к возрастанию количества вредных газов во время их взрывчатого превращения.Granulotol of any other brand exfoliates with granules of ammonium nitrate and heterogeneity of grammonites forms, which leads to an increase in the amount of harmful gases during their explosive conversion.

Поэтому гранулотол любой другой марки, кроме гранулотола марки М, необходимо использовать только совместно с чешуйками, так как чешуйки препятствуют расслаиванию гранулотола с гранулами аммиачной селитры.Therefore, granulotol of any other brand, except brand M granulotol, must be used only in conjunction with flakes, since flakes prevent the granulotol from exfoliating with granules of ammonium nitrate.

В таблице приведены составы граммонитов, суммарные газовые их вредности, образующиеся во время взрывчатого превращения.The table shows the compositions of grammonites, their total gas harmfulness, formed during the explosive transformation.

Как видно из таблицы, при использовании прототипа во время его взрывчатого превращения суммарная газовая вредность не менее 63 л/кг, а при использовании предлагаемого граммонита суммарная газовая вредность меньше, чем у прототипа, и изменяется от 55,4 до 59,4 л/кг.As can be seen from the table, when using the prototype during its explosive conversion, the total gas harmfulness is not less than 63 l / kg, and when using the proposed grammonite, the total gas harmfulness is less than that of the prototype, and varies from 55.4 to 59.4 l / kg .

Следовательно, предлагаемый граммонит превосходит прототип, у которого образуется суммарная газовая вредность не менее 63 л/кг, и достигнута поставленная задача: во время взрывчатого превращения предлагаемого граммонита суммарная газовая вредность меньше, чем у прототипа, и она изменяется от 55,4 до 59,4 л/кг.Therefore, the proposed grammonite surpasses the prototype, in which the total gas harmfulness is formed of at least 63 l / kg, and the task is achieved: during the explosive transformation of the proposed grammonite, the total gas harmfulness is less than that of the prototype, and it varies from 55.4 to 59, 4 l / kg.

Claims

1. Граммонит, содержащий тротил и аммиачную селитру, отличающийся тем, что дополнительно содержит мононитротолуол при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. Grammonite containing trotyl and ammonium nitrate, characterized in that it further comprises mononitrotoluene in the following ratio of components, wt. %:

мононитротолуолmononitrotoluene 0,01-3,00.01-3.0 чешуйки тротила или гранулированныйTNT flakes or granular тротил, или их смесиTNT, or mixtures thereof 17,0-23,017.0-23.0 гранулированная аммиачная селитраgranular ammonium nitrate остальное до 100.the rest is up to 100.

2. Граммонит по п.1, отличающийся тем, что мононитротолуол содержит пара-мононитротолуол (п-МНТ) или орто-мононитротолуол (о-МНТ), или мета-мононитротолуол (м-МНТ), или их смеси.2. Grammonite according to claim 1, characterized in that mononitrotoluene contains para-mononitrotoluene (p-MNT) or ortho-mononitrotoluene (o-MNT), or meta-mononitrotoluene (m-MNT), or mixtures thereof.

3. Граммонит по п.1, отличающийся тем, что в качестве гранулированного тротила содержит гранулотол марки М.3. Grammonite according to claim 1, characterized in that as granulated TNT contains granulotol brand M.