| Пріоритети: | Винахід відноситься до вибухових робіт і може бути використане при виготовленні гранульованих вибухових речовин типу гранулитів для підривання гірничого масиву на розрізах гірничодобувної промисловості. Згідно винаходу, склад гранульованої вибухової речовини (ВР) містить гранульовану аміачну селітру, рідкий нафтопродукт і вугільний порошок та хлорид натрію. Відповідно до способу приготування гранульованого ВР, аміачну селітру попередньо змішують з хлоридом натрію, потім отриману суміш вводять рідкий нафтопродукт, а потім вугільний порошок. Винахід спрямовано на створення гранульованого ВР зі зменшеною кількістю шкідливих речовин у продуктах вибуху та підвищеної пожежної безпеки. 2 с. та 1 з.п. ф-ли, 1 табл.
Малюнки до патенту Україна 2194688
Винаходи відносяться до області вибухових робіт і можуть бути використані при виготовленні та підриванні гранульованих вибухових речовин типу гранулитів для підривання гірничого масиву на розрізах у гірничодобувній промисловості.
В даний час у гірничодобувній промисловості різних країн використовують гранульовані вибухові речовини (грануліти), основу яких складають гранульована аміачна селітра, рідкі горючі добавки (нафтопродукти) і спеціальні добавки для стабілізації хімічної та фізичної стійкості вибухових речовин.
Як стабілізатор зазвичай використовуються тверді дрібнодисперсні речовини.(алюмінієва пудра, вугільний порошок та ін.), які виконують роль горючих добавок та розпушувачів, що запобігають стіканню рідких добавок з гранул селітри та підвищують стабільність властивостей ВР.
Стабілізатори є найважливішим компонентом, оскільки від їх ефективності залежать якості ВР та енергія вибуху (Б.Н. Кутузов, "Вибухові роботи", М., Надра, 1980, с.75).
Відомі гранульовані вибухові речовини типу гранулитів, що містять рідке пальне 1-4%, стабілізуючі горючі добавки 1-5% і гранульовану аміачну селітру - решта до 100%.
Технологія виготовлення полягає в тому, що в процесі виготовлення гранулитів або в процесі заряджання в аміачну селітру вводяться рідке пальне і стабілізуючі добавки, які при цьому ретельно перемішуються з нею.
Найближчим до пропонованого є склад гранульованої вибухової речовини, що використовується в Україні для приготування вибухового складу 1 класу грануліт VII-1 (ТУ 12.0173903.007-99), що містить наступні компоненти (мас. %): гранульована аміачна селітра - 93 рідкий нафтопродукт - 3,5 вугільний порошок - 3,5 Добавка в аміачну селітру, попередньо омаслену рідким нафтопродуктом, вугільного порошку проводиться з метою стабілізації гранулиту та поліпшення вибухових властивостей гранульованої вибухової речовини.
Спосіб приготування відомого гранульованого ВР полягає в тому, що гранульовану аміачну селітру попередньо змішують з рідкими горючими нафтопродуктами, потім отриману суміш опудрюють вугільним порошком шляхом перемішування його з нею.
Однак відомий спосіб має такі недоліки.
Практика змішування гранульованої аміачної селітри з рідкими горючими добавками показує, що збільшеннячастки рідини (дизельного палива) при зменшенні об'єму аміачної селітри через часткову заміну її на інший матеріал (сульфат амонію) призводить до стікання рідкої паливної добавки з поверхні гранул селітри в її міжгранульний простір, що призводить до комкування вугільного порошку при його введенні в селітру , що зумовлює нерівномірний його розподіл на поверхні гранул селітри і тим більше на сульфаті амонію, що вводиться в суміш в останню чергу. Це значно ускладнює технічний процес змішування вищевказаних компонентів і погіршує вибухові характеристики сумішей ВР, що готуються.
Технічним завданням винаходу є усунення вищезгаданих недоліків, застосування інертної речовини, що покращує структуру ВР, що підвищує повноту детонації, зниження вартості ВР, а також спрощує технологію приготування ВР за рахунок додаткового використання в складах ВР дешевших компонентів.
Основним недоліком відомої вибухової речовини є нестабільність вибухових властивостей, тому що вугільний порошок через велику кількість (до 3,5-4% від складу ВР) не забезпечує рівномірність змішування компонентів, що становлять грануліт. У разі зменшення у складі вугільного порошку зростає ймовірність стікання рідкого нафтопродукту з гранул селітри, що призводить до розшарування складу ВР, що зумовлює зменшення ефективності застосування ВР. При цьому грануліт VII-1 має високу екдогенну пожежну небезпеку. Можливе запалення метану або вугілля, що призводить до екдогенних пожеж під час вибуху.
Сутність винаходу полягає в тому, що до складу гранулиту, що містить гранульовану аміачну селітру, рідкий нафтопродукт і вугільний порошок додатково введено кристалічний хлорид натрію, причому компоненти взяті внаступному співвідношенні (мас.%): гранульована аміачна селітра - 72-88 хлорид натрію - 8-22 вугільний порошок - 2-3 рідкий нафтопродукт - 2-3 Хлорид натрію вводиться у кількості 8-22%: від складу вибухової речовини, при цьому знижується витрата дорожчих компонентів ВР (нафтопродукти, аміачна селітра, вугільний порошок), ніж хлорид натрію (кухонна сіль).
Новим способом є те, що спочатку хлорид натрію змішується з аміачною селітрою, потім омаджується рідким нафтопродуктом і опудрюється вугільним порошком. Якщо склад ВР готується в іншій послідовності, виникає ймовірність нерівномірного розподілу солі у складі, що негативно впливає на вибухові властивості ВР.
Зокрема за рахунок зменшення нафтопродукту та вугільного порошку забезпечується рівномірність змішування їх із сумішшю гранульованої селітри та хлориду натрію, що підвищує стабільність детонації.
Крім вищенаведеного, новою властивістю є регулювання енергії вибуху гранулитів за рахунок зміни кількості інертного хлориду натрію, що вводиться в грануліт, а також те, що при цьому підвищується пожежна безпека гранульованих ВР. Екдогенна пожежна небезпека складів визначається температурою вибуху. При неповній детонації свердловинного заряду або його вигорянні за рахунок високої температури вибуху може статися вигоряння метану і рихленого вугілля. Тоді відомо, що солі лужних металів (NaCl) прискорюють вторинні реакції в продуктах вибуху ВР, сприяючи завершенню цих реакцій. Ці ж солі, що викидаються під час вибуху в повітряно-метанове середовище, гальмують вибухову реакцію окислювача метану, запобігаючи займанню цієї горючої суміші.
Таким чином, введення хлориду натрію до складу гранулитів на основі аміачної селітри, рідкогонафтопродукту та вугільного порошку, забезпечує досягнення нового ефекту - підвищення стабільності вибухових властивостей за рахунок рівномірного розподілу нафтопродукту та вугільного порошку у ВР та підвищення екдогенної пожежонебезпечності за рахунок інгібування метану.
До теперішнього часу NaCl застосовується як полум'ягасник у запобіжних порошкоподібних ВР, де ефект досягався за рахунок того, що при проходженні через полум'ягасник, продукти вибуху втрачали частину тепла на нагрівання розпорошеної солі і ставали нездатними спалахувати метано-повітряне середовище.
У запропонованому ВР NaCl використовується за новим призначенням з отриманням нового позитивного ефекту. Кількість добавки, що вводиться NaCl обмежена певними межами - від 8-22%, що обумовлено, по-перше, детонаційною стабільністю ВР залежно від вмісту в них аміачної селітри, нафтопродукту або вугільного порошку, по-друге, рівномірністю розподілу у складі ВР хлориду натрію, а по-третє, концентрацією солі - 0,032 кг/м 3 запобігає займанню метано-повітряного середовища.
Для визначення властивостей пропонованих гранулитів було виготовлено дослідні зразки різних складів. Технологія виготовлення, заснована на виготовленні гранулиту VII-1, полягала в тому, що в одній ємності попередньо змішували гранульовану аміачну селітру з кристалічним хлоридом натрію, потім отриману суміш омаджували рідким нафтопродуктом, після чого її перемішували з вугільним порошком до отримання однорідної маси.
Результати порівняльних випробувань наведено у таблиці.
З таблиці видно, що склади гранулитів, що містять NaCl, мають вибухові характеристики того ж рівня, а в ряді випадків і краще, ніж склади ВР, виготовлені на основі гранулиту VII-1. Крімтого гранулити, що містять NaCl, більш стабільні за детонаційними властивостями, ніж просто ВР.
Підтверджений у процесі випробувань позитивний ефект спостерігався приблизно однаковою мірою при вибуху зарядів гранулитів зі збільшенням кількості хлориду натрію, що міститься в них.
Запропоновані гранулити мають такі переваги перед відомими: - мають запобіжні властивості щодо вугілля і метану; - підвищується екдогенна пожежна безпека вибухових робіт за рахунок зниження температури вибуху, при цьому хлорид натрію, особливо при великому його вмісті у складі, виявляє властивості інгібітора горіння метану та вугілля; - незважаючи на збільшення у складах хлориду натрію та зниження при цьому пального та окислювача (аміачна селітра, рідкий нафтопродукт, вугільний порошок) зберігаються стабільні вибухові властивості; - зміни у складах вмісту компонентів через введення до складу хлориду натрію дозволяє отримати гранулити з різними детонаційними характеристиками, що розширює асортимент гранулитів; - забезпечують стабільні вибухові властивості при зберіганні ВР.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Склад гранульованої вибухової речовини (ВВ), що містить гранульовану аміачну селітру, рідкий нафтопродукт і вугільний порошок, який відрізняється тим, що додатково містить хлорид натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Гранульована аміачна селітра - 72-88 Хлорид натрію - 8-22 Вугільний порошок - 2-3 Рідкий нафтопродукт - 2-3 2. Склад гранульованого ВР за п. 1, який відрізняється тим, що він містить хлорид натрію з розміром частинок 1-4 мм.
3. Спосіб приготування гранульованого ВР, що включає змішування гранульованої аміачної селітри, рідкого нафтопродукту та вугільногопорошку, який відрізняється тим, що аміачну селітру попередньо змішують з хлоридом натрію, потім отриману суміш вводять рідкий нафтопродукт, а потім вугільний порошок.