EA043980B1

EA043980B1 - EXPLOSIVE COMPOSITION

Info

Publication number: EA043980B1
Application number: EA202100247
Authority: EA
Inventors: Евгений Николаевич Ольшанский; Петр Геннадьевич Тамбиев; Андрей Андреевич Макешин; Роман Валерьевич Гаврилко; Александр Эдуардович Франк; Нуркен Ержанулы Бейсебаев; Сергей Геннадьевич Тамбиев
Original assignee: Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Интеррин"
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2023-07-12

Description

Изобретение относится к эмульсионным взрывчатым веществам (ЭВВ), предназначенным для ведения взрывных работ в сухих и обводненных горных массивах.The invention relates to emulsion explosives (EME) intended for blasting in dry and water-logged mountain ranges.

Эмульсионные ВВ имеют солидолообразную консистенцию и структуру, в которой внутренняя фаза представлена водным раствором соли окислителя, тонко диспергированного внутри внешней фазы жидкого горючего.Emulsion explosives have a solid-solid-like consistency and structure, in which the internal phase is represented by an aqueous solution of an oxidizing salt, finely dispersed within the external phase of liquid fuel.

В качестве окислителя обычно применяют нитрат аммония (аммиачную селитру) или бинарную смесь нитрата аммония с нитратом натрия или кальция. А в качестве жидкого горючего обычно используют нефтепродукт. Раствор окислителя нагревают до (80-100)°С, а нефтепродукт до (60-80)°С. Эмульгирование ведут в присутствии эмульгатора, представляющего собой поверхностно-активное вещество. Получаемая при этом эмульсионная матрица имеет сверхкритическую плотность порядка (1,35-1,40) г/см³, препятствующую возбуждению ее детонации от инициирующего импульса. Поэтому для придания эмульсионной матрице чувствительности к штатным средствам инициирования и превращения в ЭВВ ее разуплотняют сенсибилизирующими добавками.Ammonium nitrate (ammonium nitrate) or a binary mixture of ammonium nitrate with sodium or calcium nitrate is usually used as an oxidizing agent. Petroleum products are usually used as liquid fuel. The oxidizer solution is heated to (80-100)°C, and the oil product to (60-80)°C. Emulsification is carried out in the presence of an emulsifier, which is a surfactant. The resulting emulsion matrix has a supercritical density of the order of (1.35-1.40) g/cm ³ , which prevents the initiation of its detonation from the initiating pulse. Therefore, in order to make the emulsion matrix sensitive to standard means of initiation and transformation into emulsion explosives, it is decompacted with sensitizing additives.

Технология получения ЭВВ позволяет в зависимости от поставленной задачи получать вещества с различными эксплуатационными и взрывчатыми свойствами. Это достигается введением в состав ЭВВ различных добавок и изменением содержания массовых долей компонентов. При этом доминирующим условием эффективного построения рецептур ЭВВ является максимальное приближение их к нулевому кислородному балансу.The technology for producing explosives allows, depending on the task at hand, to obtain substances with different operational and explosive properties. This is achieved by introducing various additives into the composition of explosives and changing the content of mass fractions of components. At the same time, the dominant condition for the effective construction of emulsion explosive formulations is their maximum approach to zero oxygen balance.

Процесс эмульгирования является обратимым, поэтому стабилизацию эмульсии начинают непосредственно в процессе эмульгирования при температуре (80-90)°С, а заканчивают уже при более низких температурах.The emulsification process is reversible, therefore the stabilization of the emulsion begins directly during the emulsification process at a temperature of (80-90) ° C, and ends at lower temperatures.

Условием эффективной эксплуатации ЭВВ является их способность к длительному хранению без ухудшения качества. Это достигается приданием ЭВВ резистентности, т.е. сопротивляемости к разрушающим воздействиям.A condition for the effective operation of explosives is their ability to be stored for a long time without deteriorating in quality. This is achieved by imparting EV resistance, i.e. resistance to destructive influences.

При использовании в ЭВВ нитрата аммония в качестве моноокислителя стехиометрический баланс достигается при его отношении к горючему, равном 94,4/5,6 мас.%. Однако доля горючей фазы в 5,6 мас.% является недостаточной для диспергирования в ней 94,4 мас.% окислителя. Эмульсионные ВВ на основе подобной эмульсии неустойчивы, долго не хранятся и быстро разрушаются.When ammonium nitrate is used as a mono-oxidant in emulsion explosives, the stoichiometric balance is achieved when its ratio to fuel is 94.4/5.6 wt.%. However, the proportion of the combustible phase of 5.6 wt.% is insufficient to disperse 94.4 wt.% of the oxidizer in it. Emulsion explosives based on such an emulsion are unstable, cannot be stored for a long time and are quickly destroyed.

Для увеличения сроков хранения ЭВВ долю горючего в эмульсии обычно увеличивают, повышая толщину пленок, обволакивающих капли окислителя. А нефтепродукт загущают, например парафином, для повышения вязкости. Однако он остается разжижающим агентом в составе горючей фазы, мешающим существенному повышению сил сцепления в пленках и резистентности эмульсии, увеличению срока хранения ЭВВ до 12 месяцев, что диктуется производственной необходимостью.To increase the shelf life of emulsion explosives, the proportion of fuel in the emulsion is usually increased by increasing the thickness of the films enveloping the oxidizer droplets. And the petroleum product is thickened, for example with paraffin, to increase viscosity. However, it remains a diluting agent in the composition of the flammable phase, which prevents a significant increase in the adhesion forces in films and the resistance of the emulsion, and an increase in the shelf life of emulsion explosives to 12 months, which is dictated by production needs.

Известны следующие варианты составов ЭВВ, отличающихся друг от друга разным сроком хранения.The following variants of explosive compositions are known, differing from each other by different shelf life.

Эмульсионное взрывчатое вещество по первому варианту содержит обратную эмульсию, состоящую из 95 мас.% водного раствора окислителя и 5 мас.% топливной смеси, при этом водный раствор окислителя содержит 79,5-77,0 мас.% аммиачной селитры, 20 мас.% воды и 0,5-3,0 мас.% уротропина, а топливная смесь содержит 65-15 мас.% минерального масла, 10-30 мас.% дизельного топлива, 10-30 мас.% парафина и 15-25 мас.% эмульгатора, а также механический сенсибилизатор, в качестве которого используется перлитовый песок с насыпной плотностью до 200 кг/м³, или стеклянные микросферы размером не более 250 мкм и насыпной плотностью до 200 кг/м³, или гранулированный пенополистирол с насыпной плотностью до 200 кг/м³ и гранулометрическим составом от 200 до 3000 мкм, гранулированную аммиачную селитру и нефтепродукт при следующем соотношении компонентов, мас.%: обратная эмульсия 50,0-70,0; механический сенсибилизатор 1,0-10,0; гранулированная аммиачная селитра 46,0-17,0; нефтепродукт 3,0.The emulsion explosive according to the first variant contains an inverse emulsion consisting of 95 wt.% aqueous solution of the oxidizer and 5 wt.% fuel mixture, while the aqueous solution of the oxidizer contains 79.5-77.0 wt.% ammonium nitrate, 20 wt.% water and 0.5-3.0 wt.% methenamine, and the fuel mixture contains 65-15 wt.% mineral oil, 10-30 wt.% diesel fuel, 10-30 wt.% paraffin and 15-25 wt.% emulsifier, as well as a mechanical sensitizer, which is used as perlite sand with a bulk density of up to 200 kg/ ^m3 , or glass microspheres with a size of no more than 250 microns and a bulk density of up to 200 kg/ ^m3 , or granulated polystyrene foam with a bulk density of up to 200 kg /m ³ and particle size distribution from 200 to 3000 microns, granulated ammonium nitrate and petroleum product in the following ratio of components, wt.%: reverse emulsion 50.0-70.0; mechanical sensitizer 1.0-10.0; granulated ammonium nitrate 46.0-17.0; petroleum product 3.0.

Уротропин в составе окислительной фазы (химическая формула C₆H₁₂N₄) обладает высокой реакционной способностью и горючими свойствами с теплотой сгорания - 30,045 МДж/кг. Его включение в состав позволяет сбалансировать ЭВВ по кислороду при соотношении окислителя к топливной смеси 95/5 мас.%.Hexamine in the oxidative phase (chemical formula C ₆ H ₁₂ N ₄ ) has high reactivity and flammable properties with a calorific value of 30.045 MJ/kg. Its inclusion in the composition makes it possible to balance the explosive with respect to oxygen at a ratio of oxidizer to fuel mixture of 95/5 wt.%.

Отличия второго и третьего вариантов ЭВВ состоят в соотношении содержаний водного раствора окислителя и топливной смеси: второй вариант содержит 92 мас.% водного раствора окислителя и 8 мас.% топливной смеси, третий вариант - 90 мас.% водного раствора окислителя и 10 мас.% топливной смеси (евразийский патент № 015055, кл. СО6В 31/28, 2011).The differences between the second and third variants of the emulsifier are the ratio of the contents of the aqueous solution of the oxidizer and the fuel mixture: the second variant contains 92 wt.% of the aqueous solution of the oxidizer and 8 wt.% of the fuel mixture, the third option contains 90 wt.% of the aqueous solution of the oxidizer and 10 wt.% fuel mixture (Eurasian patent No. 015055, class CO6B 31/28, 2011).

Данное эмульсионное ВВ обладает возможностью регулирования его сроков хранения путем изменения соотношения окислителя к топливной смеси от 95/5 мас.% в первом варианте до 92/8 мас.% во втором варианте и до 90/10 мас.% в третьем.This emulsion explosive has the ability to regulate its shelf life by changing the ratio of the oxidizer to the fuel mixture from 95/5 wt.% in the first option to 92/8 wt.% in the second option and up to 90/10 wt.% in the third.

Недостатком ЭВВ является малый диапазон регулирования сроков хранения в связи с низкой резистентностью эмульсионной матрицы. Это является следствием разжижающего действия жидкого нефтепродукта (минерального масла и дизельного топлива), ослабляющего силы сцепления в пленках топливной смеси, которые противостоят разрушающим воздействиям.The disadvantage of emulsion explosives is the small range of regulation of shelf life due to the low resistance of the emulsion matrix. This is a consequence of the diluting effect of liquid petroleum products (mineral oil and diesel fuel), which weakens the adhesive forces in the films of the fuel mixture, which resist destructive influences.

Другим недостатком ЭВВ является нарушение стехиометрического баланса во втором и третьемAnother disadvantage of emulsion explosives is the violation of the stoichiometric balance in the second and third

- 1 043980 вариантах взрывчатого состава, что ухудшает их взрывчатые свойства.- 1 043980 variants of the explosive composition, which worsens their explosive properties.

Еще одним недостатком является узкая область применения ЭВВ с уротропином, а именно взрывание сульфидосодержащих пород. При взрывании обычных несульфидосодержащих пород это ведет к неоправданному удорожанию работ. Исключение же уротропина из состава нарушает его кислородный баланс и ухудшает взрывчатые свойства.Another disadvantage is the narrow scope of application of explosives with hexamine, namely the blasting of sulfide-containing rocks. When blasting conventional non-sulfide-containing rocks, this leads to an unjustified increase in the cost of work. The exclusion of hexamine from the composition disrupts its oxygen balance and impairs its explosive properties.

Недостатком является и взрывопожароопасность производства ЭВВ, требующая особых мер защиты, повышающая стоимость конечного продукта, снижающая его финансовую привлекательность и эксплуатационную эффективность.Another disadvantage is the explosion and fire hazard of the production of explosives, which requires special protective measures, increases the cost of the final product, reduces its financial attractiveness and operational efficiency.

Известен взрывчатый состав, содержащий аммиачную селитру и водомасляную эмульсию, включающую нефтепродукт и эмульгатор. Аммиачная селитра включена в состав водомасляной эмульсии, при следующем соотношении компонентов эмульсии, мас.%: аммиачная селитра 60-76; нефтепродукт 10-28; вода 12-20; эмульгатор 1-5.An explosive composition is known containing ammonium nitrate and a water-oil emulsion, including a petroleum product and an emulsifier. Ammonium nitrate is included in the composition of the water-oil emulsion, with the following ratio of emulsion components, wt.%: ammonium nitrate 60-76; petroleum product 10-28; water 12-20; emulsifier 1-5.

Взрывчатый состав дополнительно содержит разуплотняющую добавку, в качестве которой использованы нитрит натрия и кислота ортофосфорная или лимонная, или уксусная, при соотношении компонентов составов, мас.%: водомасляная эмульсия 92-99,9; нитрит натрия 0,01-1,4; кислота ортофосфорная или лимонная, или уксусная 0,01-1,3; вода 0,08-5,3.The explosive composition additionally contains a decompacting additive, which is used as sodium nitrite and orthophosphoric or citric or acetic acid, with the ratio of the components of the compositions, wt.%: water-oil emulsion 92-99.9; sodium nitrite 0.01-1.4; phosphoric or citric acid or acetic acid 0.01-1.3; water 0.08-5.3.

В качестве нефтепродукта использовано дизельное топливо, и/или масло веретенное, и/или масло индустриальное, и/или отработанные нефтепродукты, а в качестве разуплотняющей добавки взрывчатый состав содержит микросферы в количестве 0,1-8 мас.% (патент РК №30954, кл. СО6В 31/00, 2016).Diesel fuel, and/or spindle oil, and/or industrial oil, and/or waste petroleum products were used as a petroleum product, and as a decompacting additive, the explosive composition contains microspheres in an amount of 0.1-8 wt.% (RoK patent No. 30954, class CO6B 31/00, 2016).

Недостатком взрывчатого состава является малый срок хранения, ухудшающий его эксплуатационную эффективность. Это связано с применением нефтепродукта, снижающего силы сцепления в пленках горючей фазы и уменьшающего резистентность ЭВВ по отношению к разрушающим воздействиям.The disadvantage of the explosive composition is its short shelf life, which impairs its operational efficiency. This is due to the use of a petroleum product, which reduces the adhesion forces in films of the combustible phase and reduces the resistance of emulsion explosives to destructive influences.

Другим недостатком состава является нарушение фазового равновесия между долями окислителя (60-76) мас.% и нефтепродукта (10-28) мас.%, что ухудшает его взрывчатые свойства.Another disadvantage of the composition is the violation of the phase equilibrium between the proportions of oxidizer (60-76) wt.% and oil product (10-28) wt.%, which worsens its explosive properties.

Кроме того, наличие нефтепродукта в составе эмульсии, содержащего дизельное топливо и минеральные масла, выделяющего взрывопожароопасные паровоздушные смеси при нагревании, усложняет производство и удорожает конечную продукцию. Это отрицательно сказывается на финансовоэкономических показателях пользователей ЭВВ, что ухудшает эксплуатационную эффективность взрывчатого состава.In addition, the presence of a petroleum product in the emulsion containing diesel fuel and mineral oils, which releases explosive and fire-hazardous steam-air mixtures when heated, complicates production and increases the cost of the final product. This negatively affects the financial and economic indicators of users of explosives, which worsens the operational efficiency of the explosive composition.

Известно взрывчатое вещество Петроген, содержащее эмульсионную матрицу, нитрит натрия и воду, при этом эмульсионная матрица состоит из дисперсии водного раствора аммиачной и натриевой селитр в жидком нефтепродукте и эмульгатора. Взрывчатое вещество дополнительно включает ортофосфорную, лимонную или уксусную кислоты, а эмульсионная матрица содержит парафин и вазелин, при следующем соотношении компонентов матрицы, мас.%: аммиачная селитра 69,0-77,5; натриевая селитра 8,0-10,5; эмульгатор 1,5-2,5; жидкий нефтепродукт 3,0-4,0; парафин 0,5-1,0; вазелин 0,5-1,0; вода - остальное, при соотношении компонентов взрывчатого вещества, мас.%: эмульсионная матрица 94,0-99,9; нитрит натрия 0,01-1,4; ортофосфорная, лимонная или уксусная кислота 0,01-1,3; вода - остальное.The Petrogen explosive is known, containing an emulsion matrix, sodium nitrite and water, wherein the emulsion matrix consists of a dispersion of an aqueous solution of ammonium and sodium nitrate in a liquid petroleum product and an emulsifier. The explosive additionally includes orthophosphoric, citric or acetic acid, and the emulsion matrix contains paraffin and petroleum jelly, with the following ratio of matrix components, wt.%: ammonium nitrate 69.0-77.5; sodium nitrate 8.0-10.5; emulsifier 1.5-2.5; liquid petroleum product 3.0-4.0; paraffin 0.5-1.0; Vaseline 0.5-1.0; water - the rest, with the ratio of explosive components, wt.%: emulsion matrix 94.0-99.9; sodium nitrite 0.01-1.4; phosphoric, citric or acetic acid 0.01-1.3; water - the rest.

Взрывчатое вещество дополнительно содержит микросферы в количестве 0,1-6,0 мас.%, а в качестве жидкого нефтепродукта включает индустриальное масло, дизельное топливо, соляровое масло или их смеси (патент РК №31045, кл. СО6В 43/00, 2018).The explosive additionally contains microspheres in an amount of 0.1-6.0 wt.%, and as a liquid petroleum product includes industrial oil, diesel fuel, diesel oil or mixtures thereof (patent RK No. 31045, class CO6B 43/00, 2018) .

Петроген изготавливают в виде патронов и широко применяют в качестве боевиков, промежуточных и основных зарядов, рассредоточенных зарядов для контурного взрывания, зарядов для вторичного дробления.Petrogen is manufactured in the form of cartridges and is widely used as fighters, intermediate and main charges, dispersed charges for contour blasting, and charges for secondary crushing.

Рецептура Петрогена выстроена в соответствии с классическими канонами создания безопасных и экологически чистых ЭВВ на основе обратных эмульсий, обладающих высокой энергоемкостью.Petrogen's recipe is built in accordance with the classical canons of creating safe and environmentally friendly explosives based on reverse emulsions with high energy intensity.

В качестве окислителя применена бинарная смесь солей нитратов аммония и натрия, а в качестве горючего использован жидкий нефтепродукт в виде дизельного топлива и минеральных масел с добавками.A binary mixture of ammonium and sodium nitrate salts was used as an oxidizer, and a liquid petroleum product in the form of diesel fuel and mineral oils with additives was used as fuel.

Петроген готовят при высоких температурных режимах, при которых окислительная фаза нагревается до 100°С, а горючая до 80°С. Это позволяет получить перенасыщенный раствор солей с высокой концентрацией, близкой к расплаву, и уменьшить количество балластной воды в ЭВВ. Высокая концентрация окислительной фазы и ее повышенная окислительная способность, достигаемая за счет применения нитрата натрия в эвтектической смеси с нитратом аммония, позволяют достичь близкого к нулевому кислородного баланса при соотношении окислителя к горючему в эмульсионной матрице, равном 93,5/6,5 мас.%. Сенсибилизация ее микросферами позволяет получить эмульсионное ВВ - Петроген в патронах разного диаметра, обладающий высокими взрывчатыми свойствами -чувствительностью к штатному инициирующему импульсу, высокой детонационной способностью, энергоемкостью и работоспособностью.Petrogen is prepared at high temperatures, at which the oxidizing phase is heated to 100°C, and the flammable phase to 80°C. This makes it possible to obtain a supersaturated solution of salts with a high concentration close to the melt, and to reduce the amount of ballast water in the emulsion explosive. The high concentration of the oxidizing phase and its increased oxidizing ability, achieved through the use of sodium nitrate in a eutectic mixture with ammonium nitrate, make it possible to achieve an oxygen balance close to zero with an oxidant to fuel ratio in the emulsion matrix of 93.5/6.5 wt.% . Its sensitization with microspheres makes it possible to obtain an emulsion explosive - Petrogen in cartridges of different diameters, which has high explosive properties - sensitivity to the standard initiating pulse, high detonation ability, energy intensity and performance.

Недостатком Петрогена является ограниченный срок его хранения, не превышающий шести месяцев, что снижает его эксплуатационную эффективность. Причиной этого является низкая резистентность эмульсии по отношению к силам, способствующим ее разрушению. В момент образования эмульсии горючее входит в тесное соприкосновение с окислителем на большой площади, что и определяет высокиеThe disadvantage of Petrogen is its limited shelf life, not exceeding six months, which reduces its operational effectiveness. The reason for this is the low resistance of the emulsion to the forces that contribute to its destruction. At the moment of emulsion formation, the fuel comes into close contact with the oxidizer over a large area, which determines the high

- 2 043980 взрывчатые свойства ЭВВ. Однако капли окислителя в эмульсии по своей природе метастабильны и после окончания эмульгирования обнаруживают тенденцию к слиянию друг с другом. Вначале происходит сближение и агрегатирование капель, а затем их слияние благодаря тоннельному прорыву обволакивающей их пленки под действием энергии межфазной поверхности, создающей межфазное натяжение. Это явление, называемое коагуляцией и коалесценцией, обусловлено стремлением системы к равновесному состоянию, отвечающему ее разделению на две исходные фазы с минимальной межфазной поверхностью.- 2 043980 explosive properties of emulsion explosives. However, droplets of the oxidizing agent in the emulsion are metastable in nature and, after emulsification is completed, tend to merge with each other. First, the droplets approach and aggregate, and then they merge due to the tunneling breakthrough of the film enveloping them under the influence of the energy of the interfacial surface, which creates interfacial tension. This phenomenon, called coagulation and coalescence, is due to the tendency of the system to an equilibrium state, corresponding to its division into two initial phases with a minimum interphase surface.

Коагуляции и коалесценции противостоят силы сцепления вязкой среды, какой является масляная фаза, обволакивающая капли окислителя. Однако жидкий нефтепродукт, на основе которого готовится масляная фаза, не обладает необходимыми вязкостными свойствами и силами сцепления, способными стабилизировать взрывчатый состав на более длительный срок хранения, чем шесть месяцев.Coagulation and coalescence are opposed by the adhesion forces of a viscous medium, which is the oil phase enveloping the oxidizing agent drops. However, the liquid petroleum product on which the oil phase is prepared does not have the necessary viscosity properties and adhesive forces capable of stabilizing the explosive composition for a longer shelf life than six months.

Размер эмульсии, т.е. капель дисперсной фазы, составляет несколько микрон, в связи с чем толщина масляных прокладок между каплями окислителя составляет менее 0,0001 мм. Обеспечить стабильность ЭВВ в течение длительных сроков хранения при такой малой толщине пленок масляная фаза на основе только жидкого нефтепродукта не в состоянии.Emulsion size, i.e. drops of the dispersed phase is several microns, and therefore the thickness of the oil gaskets between the drops of the oxidizer is less than 0.0001 mm. An oil phase based only on a liquid petroleum product is not able to ensure the stability of emulsion explosives over long periods of storage with such a small film thickness.

Включение загустителей парафина и вазелина в количествах до 1 мас.% позволяет несколько купировать разжижающее действие нефтепродукта, повышая вязкость масляной фазы и силы сцепления в пленках, отделяющих капли окислителя друг от друга. Однако количества загущающего агента недостаточно для существенного повышения сил сцепления в пленках и резистентности эмульсии, а увеличение доли загустителя в составе масляной фазы исключено по условию необходимости соблюдения нулевого кислородного баланса. Из этого следует, что жидкий нефтепродукт является контрпродуктивным компонентом в части стабилизации эмульсии и повышения ее резистентности. Его включение в состав ЭВВ даже в сочетании со стабилизирующими добавками не позволяет радикально улучшить эксплуатационные свойства Петрогена и увеличить срок его хранения сразу в 2 раза, с шести до 12-ти месяцев.The inclusion of paraffin and petroleum jelly thickeners in amounts up to 1 wt.% makes it possible to somewhat stop the diluting effect of the petroleum product, increasing the viscosity of the oil phase and the adhesion forces in the films separating the oxidizer drops from each other. However, the amount of thickening agent is not enough to significantly increase the adhesion forces in the films and the resistance of the emulsion, and an increase in the proportion of the thickening agent in the oil phase is excluded due to the need to maintain a zero oxygen balance. It follows from this that the liquid petroleum product is a counterproductive component in terms of stabilizing the emulsion and increasing its resistance. Its inclusion in the composition of explosives, even in combination with stabilizing additives, does not radically improve the performance properties of Petrogen and increase its shelf life by 2 times, from six to 12 months.

К проблеме низкой продолжительности срока хранения Петрогена причастен и моноэмульгатор. Являясь поверхностно-активным веществом (ПАВ), он должен содействовать образованию однородной тонкодисперсной структуры эмульсии и ее стабилизации на длительный период. Однако существующие эмульгаторы, которые можно разделить на два класса: низкомолекулярные и высокомолекулярные, не являются универсальными. Они отличаются друг от друга по способу действия. Низкомолекулярные более эффективны при эмульгировании, а высокомолекулярные при стабилизации. При этом необходимо учитывать, что каждый из эмульгаторов проявляет свои свойства в ограниченных пределах температур.The monoemulsifier is also involved in the problem of the low shelf life of Petrogen. Being a surfactant, it should contribute to the formation of a uniform, finely dispersed structure of the emulsion and its stabilization for a long period. However, existing emulsifiers, which can be divided into two classes: low molecular weight and high molecular weight, are not universal. They differ from each other in their mode of action. Low molecular weight ones are more effective in emulsification, and high molecular weight ones are more effective in stabilization. It must be taken into account that each emulsifier exhibits its properties within limited temperature limits.

Действие низкомолекулярного эмульгатора основано на значительном снижении энергии межфазной поверхности, но менее значительном повышении вязкости адсорбционного слоя на границе раздела двух сред. При этом активизируется механизм дробления капель дисперсной фазы. Эмульсия получается однородной и мелкодисперсной, но со слабыми силами сцепления в пленках масляной фазы. Это препятствует длительному хранению ЭВВ, структура которого после непродолжительного хранения разрушается под действием сил межфазного натяжения.The action of a low-molecular emulsifier is based on a significant decrease in the energy of the interfacial surface, but a less significant increase in the viscosity of the adsorption layer at the interface between two media. In this case, the mechanism of crushing droplets of the dispersed phase is activated. The emulsion is homogeneous and finely dispersed, but with weak adhesion forces in the films of the oil phase. This prevents long-term storage of emulsion explosives, the structure of which, after short-term storage, is destroyed under the influence of interfacial tension forces.

Действие высокомолекулярного эмульгатора основано на значительном повышении вязкости адсорбционного слоя на границе раздела двух сред, но менее значительном снижении энергии межфазной поверхности. В результате эмульсия получается недостаточно однородной по дисперсности окислительной фазы, что вводит ее в неустойчивое состояние. Постепенно, под действием межфазного натяжения, происходит агрегатирование мелких капель вокруг более крупных. При этом нефтепродукт в составе масляной фазы снижает ее вязкостные свойства. Сил сцепления в пленках, обволакивающих дисперсии, оказывается недостаточно для долговременного противостояния их силам межфазного натяжения. И после тоннельного прорыва прокладок между каплями окислителя они сливаются. В результате после непродолжительного хранения эмульсия разрушается.The action of a high-molecular emulsifier is based on a significant increase in the viscosity of the adsorption layer at the interface between two media, but a less significant decrease in the energy of the interfacial surface. As a result, the emulsion turns out to be insufficiently homogeneous in terms of dispersion of the oxidizing phase, which puts it in an unstable state. Gradually, under the influence of interfacial tension, small droplets aggregate around larger ones. In this case, the petroleum product in the oil phase reduces its viscosity properties. The adhesion forces in the films enveloping the dispersions turn out to be insufficient for long-term resistance to their interfacial tension forces. And after a tunnel breakthrough of the gaskets between the oxidizer drops, they merge. As a result, after short storage, the emulsion is destroyed.

Из этого следует, что ни один из известных эмульгаторов непригоден для получения высокорезистентной эмульсии, позволяющей радикально увеличить срок хранения Петрогена с нынешних шести до 12-ти месяцев, что диктуется производственной необходимостью.It follows from this that none of the known emulsifiers are suitable for obtaining a highly resistant emulsion, which makes it possible to radically increase the shelf life of Petrogen from the current six to 12 months, which is dictated by production needs.

К другим недостаткам, снижающим эксплуатационную эффективность Петрогена, следует отнести его солидолообразную консистенцию. Патроны с таким составом плохо сохраняют форму, сминаются при досылке в шпур или скважину, а при выполнении в патроне отверстия под капсюль-детонатор состав вытекает из патрона, что затрудняет эксплуатацию Петрогена. Причиной этого является разжижение эмульсии нефтепродуктом, которое невозможно купировать загущающими добавками.Other disadvantages that reduce the operational effectiveness of Petrogen include its solid-like consistency. Cartridges with this composition do not retain their shape well, they crumple when being sent into a hole or hole, and when a hole is made in the cartridge for the detonator cap, the composition flows out of the cartridge, which makes the operation of Petrogen difficult. The reason for this is the dilution of the emulsion by petroleum products, which cannot be stopped with thickening additives.

Еще одним недостатком Петрогена является взрывопожароопасность его производства, что сказывается на экономической целесообразности его применения. Масляную фазу, содержащую минеральные масла, парафин, вазелин и дизельное топливо, температура вспышки которого начинается от 30°С, приходится нагревать до 80°С. Процесс сопровождается интенсивным парением с выделением взрывопожароопасных паровоздушных смесей. Причем взрывоопасность паров углеводородов в смеси с воздухом начинается с достаточно низкой концентрации - (2-3)% по объему.Another disadvantage of Petrogen is the fire and explosion hazard of its production, which affects the economic feasibility of its use. The oil phase containing mineral oils, paraffin, petroleum jelly and diesel fuel, the flash point of which starts at 30°C, must be heated to 80°C. The process is accompanied by intense steam with the release of explosive and fire-hazardous steam-air mixtures. Moreover, the explosion hazard of hydrocarbon vapors mixed with air begins at a fairly low concentration - (2-3)% by volume.

Согласно требованиям безопасности подобные производства оснащаются системами контроля за поддержанием пожарной, санитарной и экологической безопасности. Они должны быть оборудованыIn accordance with safety requirements, such production facilities are equipped with control systems for maintaining fire, sanitary and environmental safety. They must be equipped

- 3 043980 средствами для локализации взрывопожароопасных паровоздушных смесей, их отсоса, фильтрации и выброса очищенного от вредных веществ воздуха в атмосферу при соблюдении санитарноэкологических норм. Кроме того подобные производства должны быть оборудованы специальными по стами для пожаротушения.- 3 043980 means for the localization of explosive and fire-hazardous steam-air mixtures, their suction, filtration and release of air purified from harmful substances into the atmosphere in compliance with sanitary and environmental standards. In addition, such production facilities must be equipped with special fire extinguishing stations.

Все это, включая организацию повседневного контроля за эмиссией вредных веществ в атмосферу, требует дополнительных затрат, повышающих стоимость Петрогена, снижающих его привлекательность со стороны пользователей и, как следствие, эксплуатационную эффективность.All this, including the organization of daily monitoring of the emission of harmful substances into the atmosphere, requires additional costs that increase the cost of Petrogen, reducing its attractiveness from users and, as a consequence, operational efficiency.

Задачей изобретения является модернизация Петрогена, повышение его эксплуатационной эффективности.The objective of the invention is to modernize Petrogen and increase its operational efficiency.

Технический результат - повышение резистентности, обеспечивающей возможность хранения патронированного Петрогена в течение 12 месяцев без ухудшения качества, и коррелирование чувствительности Петрогена в соответствие с диаметрами патронов.The technical result is an increase in resistance, ensuring the possibility of storing cartridgeed Petrogen for 12 months without deterioration in quality, and correlating the sensitivity of Petrogen in accordance with the diameters of the cartridges.

Указанный результат достигается тем, что у взрывчатого состава, содержащего окислительную и горючую фазы и механический сенсибилизатор, окислительная фаза состоит из дисперсии водного раствора аммиачной и натриевой селитр, взятых в соотношении, мас.%: аммиачная селитра 69,0-77,5, натриевая селитра 8,0-10,5, а горючая фаза включает эмульгатор и парафин, согласно изобретению, горючая фаза в качестве эмульгатора содержит бинарную смесь низкомолекулярного и высокомолекулярного эмульгаторов и дополнительно включает воск микрокристаллический, при следующем соотношении компонентов, мас.%:This result is achieved by the fact that for an explosive composition containing an oxidizing and flammable phase and a mechanical sensitizer, the oxidizing phase consists of a dispersion of an aqueous solution of ammonium and sodium nitrate, taken in the ratio, wt.%: ammonium nitrate 69.0-77.5, sodium nitrate 8.0-10.5, and the combustible phase includes an emulsifier and paraffin, according to the invention, the combustible phase as an emulsifier contains a binary mixture of low molecular weight and high molecular weight emulsifiers and additionally includes microcrystalline wax, in the following ratio of components, wt.%:

эмульгатор низкомолекулярный24-26 эмульгатор высокомолекулярный8-10 воск микрокристаллический24-26 парафин остальное, при следующем соотношении окислительной и горючей фаз, мас.%:low molecular weight emulsifier 24-26 high molecular weight emulsifier 8-10 microcrystalline wax 24-26 paraffin the rest, with the following ratio of oxidizing and combustible phases, wt.%:

горючая фаза6,5 окислительная фаза93,5, а взрывчатый состав в патронах диаметром (34-90) мм содержит механический сенсибилизатор в следующих количествах относительно диаметра патрона, сверх 100 мас.%:combustible phase 6.5 oxidizing phase 93.5, and the explosive composition in cartridges with a diameter of (34-90) mm contains a mechanical sensitizer in the following quantities relative to the diameter of the cartridge, in excess of 100 wt.%:

34-38 мм2,3 мм2,034-38 mm2.3 mm2.0

70-90 мм1,870-90 mm1.8

В качестве механического сенсибилизатора используются микросферы марки К15 под фирменным названием ЗМ.Microspheres of the K15 brand under the brand name ZM are used as a mechanical sensitizer.

Возможно применение аналогичных сенсибилизаторов, не ухудшающих качество взрывчатого состава.It is possible to use similar sensitizers that do not degrade the quality of the explosive composition.

В качестве высокомолекулярного эмульгатора используется полиизобутиленянтарный ангидрид под фирменным названием PIBSA, а в качестве низкомолекулярного - сорбитанмоноолеат под фирменным названием SPAN 80.Polyisobutylene succinic anhydride under the trade name PIBSA is used as a high molecular weight emulsifier, and sorbitan monooleate under the trade name SPAN 80 is used as a low molecular weight emulsifier.

Возможно применение аналогичных эмульгаторов, не ухудшающих качество эмульсии.It is possible to use similar emulsifiers that do not impair the quality of the emulsion.

Взрывчатый состав характеризуется тем, что содержание воды в окислительной фазе составляет (10-11) мас.%.The explosive composition is characterized by the fact that the water content in the oxidizing phase is (10-11) wt.%.

Процесс изготовления предлагаемого взрывчатого состава начинают с подготовки горючей фазы. Она заключается в дозировании компонентов в емкость, обогреваемую паром и снабженную мешалкой для приготовления однородного раствора-расплава горючей фазы с температурой 80°С. После этого горючая фаза перекачивается в емкость-накопитель, автоматически поддерживающую температуру раствора 80°С с помощью датчиков в системе управления работой парогенератора.The manufacturing process of the proposed explosive composition begins with the preparation of the flammable phase. It consists of dosing the components into a container heated by steam and equipped with a stirrer to prepare a homogeneous solution-melt of the flammable phase with a temperature of 80°C. After this, the combustible phase is pumped into a storage tank, which automatically maintains the solution temperature at 80°C using sensors in the steam generator operation control system.

Подготовка окислительной фазы производится в аналогичной емкости, разогреваемой паром от парогенератора. Вначале в емкость через расходомер подают воду, которую разогревают до 90°С, после чего дозируют и загружают в емкость бинарную смесь солей аммиачной и натриевой селитр. Процесс растворения солей эндотермический, сопровождается быстрым падением температуры раствора и замедлением процесса растворения. Поэтому соли вводят частями, а после восстанавливают температуру раствора до 90°С. В процессе подготовки окислительной фазы раствор активно перемешивают мешалкой. После приготовления однородного раствора окислителя его догревают до 100°С и перекачивают в емкость-накопитель, автоматически поддерживающую температуру раствора с помощью датчиков в системе управления работой парогенератора.The oxidation phase is prepared in a similar container, heated by steam from a steam generator. First, water is supplied into the container through a flow meter, which is heated to 90°C, after which a binary mixture of ammonium and sodium nitrate salts is dosed and loaded into the container. The process of dissolution of salts is endothermic, accompanied by a rapid drop in the temperature of the solution and a slowdown in the dissolution process. Therefore, salts are introduced in parts, and then the temperature of the solution is restored to 90°C. During the preparation of the oxidative phase, the solution is actively stirred with a stirrer. After preparing a homogeneous oxidizer solution, it is heated to 100°C and pumped into a storage tank that automatically maintains the solution temperature using sensors in the steam generator operation control system.

Обе емкости-накопители являются питателями технологической линии непрерывного производства эмульсионной матрицы. Растворы окислителя и горючего подаются насосами по обогреваемым трубопроводам через расходомеры в диспергатор. В результате механических и гидродинамических сдвиговыхBoth storage tanks are feeders for the continuous production line of emulsion matrix. Solutions of oxidizer and fuel are pumped through heated pipelines through flow meters into the dispersant. As a result of mechanical and hydrodynamic shear

- 4 043980 воздействий в диспергаторе образуется водомасляная эмульсия с температурой 90°С. Эмульсию подают на стальную ленту конвейера, охлаждаемую снизу водой, а сверху воздухом с помощью вентиляторов. В конце ленточного конвейера эмульсия, охлажденная до 55°С, поступает в сенсибилизатор, где перемешивается с микросферами в строго определенном соотношении, соответствующем диаметру изготавливаемых патронов.- 4 043980 impacts in the dispersant, a water-oil emulsion with a temperature of 90°C is formed. The emulsion is fed onto a steel conveyor belt, cooled with water from below and air from above using fans. At the end of the conveyor belt, the emulsion, cooled to 55°C, enters the sensitizer, where it is mixed with microspheres in a strictly defined ratio corresponding to the diameter of the manufactured cartridges.

После этого сенсибилизированная микросферами эмульсия превращается в ЭВВ и поступает на фазу патронирования. Изготовленные патроны помещают в картонные коробки и отгружают на склад готовой продукции.After this, the emulsion sensitized by microspheres is converted into emulsion explosives and enters the cartridge phase. Manufactured cartridges are placed in cardboard boxes and shipped to the finished product warehouse.

Принципиальным в модернизации Петрогена является новый формат горючей фазы при сохранении формата бинарного окислителя и стехиометрического баланса, обеспеченного соблюдением соотношения окислителя к горючему, равного 93,5/6,5 мас.%.Fundamental to the modernization of Petrogen is the new format of the combustible phase while maintaining the format of the binary oxidizer and stoichiometric balance, ensured by maintaining an oxidizer to fuel ratio of 93.5/6.5 wt.%.

Горючая фаза скомпонована с учетом получения нового качества, а именно радикального увеличения резистентности ЭВВ и повышения сроков его хранения с шести до 12-ти месяцев при гарантированном сохранении взрывчатых свойств. Высокая резистентность ЭВВ достигается за счет исключения из горючей фазы нефтепродукта, не обладающего необходимыми стабилизирующими свойствами, и комплектования ее только из очень вязких и тугоплавких компонентов, обладающих нужной теплотворной способностью и разновекторной направленностью действия, проявляемого в ограниченных пределах температур. При нагревании до 80°С смесь горючих компонентов переходит в жидкотекучее состояние и эмульгируется с окислителем, нагретым до 100°С. При этом горючая фаза приобретает способность к гетерогенному смешению с раствором окислителя, сохранению сплошности (непрерывности) при диспергировании окислителя, образованию и сохранению непрерывной поверхности раздела двух фаз по мере более тонкого дробления капель дисперсной фазы.The combustible phase is arranged taking into account the achievement of a new quality, namely a radical increase in the resistance of explosives and an increase in its shelf life from six to 12 months with guaranteed preservation of explosive properties. High resistance of emulsion explosives is achieved by excluding petroleum products from the flammable phase, which do not have the necessary stabilizing properties, and assembling it only from very viscous and refractory components that have the required calorific value and multi-vector action, manifested within limited temperature limits. When heated to 80°C, the mixture of flammable components becomes fluid and emulsifies with an oxidizing agent heated to 100°C. In this case, the combustible phase acquires the ability to heterogeneously mix with the oxidizer solution, maintain continuity during the dispersion of the oxidizer, and form and maintain a continuous interface between the two phases as droplets of the dispersed phase become more finely crushed.

При этом наличие двух эмульгаторов разновекторной направленности действия проявляется в виде синэнергетического эффекта. Низкомолекулярный эмульгатор снижает уровень энергии межфазной поверхности, активизируя механизм дробления капель окислителя, обеспечивая большую площадь поверхности раздела двух фаз и, как следствие, высокие взрывчатые свойства ЭВВ. А высокомолекулярный эмульгатор повышает вязкость адсорбционного слоя горючей фазы на границе раздела двух сред, повышая силы сцепления пленок - прокладок между каплями окислителя, удерживая их от агрегатирования и слияния, пока эмульсия находится в горячем состоянии.In this case, the presence of two emulsifiers with different directions of action manifests itself in the form of a synenergetic effect. A low-molecular emulsifier reduces the energy level of the interfacial surface, activating the mechanism of fragmentation of oxidizer droplets, providing a large surface area between the two phases and, as a consequence, high explosive properties of emulsion explosives. And a high-molecular emulsifier increases the viscosity of the adsorption layer of the combustible phase at the interface between two media, increasing the adhesion forces of films - spacers between drops of the oxidizer, keeping them from aggregating and merging while the emulsion is in a hot state.

При охлаждении эмульсии низкомолекулярный эмульгатор продолжает снижать энергию межфазной поверхности, уменьшая межфазное натяжение и стремление капель окислителя к агрегатированию и слиянию друг с другом. А высокомолекулярный эмульгатор продолжает увеличивать силы сцепления прокладок между каплями, повышая резистентность эмульсии разрушающим воздействиям. Однако доля высокомолекулярного эмульгатора невелика (8-10 мас.%) и при дальнейшем охлаждении в процесс стабилизации вступают воск и парафин, которые при температуре 55°С преобразуют горючую фазу в аморфную структуру, плотно охватывающую капли окислителя. Для этого доля воска и парафина доведена до (64 - 68) мас.%.When the emulsion is cooled, the low-molecular-weight emulsifier continues to reduce the interfacial energy, reducing interfacial tension and the tendency of oxidizer droplets to aggregate and merge with each other. And the high-molecular emulsifier continues to increase the adhesion forces of the gaskets between the drops, increasing the resistance of the emulsion to destructive influences. However, the proportion of high-molecular emulsifier is small (8-10 wt.%) and upon further cooling, wax and paraffin enter into the stabilization process, which at a temperature of 55°C convert the flammable phase into an amorphous structure that tightly envelops the oxidizer droplets. For this purpose, the proportion of wax and paraffin was brought to (64 - 68) wt.%.

Затем полученную эмульсионную матрицу сенсибилизируют до нужной чувствительности механическим сенсибилизатором, патронируют и окончательно стабилизируют, охлаждая до температуры внешней среды. При этом взрывчатый состав в оболочке патрона представляет собой воскообразный каркас в виде мультисотовой структуры, насыщенной каплями окислителя и обладающей силами сцепления, значительно превосходящими силы межфазного натяжения. А патрон приобретает пластилинообразную консистенцию.Then the resulting emulsion matrix is sensitized to the desired sensitivity with a mechanical sensitizer, patronized and finally stabilized by cooling to the ambient temperature. In this case, the explosive composition in the cartridge shell is a waxy frame in the form of a multi-honeycomb structure, saturated with oxidizer drops and possessing adhesive forces that significantly exceed interfacial tension forces. And the cartridge acquires a plasticine-like consistency.

Подобная модернизация Петрогена с преобразованием его солидолообразной структуры в пластилинообразную позволяет практически полностью предотвратить коагуляцию и коалесценцию капель дисперсной фазы и увеличить срок хранения модернизированного Петрогена до 12 месяцев, и при этом полностью сохранить его высокие взрывчатые свойства.Such a modernization of Petrogen with the transformation of its solid-like structure into a plasticine-like one makes it possible to almost completely prevent coagulation and coalescence of droplets of the dispersed phase and increase the shelf life of the modernized Petrogen to 12 months, while completely preserving its high explosive properties.

Для испытаний модернизированного Петрогена на стационарном пункте Актауского производственного участка (ПУ) ТОО НПП Интеррин были изготовлены опытные партии Петрогена в патронах диаметром 70 мм массой 1 кг и патронах диаметром 34 мм массой 250 г. В ходе испытаний, проведенных в подземных условиях шахты Соколовская АО ССГПО, патроны массой 1 кг испытывались в качестве боевиков при заряжании веерных скважин диаметром 110 мм и глубиной до 19 м, а также при вторичном взрывании негабаритов в дучках.To test the modernized Petrogen at a stationary point at the Aktau production site (PU) of NPP Interrin LLP, pilot batches of Petrogen were manufactured in cartridges with a diameter of 70 mm weighing 1 kg and cartridges with a diameter of 34 mm weighing 250 g. During tests carried out in the underground conditions of the Sokolovskaya mine of JSC SSGPO , cartridges weighing 1 kg were tested as fighters when loading fan-shaped holes with a diameter of 110 mm and a depth of up to 19 m, as well as during the secondary explosion of oversized objects in the holes.

При взрывании скважин установлено:When blasting wells it was established:

патроны диаметром 70 мм представляют собой пластилинообразную массу в полиэтиленовой оболочке плотностью 1,22 г/см³, они удобны в эксплуатации, обладают нужной упругостью для досылки в скважину без сминания и пластичностью для надежного прилегания к основному скважинному заряду;cartridges with a diameter of 70 mm are a plasticine-like mass in a polyethylene shell with a density of 1.22 g/cm ³ , they are easy to use, have the necessary elasticity for delivery into the well without crushing and plasticity for a reliable fit to the main downhole charge;

процесс изготовления патрона-боевика не сопровождается вытеканием состава из гнезда, выполняемого под капсюль;the process of manufacturing a combat cartridge is not accompanied by leakage of the composition from the socket made under the primer;

патроны надежно детонируют от штатных средств инициирования и передают детонацию основному заряду из гранулированных ВВ.the cartridges reliably detonate from standard initiation means and transfer detonation to the main charge of granular explosives.

- 5 043980- 5 043980

По результатам вторичного дробления установлено:Based on the results of secondary crushing, it was established:

патроны диаметром 70 мм обладают хорошей прилегаемостью к поверхности негабарита и высоким качеством дробления;cartridges with a diameter of 70 mm have good adhesion to the surface of oversized objects and high crushing quality;

для большего контакта с поверхностью негабарита в патронах можно делать продольные надрезы длиной 10-15 см и поперечные длиной 5-7 см. При этом состав не вытекает из полиэтиленовой оболочки.For greater contact with the surface of oversized items, longitudinal cuts 10-15 cm long and transverse cuts 5-7 cm long can be made in the cartridges. In this case, the composition does not leak out of the polyethylene shell.

Для эксплуатационной проверки модернизированного Петрогена (далее Петроген М) в патронах массой 250 г были проведены его сравнительные испытания со штатно применяемыми ВВ: Петрогеном по патенту РК №31045 в патронах массой 250 г (далее Петроген Ш) и Аммонитом 6ЖВ в патронах массой 200 г. Испытания проводились на участке горно-капитальных работ на проходке откаточного штрека ПО-91 гор. 330 м.For operational testing of the modernized Petrogen (hereinafter Petrogen M) in cartridges weighing 250 g, comparative tests were carried out with standardly used explosives: Petrogen according to the RK patent No. 31045 in cartridges weighing 250 g (hereinafter Petrogen Sh) and Ammonit 6ZhV in cartridges weighing 200 g. The tests were carried out at the site of capital mining works on the excavation of the haulage drift PO-91 in the mountains. 330 m.

В результате испытаний установлено следующее:As a result of the tests, the following was established:

патроны Петрогена М в полиэтиленовой оболочке диаметром 34 мм, плотностью 1,12 г/см³ более удобны в эксплуатации, чем патроны Петрогена Ш, они обладают хорошей упругостью и легко, без сминания, досылаются в шпуры глубиной до 3 м;Petrogen M cartridges in a polyethylene shell with a diameter of 34 mm, a density of 1.12 g/cm ³ are more convenient to use than Petrogen Sh cartridges, they have good elasticity and are easily, without creasing, sent into holes up to 3 m deep;

надрезание патрона Петрогена М не сопровождается вытеканием состава из полиэтиленовой оболочки, как это происходит у Петрогена Ш;cutting the Petrogen M cartridge is not accompanied by leakage of the composition from the polyethylene shell, as happens with Petrogen Sh;

патроны Петрогена М надежно детонируют в шпуровых зарядах от штатных средств инициирования.Petrogen M cartridges reliably detonate in blast holes from standard initiation means.

Результаты сравнительных испытаний Петрогена М, Петрогена Ш и Аммонита 6ЖВ на проходке откаточного штрека ПО-91 гор. 330 м представлены в таблице.The results of comparative tests of Petrogen M, Petrogen Sh and Ammonit 6ZhV on the excavation of the haulage drift PO-91 in the mountains. 330 m are presented in the table.

По результатам сравнительных испытаний Петрогена М, Петрогена Ш и Аммонита 6ЖВ в аналогичных условиях установлено следующее:Based on the results of comparative tests of Petrogen M, Petrogen Sh and Ammonit 6ZhV under similar conditions, the following was established:

по удобству эксплуатации, оцениваемому по времени заряжания забоя (26 мин), Петроген М превосходит Петроген Ш и Аммонит 6ЖВ (30 мин);in terms of ease of use, assessed by the loading time of the face (26 min), Petrogen M is superior to Petrogen Sh and Ammonit 6ZhV (30 min);

по эффективности применения, оцениваемой по глубине стакана, КИШ и удельному расходу ВВ, Петроген М незначительно превосходит Петроген Ш (в пределах статистической погрешности), но значительно превосходит Аммонит 6ЖВ при оценке результатов по удельному расходу ВВ и, как следствие, стоимости взрывной отбойки.in terms of efficiency of application, assessed by the depth of the glass, KIS and specific consumption of explosives, Petrogen M is slightly superior to Petrogen Sh (within the statistical error), but significantly superior to Ammonit 6ZhV when assessing the results of specific consumption of explosives and, as a consequence, the cost of explosive breaking.

Для испытаний Петрогена М на продолжительность хранения на Актауском ПУ была изготовлена вторая опытная партия ЭВВ в патронах диаметром 34, 50 и 70 мм. Патроны были затарены в картонные коробки емкостью по 20 кг и размещены на базисном складе взрывчатых материалов Актауского ПУ. После 12-ти месяцев хранения из коробок были вынуты по девять патронов каждого диаметра и проведены их полигонные испытания на полноту и передачу детонации.To test Petrogen M for storage duration, a second pilot batch of explosives in cartridges with diameters of 34, 50 and 70 mm was manufactured at the Aktau plant. The cartridges were packed in cardboard boxes with a capacity of 20 kg and placed at the base warehouse of explosive materials of the Aktau PU. After 12 months of storage, nine cartridges of each diameter were removed from the boxes and field tested for completeness and detonation transmission.

Полнота детонации определялась по ГОСТ 14839.19. Патроны укладывались на подрывной площадке полигона и инициировались от штатных неэлектрических средств инициирования (НСИ). О полноте детонации судили по отсутствию остатков ЭВВ при испытаниях и наличию углубления на месте взрыва. По каждому диаметру патрона было проведено три взрыва. Все патроны диаметром 34, 50 и 70 мм сдетонировали полностью.The completeness of detonation was determined according to GOST 14839.19. The cartridges were placed on the demolition site of the test site and initiated from standard non-electric means of initiation (NSI). The completeness of detonation was judged by the absence of explosive residues during testing and the presence of a depression at the explosion site. Three explosions were carried out for each cartridge diameter. All cartridges with a diameter of 34, 50 and 70 mm detonated completely.

Испытания по передаче детонации проводились по ГОСТ 14839.15. На подрывной площадке укладывалось по два патрона каждого диаметра торцом друг к другу с расстоянием между ними 3 см, отмеряемым шаблоном. Первый патрон в паре инициировался от штатных НСИ. О передаче детонации судили по наличию углубления под вторым патроном и отсутствию в нем остатков ЭВВ. По каждому диаметру патрона было проведено три взрыва. Испытания показали, что все патроны Петрогена М после 12 месяцев хранения сохранили требуемую чувствительность и способны передавать детонацию от патрона к патрону.Detonation transmission tests were carried out in accordance with GOST 14839.15. On the blasting platform, two cartridges of each diameter were placed end to end with a distance between them of 3 cm, measured by a template. The first cartridge in the pair was initiated from the regular NSIs. The transfer of detonation was judged by the presence of a depression under the second cartridge and the absence of explosive residues in it. Three explosions were carried out for each cartridge diameter. Tests have shown that all Petrogen M cartridges after 12 months of storage retained the required sensitivity and are capable of transmitting detonation from cartridge to cartridge.

Таким образом, результаты испытаний модернизированного Петрогена в патронах диаметром 34, 50 и 70 мм на полноту и передачу детонации показали, что он полностью сохранил свои взрывчатые свойства, что позволяет увеличить срок его хранения до 12 месяцев.Thus, the results of tests of the modernized Petrogen in cartridges with a diameter of 34, 50 and 70 mm for completeness and transmission of detonation showed that it completely retained its explosive properties, which makes it possible to increase its shelf life to 12 months.

- 6 043980- 6 043980

Наименование показателя Indicator name Значение показателя для Indicator value for Петротена М Petrotena M Петротена Ш Petrotena Sh Аммонита 6ЖВ Ammonita 6ZhV Сечение забоя, м² Face section, m ² 10,1 10.1 10,1 10.1 10,1 10.1 Количество взрываемых шпуров, шт Number of blast holes, pcs. 36 36 36 36 36 36 Диаметр шпуров, мм Hole diameter, mm 41 41 41 41 41 41 Количество компенсац. шп. (41мм), шт Quantity of compensation sp. (41mm), pcs. 1 1 1 1 1 1 Глубина «стакана» в среднем Average depth of the “glass” 0,10 0.10 0,12 0.12 0,10 0.10 КИШ CIS 0,92 0.92 0,90 0.90 0,92 0.92 Недозаряд, м Undercharge, m 0,5 0.5 0,5 0.5 0,1 0.1 Глубина шпуров, м Hole depth, m 1,4/1,2 1.4/1.2 1,4/1,2 1.4/1.2 1,4/1,2 1.4/1.2 Объем бурения, м Drilling volume, m 45,5 45.5 45,5 45.5 45,5 45.5 Всего патронированного ВВ на цикл, кг Total cartridgeed explosives per cycle, kg 27,5 27.5 27,5 27.5 36,8 36.8 Количество НСИ на забой, шт Quantity of reference data per slaughter, pcs. 36 36 36 36 36 36 Объем отбойки, м³ Break volume, m ³ 11,1 11.1 10,9 10.9 И,1 I,1 Удельный расход ВВ, кг/м³ Specific consumption of explosives, kg/m ³ 2,48 2.48 2,52 2.52 3,32 3.32 Время заряжания, мин Charging time, min 26 26 30 thirty 30 thirty Отсутствие/наличие «отказов» Absence/presence of “failures” Отсут. Absent Отсут. Absent Отсут. Absent Качество дробления Crushing quality Удов. Udov. Удов. Udov. Удов. Udov. Время проветривания, мин Ventilation time, min 25 25 25 25 30 thirty Крепость пород по шкале проф. Протодъяконова Rock hardness according to prof. Protodyakonova 7-10 7-10 7-10 7-10 7-10 7-10 Порядок инициирования Initiation procedure Обратное Reverse Обратное Reverse Обратное Reverse

Claims

1. An explosive composition containing an oxidizing and flammable phase and a mechanical sensitizer, the oxidizing phase consists of a dispersion of an aqueous solution of ammonium and sodium nitrate at their ratio, wt.%: ammonium nitrate 69.0-77.5, sodium nitrate 8.0-10 ,5, and the combustible phase includes an emulsifier and paraffin, characterized in that the combustible phase as an emulsifier contains a binary mixture of low molecular weight and high molecular weight emulsifiers and additionally includes microcrystalline wax, in the following ratio of components, wt.%:

low molecular weight emulsifier - 24-26;

high molecular weight emulsifier - 8-10;

microcrystalline wax - 24-26;

paraffin - the rest, with the following ratio of oxidizing and combustible phases, wt.%:

combustible phase - 6.5;

oxidative phase - 93.5, K15 microspheres are used as a mechanical sensitizer, polyisobutylene succinic anhydride is used as a high-molecular emulsifier, and sorbitan monooleate is used as a low-molecular emulsifier.

2. The explosive composition according to claim 1, characterized in that it is contained in a cartridge and includes a mechanical sensitizer in an amount of 2.3 wt.% with a cartridge diameter of 34-38 mm, or 2.0 wt.% with a cartridge diameter of 50 mm, or 1.8 wt.% with a cartridge diameter of 70-90 mm in excess of 100%.