RU2144016C1

RU2144016C1 - Explosive compound

Info

Publication number: RU2144016C1
Application number: RU98117436A
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Жуков; В.М. Янкилевич; А.А. Ананьин; А.Г. Сергеев; А.В. Лебедев; В.И. Чикунов; Д.А. Левушкин; А.Н. Жуков; В.П. Доманов
Original assignee: Бийский олеумный завод
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2000-01-10

Abstract

FIELD: blasting, in particular, commercial explosives used at blasting in opencast collieries, open pits and mines. SUBSTANCE: compound, containing granular ammonia nitrate and scaly trinitrotoluene, comprises also charcoal powder with a content of volatile matters not exceeding 15% (lean coals), the size of particles not exceeding 15 μm and moisture content not exceeding 0.8%, and diesel fuel in adsorption-stoichiometric quantity. EFFECT: improved characteristics of low-toxic explosives. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к составам промышленных малотоксичных взрывчатых веществ (ВВ) заводского производства, используемых при ведении взрывных работ на разрезах, карьерах и рудниках, применяющих скваженные заряды. The invention relates to the field of blasting, and in particular to compositions of industrial low-toxic explosives (BB) of factory production used in blasting at open pits, quarries and mines using well charges.

Известно взрывчатое вещество на основе гранулированной аммиачной селитры, приготовляемое непосредственно на месте применения, - комбизар УТ-5, содержащий гранулированный или чешуированный тротил 4-8%, дизельное топливо 2-4%, угольный порошок 3-5%, гранулированную аммиачную селитру - остальное до 100%. Known explosive based on granular ammonium nitrate, prepared directly at the place of use - UT-5 combiser containing granulated or flaked TNT 4-8%, diesel fuel 2-4%, coal powder 3-5%, granular ammonium nitrate - the rest up to 100%.

Угольный порошок в составе препятствует флегматизации тротила дизельным топливом (соляровым маслом). Действительно комбизар УТ-5 не изменяет эффективности взрыва при хранении его в течение одного месяца. После истечения этого срока эффективность взрыва начинает ухудшаться, однако гарантийного срока 1 месяц достаточно для ВВ, которые изготавливаются на месте применения, так как они после приготовления сразу используются для заряжения скважин. Используемые при изготовлении комбизара УТ-5 угли, содержащие около 32% летучих веществ, снижают их термостабильность, то есть снижают термостабильность входящей в их состав аммиачной селитры. При нагреве комбизара УТ-5 до температуры 76,7^oC (проба Абеля) через две минуты появляются признаки разложения аммиачной селитры - окислы азота. При выдержке частей аммиачной селитры при этой температуре в течение четырех часов признаки ее разложения не обнаруживаются. Такая термостабильность комбизара УТ-5 приемлема при его изготовлении на месте применения.Coal powder in the composition prevents phlegmatization of TNT with diesel fuel (solar oil). Indeed, the UT-5 kombizar does not change the efficiency of the explosion when stored for one month. After the expiration of this period, the explosion efficiency begins to deteriorate, however, a warranty period of 1 month is enough for explosives that are manufactured at the place of use, since after preparation they are immediately used to charge the wells. Coals used in the manufacture of the UT-5 combiser, containing about 32% of volatile substances, reduce their thermal stability, that is, reduce the thermal stability of their ammonium nitrate. When the UT-5 combiser is heated to a temperature of 76.7 ^o C (Abel test) after two minutes, signs of decomposition of ammonium nitrate — nitrogen oxides — appear. When holding parts of ammonium nitrate at this temperature for four hours, signs of its decomposition are not detected. Such thermostability of the UT-5 combiser is acceptable for its manufacture at the place of use.

Заводские образцы транспортируются в железнодорожных вагонах, которые в летнее время даже в Сибири нагреваются до температуры 40^oC, а в азиатской части СНГ они нагреваются до более высокой температуры. Тощие угли не снижают термостабильность аммиачной селитры, но их нельзя использовать при изготовлении ВВ на местах применения из-за отсутствия возможности измельчения угля до размеров частиц менее 90 мк на оборудовании местного изготовления ВВ. Применяется уголь с размером частиц 71% до 300 мк, 30% до 1000 мк.Factory samples are transported in railway cars, which in the summertime, even in Siberia, are heated to a temperature of 40 ^o C, and in the Asian part of the CIS they are heated to a higher temperature. Skinny coals do not reduce the thermal stability of ammonium nitrate, but they cannot be used in the manufacture of explosives in the field of application due to the inability to grind coal to particle sizes less than 90 microns on equipment for the local manufacture of explosives. Coal with a particle size of 71% to 300 microns, 30% to 1000 microns is used.

При такой дисперстности только жирные, газовые и пламенные угли, содержащие около 32% летучих веществ, обеспечивают возможность получения необходимого уровня детонационной способности, а тощие угли не обеспечивают. Исследованиями установлено, что тощие угли, будучи тонко измельченными до размеров частиц менее 90 мк, эффективно сенсибилизируют детонацию аммиачной селитры. Высокая дисперсность компенсирует уменьшение содержания летучих веществ, сенсибилизирующих детонацию ВВ за счет появления новых физико-химических взаимодействий. With such dispersion, only fatty, gaseous and flame coals, containing about 32% of volatile substances, provide the opportunity to obtain the necessary level of detonation ability, and lean coals do not. Studies have found that lean coals, being finely chopped to particle sizes less than 90 microns, effectively sensitize the detonation of ammonium nitrate. High dispersion compensates for the decrease in the content of volatile substances sensitizing detonation of explosives due to the appearance of new physicochemical interactions.

Предлагаемое ВВ не имеет указанных недостатков. Сущность изобретения заключается в том, что в составе, содержащем гранулированную аммиачную селитру, чешуированный тротил, дизельное топливо и угольный порошок, использован тонко измельченный уголь с содержанием летучих веществ не более 15%, с размером частиц менее 90 мк и влажностью не более 0,8%, а также уменьшенное до адсорбционной стехиометрии количество дизельного топлива, причем указанные компоненты содержатся в следующих соотношениях, мас.%:
Чешуированный тротил - 4,4 - 5,6
Угольный порошок с содержанием летучих не более 15%, размером частиц не более 90 мк и влажностью не более 0,8 - 2,2 - 3,8
Дизельное топливо - 1,1 - 1,9
Гранулированная аммиачная селитра - Остальное до 100
Мелкие частицы угля размером менее 90 мк сильнее адгезируются к гранулам аммиачной селитры за счет появления новых сил физико-химического взаимодействия. Молекулы жидких углеводородов - дизельного топлива прочнее связывают гранулы аммиачной селитры с мелкими частицами угля. Жидкие углеводороды одновременно адсорбируются на гранулах аммиачной селитры и мелкодисперстных частицах угля. Образуется новый агрегат-комплекс из трех веществ (гранулы аммиачной селитры, жидкий углеводород и мелкие частицы угля), связанных друг с другом адгезионными силами, который обладает свойством - не флегматизировать тротил. В образовании подобного агрегата участвует 1,1 - 1,9% дизельного топлива и 2,2 - 3,8% угольного порошка и гранулы аммиачной селитры.The proposed explosive does not have these drawbacks. The essence of the invention lies in the fact that in the composition containing granular ammonium nitrate, flaked TNT, diesel fuel and coal powder, finely ground coal is used with a volatile content of not more than 15%, with a particle size of less than 90 microns and a moisture content of not more than 0.8 %, and also reduced to adsorption stoichiometry the amount of diesel fuel, and these components are contained in the following ratios, wt.%:
Scaled TNT - 4.4 - 5.6
Coal powder with a volatile content of not more than 15%, a particle size of not more than 90 microns and a moisture content of not more than 0.8 - 2.2 - 3.8
Diesel - 1.1 - 1.9
Granular Ammonium Nitrate - Else up to 100
Small particles of coal less than 90 microns in size are more strongly adhered to granules of ammonium nitrate due to the appearance of new forces of physicochemical interaction. Molecules of liquid hydrocarbons - diesel fuel more strongly bind the granules of ammonium nitrate with small particles of coal. Liquid hydrocarbons are simultaneously adsorbed on granules of ammonium nitrate and fine particles of coal. A new aggregate complex is formed of three substances (granules of ammonium nitrate, liquid hydrocarbon and small particles of coal) bonded to each other by adhesive forces, which has the property of not phlegmatizing TNT. 1.1 - 1.9% of diesel fuel and 2.2 - 3.8% of coal powder and granules of ammonium nitrate are involved in the formation of such an aggregate.

Содержание дизельного топлива сверх 1,9% является излишним и флегматизирует тротил. Новый комплекс образуется, если уголь сухой, его влажность не должна превышать 0,8%. A diesel content in excess of 1.9% is excessive and phlegmatizes TNT. A new complex is formed if the coal is dry, its humidity should not exceed 0.8%.

Данный эффект проявляется только при определенном порядке смешения компонентов: сначала гранулированная аммиачная селитра пропитывается дизельным топливом, затем опудривается угольной пылью и только на последней стадии в состав вводят чешуированный тротил. This effect manifests itself only in a certain order of mixing the components: first, granular ammonium nitrate is impregnated with diesel fuel, then dusted with coal dust and only at the last stage flaked trotyl is introduced into the composition.

По проведенной технологии были изготовлены модельные образцы ВВ и проведены их испытания. В таблице приведены составы испытуемых ВВ и результаты их испытаний. According to the technology, model explosives were manufactured and tested. The table shows the compositions of the test explosives and the results of their tests.

Эффективность взрыва определялась по величине обжатия стандартного вертикально стоящего свинцового столбика, помещенного между двумя стальными пластинами, на верхней располагался заряд ВВ массой 1000 г и диаметром 130 мм с продетонатором (10% от массы заряда) из аммонита или тонко измельченного тринитротолуола. Стабильность показателей достигается при содержании дизельного топлива 1,3 - 1,7%, чешуированного тротила 4,5 - 5,5%. Дальнейшее увеличение содержания тротила не существенно влияет на эффективность взрыва и ограничено кислородным балансом и стоимостным показателем. Увеличение свыше 1,7% и снижение ниже 1,3% содержания дизельного топлива снижает показатель эффективности взрыва. The explosion efficiency was determined by the amount of compression of a standard vertically standing lead column placed between two steel plates, on the top there was an explosive charge weighing 1000 g and a diameter of 130 mm with a detonator (10% of the mass of the charge) from ammonite or finely ground trinitrotoluene. The stability of the indicators is achieved when the content of diesel fuel is 1.3 - 1.7%, flaky TNT is 4.5 - 5.5%. A further increase in the content of TNT does not significantly affect the efficiency of the explosion and is limited by the oxygen balance and cost indicator. An increase of more than 1.7% and a decrease of less than 1.3% of the diesel content reduces the explosive efficiency.

Предлагаемое ВВ стабильно инициируется промдетонатором, в качестве которого использовали мелкодисперстный тротил в виде заряда диаметром 36 мм, массой 100 г. Промдетонатор на 2/3 своей длины внедряется в заряд испытуемого ВВ. Критический диаметр детонации изменяется в пределах 120 - 130 мм. The proposed explosive is stably initiated by a detonator, in which finely dispersed TNT in the form of a charge with a diameter of 36 mm and a mass of 100 g was used. The detonator is introduced into its test explosive by 2/3 of its length. The critical detonation diameter varies between 120 - 130 mm.

Проведенные испытания нового ВВ показали, что состав и соотношение компонентов в заявленных пределах обеспечивает возможность увеличения хранения до шести месяцев, так как образовавшийся трехкомпонентный комплекс препятствует флегматизирующему воздействию жидкого углеводорода на тротил. Tests of the new explosive showed that the composition and ratio of components within the stated limits provides the possibility of increasing storage up to six months, since the resulting three-component complex prevents the phlegmatizing effect of liquid hydrocarbon on TNT.

Claims

An explosive composition containing granular ammonium nitrate, flaked TNT, diesel fuel and coal powder, characterized in that the composition contains highly dispersed coal powder with a particle size of not more than 90 microns and a moisture content of not more than 0.8%, with a volatile content of not more than 15 % (lean coals), and the adsorption-stoichiometric amount of diesel fuel, and the components are taken in the following proportions, wt.%:
Scaled TNT - 4.4 - 5.6
Coal powder with a volatiles content of not more than 15%, a particle size of not more than 90 microns and a moisture content of not more than 0.8% - 2.2 - 3.8
Diesel - 1.1 - 1.9
Granular Ammonium Nitrate - Else up to 100