RU2243200C2

RU2243200C2 - Water-containing explosive compound

Info

Publication number: RU2243200C2
Application number: RU2002125636/02A
Authority: RU
Inventors: Н.П. Смагин (RU); Н.П. Смагин; И.Г. Лапутин (RU); И.Г. Лапутин; Н.Д. Перовский (RU); Н.Д. Перовский; В.О. Филимонов (RU); В.О. Филимонов; А.М. Созонов (RU); А.М. Созонов
Original assignee: Смагин Николай Петрович; Лапутин Игорь Генрихович; Перовский Николай Дмитриевич; Филимонов Вадим Олегович; Созонов Александр Михайлович
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-12-27
Also published as: RU2002125636A

Abstract

FIELD: water-containing explosive compound on base of jelly-like oxide solutions sensitized by powder and explosives.

SUBSTANCE: proposed water-containing explosive compound includes oxidizer - ammonium nitrate, explosive sensitizing agent - mixture of explosive in form of powder or pieces of any form, or granulaes, or cylindrical pots; used as explosive is hexogen or phlegmatized hexogen, or mixture of phlegmatized hexogen and aluminum, or alloy of hexogen, trotyl and aluminum, or alloy of hexogen and trotyl, or trotyl; used as powder is grained nitrocellulose powder or ground pyroxylin or ballistic powder, or their mixture; used as thickening agent is polyacryl amide and used as cross- linking agent is sulfate aluminum or ferric sulfate, organic fuel which are dissolved in water-soluble salts of metal or their mixture and water.

EFFECT: enhanced detonating ability and energy of explosion; increased, life of explosive.

3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области производства и применения водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе гелеобразных растворов окислителей, сенсибилизированных порохами и взрывчатыми веществами и может быть использовано при утилизации взрывчатых веществ боеприпасов.The invention relates to the production and use of water-containing industrial explosives based on gel-like solutions of oxidizing agents sensitized by gunpowder and explosives and can be used in the disposal of explosive ordnance.

Известен водосодержащий взрывчатый состав [1], включающий взрывчатые вещества, например тротил, гексоген, ТЭН или бездымные пороха 2-50%, аммиачную селитру 15-80, нитраты щелочных металлов 0-25%, мочевину 1-15%, хлористый натрий 1-15%, загуститель 0,05-2, сшивающий агент 0,01-0,5, остальное - вода. Недостатком этого состава является низкая детонационная способность и использование инертных добавок, уменьшающих энергию взрыва.Known water-containing explosive composition [1], including explosives, such as TNT, RDX, TEN or smokeless gunpowder 2-50%, ammonium nitrate 15-80, alkali metal nitrates 0-25%, urea 1-15%, sodium chloride 1- 15%, thickener 0.05-2, crosslinking agent 0.01-0.5, the rest is water. The disadvantage of this composition is the low detonation ability and the use of inert additives that reduce the energy of the explosion.

Известен водосодержащий взрывчатый состав [2], взятый нами за прототип, содержащий: взрывчатый сенсибилизатор, включающий измельченные пороха, топлива, взрывчатые вещества или их смесь в количестве 5,0-50,0%, неорганический окислитель - аммиачная селитра 80,0-35,0%, криогенная добавка - смесь гликоля, нитрата калия и кальция в количестве 0,5-6,0%, загуститель 0,5-5,0%, сшивающие агенты 0,01-0,5%, катализатор отверждения 0,5-2,0%, вода - остальное.Known water-containing explosive composition [2], taken as a prototype, containing: explosive sensitizer, including crushed gunpowder, fuels, explosives or a mixture thereof in an amount of 5.0-50.0%, inorganic oxidizing agent - ammonium nitrate 80.0-35 , 0%, cryogenic additive - a mixture of glycol, potassium nitrate and calcium in an amount of 0.5-6.0%, thickener 0.5-5.0%, crosslinking agents 0.01-0.5%, curing catalyst 0, 5-2.0%, water - the rest.

Существенными недостатком этого состава является низкая детонационная способность, энергия взрыва и работоспособность по сравнению с применяемыми в настоящее время промышленными взрывчатыми веществами, высокая санитарная и экологическая опасность продуктов взрыва, содержащих в своем составе чрезвычайно опасные соединения хрома и свинца 1 класса опасности по ГОСТ 12.007-76 (предельно допустимая концетрация в воздухе рабочей зоны 0,01 и 0,005 мг/м³ по ГОСТ 12.005-88) и высокоопасные соединения цинка и меди 2 класса опасности по ГОСТ 12.007-76 (предельно допустимая концетрация в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м³ по ГОСТ 12.005-88), применяемые в составе в качестве сшивающих агентов и невзрывчатых сенсибилизаторов. Санитарные и экологические нормы исключают возможность применения этого взрывчатого состава в качестве промышленного взрывчатого вещества при открытых и подземных горных работах. Следует учесть, что средняя смертельная концентрация соединений хрома и свинца в воздухе составляет менее 500 мг/куб.м и, например, при взрыве одного килограмма этого состава, в воздух карьера будет выброшено в составе продуктов взрыва, как минимум, 600-1200 мг/куб.м соединений хрома или свинца в виде мельчайшего аэрозоля, что приведет к заражению до уровня ПДК 60-120 тыс. куб.м. воздуха и может привести к профессиональному заболеванию рабочего персонала горного предприятия.A significant drawback of this composition is the low detonation ability, explosive energy and working capacity compared to currently used industrial explosives, high sanitary and environmental hazards of explosion products containing extremely dangerous chromium and lead compounds of hazard class 1 according to GOST 12.007-76 (ANALYSIS oF maximum allowable in the working area of 0.01 and 0.005 mg / m ³ according to GOST 12.005-88) and highly dangerous compounds of zinc and copper hazard class 2 according to GOST 12.007-76 (maximum ANALYSIS OF Permissible in the working area of 0.5 mg / m ³ according to GOST 12.005-88) used in the composition as crosslinking agents, and non-explosive sensitizers. Sanitary and environmental regulations preclude the use of this explosive composition as an industrial explosive in open and underground mining. It should be noted that the average lethal concentration of chromium and lead compounds in the air is less than 500 mg / cubic meter, and, for example, when one kilogram of this composition explodes, at least 600-1200 mg / min of the explosion products will be thrown into the air. cubic meters of chromium or lead compounds in the form of the smallest aerosol, which will lead to infection up to the MPC level of 60-120 thousand cubic meters. air and can lead to occupational disease of mining workers.

Применяемый в водосодержащем взрывчатом составе тротил в мелкодисперсном состоянии при количествах до 20% малоэффективен как взрывчатое вещество. Согласно ГОСТ 19433-85, приложение 2, таблица 29, №ООН 1356 смесь тротил/вода 70/30 не способна к детонации и таким образом в водосодержащих составах мелкодисперсный тротил не может являться эффективным сенсибилизатором детонационных процессов.Used in a water-containing explosive composition, trotyl in a finely dispersed state at quantities of up to 20% is ineffective as an explosive. According to GOST 19433-85, appendix 2, table 29, UN No. 1356, the mixture of trotyl / water 70/30 is not capable of detonation and thus finely divided trotyl in aqueous compositions cannot be an effective sensitizer of detonation processes.

Задачей настоящего изобретения является повышение детонационной способности, энергии взрыва и работоспособности водосодержащего взрывчатого состава и технологичности его изготовления при обеспечении безопасности его применения.The objective of the present invention is to increase the detonation ability, the energy of the explosion and the health of the aqueous explosive composition and the manufacturability of its manufacture while ensuring the safety of its use.

Поставленная задача решена тем, что водосодержащий взрывчатый состав включает взрывчатый сенсибилизатор - смесь взрывчатого вещества в виде порошка или кусков произвольной формы, или гранул, или цилиндрических шашек и пороха, при этом в качестве взрывчатого вещества он содержит гексоген или флегматизированный гексоген, или смесь флегматизированного гексогена и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия, или сплав гексогена и тротила, или тротил, а в качестве пороха - порох пироксилиновый зерненый или измельченный пироксилиновый или баллиститный порох, или их смесь окислитель - аммиачную селитру, органическое горючее, растворимые в воде азотнокислые соли металлов или их смесь, воду, в качестве загустителя - полиакриламид, а в качестве сшивающего агента - сернокислый алюминий или трехвалентное сернокислое железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the water-containing explosive composition includes an explosive sensitizer - a mixture of explosives in the form of powder or pieces of arbitrary shape, or granules, or cylindrical checkers and gunpowder, while it contains hexogen or phlegmatized hexogen, or a mixture of phlegmatized hexogen and aluminum, or an alloy of RDX, TNT and aluminum, or an alloy of RDX and TNT, or TNT, and as gunpowder - pyroxylin powder, granular or crushed pyroxylin whether ballistic gunpowder, or their mixture, oxidizing agent - ammonium nitrate, organic fuel, water-soluble metal nitrate salts or their mixture, water, polyacrylamide as a thickener, and aluminum sulfate or ferric sulfate as a crosslinking agent in the following ratio of components, wt.%:

гексоген или флегматизированный гексоген,RDX or phlegmatized RDX

или смесь флегматизированного гексогенаor a mixture of phlegmatized RDX

и алюминия, или сплав гексогена, тротила и алюминия,and aluminum, or an alloy of RDX, TNT and aluminum,

или сплав гексогена и тротила, или тротил 15-55or an alloy of RDX and TNT, or TNT 15-55

порох пироксилиновый зерненый илиpowdered pyroxylin granular or

измельченный пироксилиновый илиground pyroxylin or

баллиститный порох или их смесь 15-50ballistic powder or their mixture 15-50

растворимые в воде азотнокислые солиwater soluble nitrate salts

металлов или их смесь 1,5-5metals or their mixture of 1.5-5

органическое горючее 1-5organic fuel 1-5

полиакриламид 0,2-0,6polyacrylamide 0.2-0.6

сернокислый алюминий или трехвалентноеaluminum sulphate or trivalent

сернокислое железо 0,02-0,1iron sulfate 0.02-0.1

вода 7,0-12,0water 7.0-12.0

аммиачная селитра остальноеammonium nitrate rest

При этом в качестве органических горючих используется карбамид или парафин, или церезин, или головакс, или минеральное масло, или их смесь, а в качестве азотнокислых солей металлов используется натрий азотнокислый, или калий азотнокислый, или кальций азотнокислый.In this case, urea or paraffin, or ceresin, or golovaks, or mineral oil, or a mixture thereof is used as organic fuels, and sodium nitrate, or potassium nitrate, or calcium nitrate, are used as metal nitrate salts.

Сущность изобретения заключается в том, что для повышения детонационной способности в состав может быть введен зерненный и измельченный артиллерийский пироксилиновый или баллиститный порох, или баллиститный ракетный порох и взрывчатые вещества в виде порошка или кусков произвольной формы, или гранул, или цилиндрических шашек. Для улучшения технологичности в состав может быть введено жидкое органическое горючее в количестве до 5 мас.%, а для достижения высокой работоспособности в состав введена аммиачная селитра до 25 мас.%. Введение в состав карбамида и растворимых в воде азотнокислых солей металлов или их смеси позволяет повысить их морозостойкость, детонационные характеристики и снижает количество вредных газов в продуктах взрыва. Санитарная и экологическая безопасность водосодержащего взрывчатого состава обеспечивается применением в качестве сшивающего агента сернокислого алюминия или трехвалентного сернокислого железа. При этом в твердых продуктах взрыва присутствуют окись алюминия или окись железа (соответственно 4 и 3 классы опасности по ГОСТ 12.007-76, предельно допустимые концетрации в воздухе рабочей зоны 6 и 4 мг/м³ по ГОСТ 12.005-88), что не превышает опасность пыли горных пород при взрывных работах (пыль гранитов, известняков, железных руд - 3 и 4 классы опасности с ПДК 2-4 мг/м³).The essence of the invention lies in the fact that to increase the detonation ability, granular and ground artillery pyroxylin or ballistic gunpowder, or ballistic missile gunpowder and explosives in the form of powder or pieces of arbitrary shape, or granules, or cylindrical checkers can be introduced into the composition. To improve manufacturability, liquid organic fuel in an amount of up to 5 wt.% Can be introduced into the composition, and to achieve high performance, ammonium nitrate up to 25 wt.% Is introduced into the composition. The introduction of urea and water-soluble nitric acid salts of metals or a mixture thereof allows to increase their frost resistance, detonation characteristics and reduces the amount of harmful gases in the explosion products. Sanitary and environmental safety of water-containing explosive composition is ensured by the use of aluminum sulfate or ferric sulfate as a crosslinking agent. At the same time, solid explosion products contain aluminum oxide or iron oxide (hazard classes 4 and 3, respectively, according to GOST 12.007-76, maximum permissible concentrations in the air of the working zone 6 and 4 mg / m ³ according to GOST 12.005-88), which does not exceed the danger rock dust during blasting operations (dust of granites, limestones, iron ores - 3 and 4 hazard classes with MPC 2-4 mg / m ³ ).

Испытания показали, что при содержании 35% порохов и 35% взрывчатых веществ в виде порошка, кусков произвольной формы, гранул или цилиндрических шашек, состав устойчиво детонирует от капсюля детонатора №8 и детонирующего шнура в тонкостенных полимерных оболочках диаметром 36 мм, а при увеличении содержания измельченных баллиститных порохов до 55 мас.% и 2 мас.% жидкого горючего состав устойчиво детонирует от промежуточного детонатора массой 200 г в зарядах в полимерной оболочке диаметром 60 мм.Tests have shown that with a content of 35% of gunpowder and 35% of explosives in the form of powder, pieces of arbitrary shape, granules or cylindrical checkers, the composition stably detonates from the capsule of detonator No. 8 and the detonating cord in thin-walled polymer shells with a diameter of 36 mm, and with an increase in the content crushed ballistic powders up to 55 wt.% and 2 wt.% liquid fuel composition stably detonates from an intermediate detonator weighing 200 g in charges in a polymer shell with a diameter of 60 mm

Использование в составе в качестве взрывчатых веществ смесей гексогена и алюминия значительно увеличивает энергию взрыва.The use of hexogen and aluminum mixtures as explosives significantly increases the energy of the explosion.

Способ изготовления взрывчатого состава заключается в следующем.A method of manufacturing an explosive composition is as follows.

В отмеренное количество воды при обогреве и перемешивании высыпается необходимое количество аммиачной селитры, затем карбамид, полиакриламид и азотнокислые соли металлов или их смесь. Смесь перемешивают до полного растворения компонентов.When heating and stirring, the required amount of ammonium nitrate is poured into a measured amount of water, then urea, polyacrylamide and nitric metal salts or a mixture thereof. The mixture is stirred until the components are completely dissolved.

Полученной гелеобразной массой заливают тару с порохами и измельченными взрывчатыми веществами, полученную массу тщательно перемешивают в смесителе. Вводят в полученную смесь необходимое количество гранулированной аммиачной селитры и сшивающий агент. При необходимости навеску минерального масла предварительно вводят в пороха или гранулированную аммиачной селитру.The resulting gel-like mass is poured into a container with gunpowder and ground explosives, the resulting mass is thoroughly mixed in a mixer. The required amount of granular ammonium nitrate and a crosslinking agent are introduced into the resulting mixture. If necessary, a weighed portion of mineral oil is preliminarily introduced into gunpowder or granular ammonium nitrate.

Примеры предлагаемого взрывчатого состава и его основные свойства в сравнении с прототипом приведены в таблице.Examples of the proposed explosive composition and its main properties in comparison with the prototype are shown in the table.

Как следует из данных таблицы, предлагаемый водосодержащий взрывчатый состав обладает высокой детонационной способностью, санитарной и экологической безопасностью продуктов взрыва и пожаровзрывобезопасностью технологического процесса изготовления и применения за счет исключения пыления и электризации порохов и взрывчатых веществ при их флегматизации растворами электролитов на начальной стадии изготовления.As follows from the table, the proposed water-containing explosive composition has a high detonation ability, sanitary and environmental safety of the explosion products and fire and explosion safety of the manufacturing and application process due to the exclusion of dusting and electrification of gunpowders and explosives during their phlegmatization with electrolyte solutions at the initial stage of manufacture.

ЛитератураLiterature

1. Патент США №3321344, кл. С 06 В 1/04 (НКИ 149-56).1. US patent No. 33321344, CL. C 06 V 1/04 (NKI 149-56).

2. Патент Российской федерации №2176632, кл. С 06 В 25/00.2. Patent of the Russian Federation No. 2176632, cl. From 06 to 25/00.

Claims

1. A water-containing explosive composition, including an explosive sensitizer, an oxidizing agent - ammonium nitrate, a thickener, a crosslinking agent and water, characterized in that, as an explosive sensitizer, it contains a mixture of explosive in the form of powder or pieces of arbitrary shape, or granules, or cylindrical blocks and gunpowder, while as an explosive it contains hexogen, or phlegmatized RDX, or a mixture of phlegmatized RDX and aluminum, or an alloy of RDX, TNT and aluminum, or an alloy of RDX and trotyl, or trotyl, and as gunpowder - granular pyroxylin powder, or crushed pyroxylin powder, or ballistic powder, or their mixture, organic fuel, water-soluble nitric acid metal salts or their mixture, as a thickener - polyacrylamide, in as a cross-linking agent is sulfuric acid aluminum or ferric sulfate in the following ratio of components, wt.%:

RDX, or phlegmatized RDX, or a mixture of phlegmatized RDX and aluminum, or an alloy of RDX, TNT and aluminum, or an alloy of RDX and TNT, or TNT 15-55

Powdered pyroxylin granular or ground

pyroxylin, or ballistic powder, or a mixture thereof 15-50

Water-soluble nitric acid metal salts or a mixture thereof 1.5-5

Organic fuel 1-5

Polyacrylamide 0.2-0.6

Aluminum sulfate or ferric sulfate 0.02-0.1

Water 7.0-12.0

Ammonium Nitrate Else

2. The composition according to claim 1, characterized in that as an organic fuel it contains urea, or paraffin, or ceresin, or golovaks, or mineral oil, or a mixture thereof.

3. The composition according to claim 1, characterized in that as water-soluble nitric acid metal salts it contains sodium nitric acid, or potassium nitric acid, or calcium nitric acid.