RU2333191C2 - Explosive composition - Google Patents
Explosive composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333191C2 RU2333191C2 RU2004107225/02A RU2004107225A RU2333191C2 RU 2333191 C2 RU2333191 C2 RU 2333191C2 RU 2004107225/02 A RU2004107225/02 A RU 2004107225/02A RU 2004107225 A RU2004107225 A RU 2004107225A RU 2333191 C2 RU2333191 C2 RU 2333191C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- composition
- mixture
- microspheres
- dense
- Prior art date
Links
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ведения взрывных работ, а именно к взрывчатым веществам, изготавливаемым вблизи или непосредственно на местах применения, и может быть использовано при ведении взрывных работ скважинными зарядами на разрезах.The invention relates to the field of blasting, and in particular to explosives manufactured near or directly at the site of use, and can be used in blasting with borehole charges in sections.
Известно двухкомпонентное ВВ простейшего типа «игданит», содержащее 94,5% плотной гранулированной аммиачной селитры (АС) и 5,5% жидкого горючего, например, дизельного топлива или солярового масла (Б.Н.Кутузов. Взрывные работы. - М.: Недра, 1988, с.105-106).Known two-component explosive of the simplest type "igdanite" containing 94.5% of dense granular ammonium nitrate (AS) and 5.5% of liquid fuels, for example, diesel fuel or solar oil (B.N. Kutuzov. Blasting operations. - M .: Nedra, 1988, pp. 105-106).
Основным недостатком известного ВВ является частичная потеря взрывчатых свойств при длительном заряжании из-за плохого удержания солярового масла гладкими гранулами селитры. Кроме того, игданит относится к ВВ невысокой мощности и предназначен преимущественно для взрывания пород некрепких и средней крепости.The main disadvantage of the known explosive is a partial loss of explosive properties during prolonged charging due to poor retention of hydrochloric oil by smooth granules of nitrate. In addition, igdanite belongs to explosives of low power and is intended primarily for blasting rocks of weak and medium strength.
Известно взрывчатое вещество гранулит С-6М, состоящий из 64% гранулированной аммиачной селитры, 6% индустриального масла и 30% порошковой водоустойчивой аммиачной селитры марки ЖВ (Чикунов В.И. и др. Бестротиловые взрывчатые вещества для скважинных зарядов. ЦНИЭИуголь. - М., 1991, с.24). Специфическая особенность этого ВВ заключается в том, что гранулированная АС после смачивания соляровым маслом, нагретым до 80°С, опудривается порошкообразной АС. Однако, как показали испытания, эффект стабилизации не достигается, ВВ комкуется, слеживается и при хранении слипается в монолит. Кроме того, производство данного ВВ осложняется тем, что забивается оборудование, особенно трубы, по которым оно транспортируется.Known explosive granulite C-6M, consisting of 64% of granular ammonium nitrate, 6% industrial oil and 30% waterproof powder ammonia nitrate brand ZhV (Chikunov V.I. and others. , 1991, p.24). A specific feature of this explosive is that a granular AS after wetting with hydrochloric oil heated to 80 ° C is dusted with a powdery AS. However, as tests have shown, the stabilization effect is not achieved, the explosive crumbles, coalesces and, when stored, coalesces into a monolith. In addition, the production of this explosive is complicated by the fact that equipment is clogged, especially the pipes through which it is transported.
Известно взрывчатое вещество гранулит Д-5, содержащее плотную гранулированную аммиачную селитру - 94%, дизельное топливо - 2% и угольный порошок - 4% (Безопасность угольных предприятий. Научные труды. НЦ ВостНИИ. - Кемерово, 2001, с.122-124).Known explosive granulite D-5, containing dense granular ammonium nitrate - 94%, diesel fuel - 2% and coal powder - 4% (Safety of coal enterprises. Scientific works. SC VostNII. - Kemerovo, 2001, p.122-124) .
Порядок получения гранулита Д-5 включает смешивание гранулированной АС и дизельного топлива в течение 10 мин с последующей добавкой угольного порошка и перемешиванием компонентов еще в течение 10 мин.The procedure for producing granulite D-5 involves mixing granular AS and diesel fuel for 10 minutes, followed by the addition of coal powder and mixing the components for another 10 minutes.
Практика применения углесодержащих гранулитов показала, что по эффективности действия они приемлемы не для любых условий в части крепости разрушаемых пород - при взрываний крупноблочных пород наблюдается выход негабаритных кусков, не подлежащих экскавации без дополнительного дробления. Поэтому, несмотря на преимущества в экономическом плане, такие гранулиты нуждаются в повышении мощности. Общим же недостатком таких гранулитов является недостаточная гомогенизация смеси окислитель-горючее по причине традиционно неверного принципа только удержать нефтепродукт на гранулах АС. Разделение же этих составляющих не позволяет полностью извлечь потенциальную энергию взрыва, потенциал рецептуры ВВ реализуется не в полной мере. Основным направлением усовершенствования их можно считать совмещение двух или более горючих компонентов в составе, которые взаимно дополняют друг друга функционально и выполняют роль энергетической добавки и сенсибилизатора. К основным недостаткам гранулита Д-5 следует также отнести то, что применяемый в качестве твердого горючего угольный порошок значительно повышает чувствительность ВВ к механическим воздействиям и не обеспечивает стабильность взрывных характеристик, т.к. угли разных марок характеризуются значительным разбросом показателей (содержание золы, влаги, петрографического состава). Кроме того, угольный порошок не обладает сенсибилизирующими свойствами, что снижает эффективность ВВ.The practice of using carbon-containing granulites has shown that in terms of effectiveness they are not suitable for any conditions in terms of the strength of destructible rocks - when blasting large-block rocks, oversized pieces are released that cannot be excavated without additional crushing. Therefore, despite the advantages in economic terms, such granulites need to increase capacity. A common drawback of such granulites is the insufficient homogenization of the oxidizer-fuel mixture due to the traditionally incorrect principle of only retaining the oil on AC granules. Separation of these components does not allow to fully extract the potential energy of the explosion, the potential of the explosive formulation is not fully realized. The main direction of improvement can be considered the combination of two or more combustible components in the composition, which mutually complement each other functionally and act as an energy supplement and sensitizer. The main disadvantages of granulite D-5 should also include the fact that the coal powder used as a solid fuel significantly increases the sensitivity of explosives to mechanical stress and does not ensure the stability of explosive characteristics, since coals of different grades are characterized by a significant dispersion of indicators (ash, moisture, petrographic composition). In addition, coal powder does not have sensitizing properties, which reduces the effectiveness of explosives.
Предложен состав взрывчатого ВВ, содержащий окислитель на основе гранулированной аммиачной селитры и горючую добавку с использованием жидких нефтепродуктов.An explosive explosive composition is proposed containing an oxidizing agent based on granular ammonium nitrate and a combustible additive using liquid petroleum products.
Отличием предложенного состава является то, что в качестве горючей добавки используют смесь жидких нефтепродуктов и микросфер золы-уноса тепловых электростанций в соотношении от 6:1 до 3:1, при этом компоненты взяты в следующем соотношении (мас.%):The difference of the proposed composition is that as a combustible additive, a mixture of liquid petroleum products and microspheres of fly ash of thermal power plants is used in a ratio of 6: 1 to 3: 1, while the components are taken in the following ratio (wt.%):
Окислитель в составе данного ВВ может содержать плотную и пористую гранулированную аммиачную селитру в соотношении 2:1 или плотную гранулированную и порошковую аммиачную селитру в соотношении 5:1 в виде полидисперсной структуры для равномерного распределения горючей добавки. Этим приемом обеспечивается определенная гомогенизация состава гранулита в сочетании с приемлемой технологичностью и экономической целесообразностью.The oxidizing agent in the composition of this explosive may contain dense and porous granular ammonium nitrate in a ratio of 2: 1 or dense granular and powder ammonium nitrate in a ratio of 5: 1 in the form of a polydisperse structure for uniform distribution of a combustible additive. This technique provides a certain homogenization of the granulite composition in combination with acceptable manufacturability and economic feasibility.
Проведенные исследования показывают, что увеличения мощности гранулитов на основе плотной гранулированной АС можно достигнуть путем замены части этой селитры на пористую гранулированную АС или на порошковую АС, заполняющую межгранульное пространство и являющуюся компонентом, удерживающим нефтепродукт. Однако в этих способах повышения мощности взрыва необходимо обеспечить технологичность изготовления состава, стабилизацию его и создание горячих точек по ходу распространения детонации. Последнее требование удовлетворяется путем ввода в состав активной добавки в виде микросфер золы-уноса тепловых электростанций. Свойства зольных алюмосиликатных микросфер весьма разнообразны и в зависимости от состава угля и технологии его сжигания микросферы представляют собой микрошарики из разного вида стеклянных оболочек моно- или полиячеистой структуры с насыпной плотностью 240-360 кг/м3. Микросферы золы-уноса тепловых электростанций применяют, например, для изготовления водоэмульсионных ВВ в качестве активной добавки и параметры их регламентированы ТУ 7276-002-16359200-96. «Микросферы алюмосиликатные для взрывчатых веществ».Studies have shown that increasing the power of granulites based on a dense granular AS can be achieved by replacing part of this nitrate with a porous granular AS or with a powder AS filling the intergranular space and being a component holding the oil product. However, in these methods of increasing the power of the explosion, it is necessary to ensure the manufacturability of the composition, its stabilization and the creation of hot spots along the propagation of detonation. The last requirement is satisfied by introducing into the composition of the active additive in the form of microspheres fly ash of thermal power plants. The properties of ash aluminosilicate microspheres are very diverse and, depending on the composition of the coal and the technology for burning it, the microspheres are microspheres from different types of glass shells of a mono- or polycellular structure with a bulk density of 240-360 kg / m 3 . The microspheres of fly ash of thermal power plants are used, for example, for the manufacture of emulsion explosives as an active additive and their parameters are regulated by TU 7276-002-16359200-96. "Aluminosilicate microspheres for explosives."
В простейших взрывчатых составах с увеличением плотности гранул уменьшается число пустот внутри каждой гранулы, а следовательно, уменьшается и число точек воспламенения, что приводит к соответствующему снижению скоростей разложения и детонации. По этой причине взрывчатые смеси типа АС-ДТ, состоящие из плотных гранул АС или смеси их с порошковой АС или пористой гранулированной АС, имеют низкую детонационную способность и, соответственно, низкие показатели взрыва. Ввод в простейшее ВВ данного типа микросфер золы-уноса тепловых электростанций позволяет устранить указанные недостатки, однако при этом значительно повышается уровень чувствительности состава к механическим воздействиям, что представляет большую опасность, т.к. средства механизации используются как непосредственно при смешивании компонентов, так и при заряжании скважин. Для поддержания чувствительности предложенного состава к механическим воздействиям на удовлетворительном уровне предложено перед смешиванием с АС микросферы золы-уноса перемешать со всем количеством жидкого нефтепродукта (до 6-7% от массы состава), т.е. в соотношении от 6:1 до 3:1. Такая смесь обеспечивает снижение чувствительности состава к механическим воздействиям до безопасного уровня, создает условия для полного взрывного разложения компонентов ВВ (смеси различных видов АС) по всей длине скважины и увеличение скорости детонации.In the simplest explosive compositions, with an increase in the density of the granules, the number of voids inside each granule decreases, and consequently, the number of flash points also decreases, which leads to a corresponding decrease in the rates of decomposition and detonation. For this reason, explosive mixtures of the AC-DT type, consisting of dense AS granules or a mixture of them with powder AS or porous granular AS, have low detonation ability and, accordingly, low explosion rates. Entering into the simplest explosive of this type of microspheres of fly ash of thermal power plants eliminates these drawbacks, however, this significantly increases the level of sensitivity of the composition to mechanical stresses, which poses a great danger, because mechanization means are used both directly when mixing components, and when loading wells. To maintain the sensitivity of the proposed composition to mechanical stress at a satisfactory level, it is proposed to mix with the fly ash microspheres before mixing with AS with the entire amount of liquid petroleum product (up to 6-7% by weight of the composition), i.e. in the ratio from 6: 1 to 3: 1. Such a mixture provides a decrease in the sensitivity of the composition to mechanical stresses to a safe level, creates conditions for the complete explosive decomposition of explosive components (mixtures of various types of AS) along the entire length of the well and an increase in the detonation speed.
В составе водоэмульсионного ВВ по патенту России № 2055064 (кл. СО 6 В 31/28, опубликован в 1996 г., №6) используют омасленную флотационную золу электростанций с целью защиты поверхности микросфер от хлористого кальция, который отрицательно влияет на скорость и полноту детонации. Для этой цели используют часть нефтепродуктов (0,3-0,5% от общей массы состава) и омасливание производят в соотношении жидкие нефтепродукты-микросферы от 1:10 до 1:12. Необходимо отметить, что для водоэмульсионных ВВ такой показатель, как чувствительность к механическим воздействиям не имеет такого значения, как для простейших ВВ типа АС-ДТ, и, кроме того, ввод микросфер, омасленных в таком соотношении (1:10-1:12), в предлагаемый состав не окажет никакого влияния на данный показатель.In the composition of the water-based explosive according to Russian patent No. 2055064 (class СО 6 В 31/28, published in 1996, No. 6), oily flotation ash of power plants is used to protect the surface of microspheres from calcium chloride, which negatively affects the speed and completeness of detonation . For this purpose, part of the petroleum products is used (0.3-0.5% of the total weight of the composition) and oiling is carried out in the ratio of liquid petroleum microspheres from 1:10 to 1:12. It should be noted that for a water-based explosive, such an indicator as sensitivity to mechanical stress does not have the same value as for the simplest explosives of the AC-DT type, and, in addition, the input of microspheres oiled in this ratio (1: 10-1: 12) , the proposed composition will not have any impact on this indicator.
Таким образом, предложенный состав ВВ имеет следующие преимущества перед известными:Thus, the proposed composition of explosives has the following advantages over the known:
искусственное формирование воспламенительных точек, способствующих устойчивости режима детонации путем ввода микросфер золы-уноса;artificial formation of igniter points, contributing to the stability of the detonation mode by introducing fly ash microspheres;
обеспечение стабильности, повышения плотности и мощности взрыва при замене части плотной гранулированной селитры на порошковую или пористую АС;ensuring stability, increasing the density and power of the explosion when replacing part of a dense granular nitrate with a powder or porous speaker;
обеспечение безопасного уровня чувствительности состава к механическим воздействиям;ensuring a safe level of sensitivity of the composition to mechanical stress;
более тонкое распределение компонентов в составе ВВ и достаточная гомогенизация состава (при необходимом качестве нефтепродукта) за счет использования повышенного до 6% количества жидкого нефтепродукта в качестве горючей части ВВ и исключение твердого горючего типа порошка угля с трудно контролируемыми параметрами.finer distribution of the components in the explosive composition and sufficient homogenization of the composition (with the required quality of the oil product) due to the use of an increased up to 6% amount of liquid oil product as the combustible part of the explosive and the exclusion of the solid combustible type of coal powder with difficult to control parameters.
Механизм действия микросфер в составах эмульсионных ВВ достаточно хорошо объясняется с точки зрения гидродинамической теории детонации, однако влияние этой добавки в составах на основе гранулированной АС исследовано недостаточно. Здесь, видимо, имеет место совокупное проявление активных зон в виде газовых включений как в межгранульном пространстве АС, так и в микросферах.The mechanism of action of microspheres in the compositions of emulsion explosives is fairly well explained from the point of view of the hydrodynamic theory of detonation, but the effect of this additive in compositions based on granular AS is not well understood. Here, apparently, there is a cumulative manifestation of the active zones in the form of gas inclusions both in the intergranular space of the AS and in the microspheres.
Для определения физических показателей, чувствительности к механическим воздействиям и эффективности действия были изготовлены опытные образцы гранулитов. Приготовление составов осуществлялось в две стадии, при этом исходили из предположения снижения чувствительности составов к механическим воздействиям за счет пассивации нефтепродуктом наиболее опасной части - микросфер золы-уноса тепловых электростанций.To determine the physical indicators, sensitivity to mechanical stress and effectiveness of the action, prototypes of granulites were made. The compositions were prepared in two stages, on the basis of the assumption that the sensitivity of the compounds to mechanical stress was reduced due to the passivation of the most dangerous part, the fly ash microspheres of thermal power plants, with oil.
Вначале смешивали эти компоненты между собой, а затем - с аммиачной селитрой.First, these components were mixed with each other, and then with ammonium nitrate.
Влияние очередности смешивания компонентов гранулита на чувствительность к удару приведено в таблице 1.The influence of the sequence of mixing granulite components on impact sensitivity is shown in table 1.
Влияние очередности смешивания компонентов на чувствительность ВВ к механическим воздействиямTable 1
The effect of the order of mixing components on the sensitivity of explosives to mechanical stress
Результаты испытаний составов на чувствительность к удару показывают, что предварительное смешивание нефтепродукта с микросферой, а затем с АС позволяет уменьшить этот показатель на 25-30% и достичь необходимого уровня согласно техническим требованиям к ВВ этого типа.The results of testing the compositions for impact sensitivity show that preliminary mixing of the oil product with the microsphere, and then with the AC, reduces this figure by 25-30% and reaches the required level according to the technical requirements for explosives of this type.
Для установления оптимального состава гранулита по основным эксплуатационным характеристикам были приготовлены и испытаны модельные образцы гранулитов различных составов. Испытания проводились по отраслевой методике, широко применяемой в России, в канальной мортире путем взрывания зарядов массой по 200 г и регистрации эффекта по величине обжатия свинцового цилиндра. Инициирование осуществляли от промежуточного детонатора из аммонита №6ЖВ массой 150 г насыпной плотности. Результаты отдельных испытаний приведены в таблице 2.To establish the optimal granulite composition according to the main operational characteristics, model samples of granulites of various compositions were prepared and tested. The tests were carried out according to an industry methodology widely used in Russia in a channel mortar by blasting charges of 200 g each and recording the effect of the compression of a lead cylinder. Initiation was carried out from an intermediate detonator of ammonite No. 6ZHV weighing 150 g bulk density. The results of individual tests are shown in table 2.
Результаты испытаний модельных составов гранулитов по эффективности действияtable 2
Test results of granulite model formulations by effectiveness
Анализ результатов испытаний показывает, что введение в состав ВВ различных видов АС в принятых соотношениях в виде полидисперсной структуры при использовании горючей и активирующей добавки в виде смеси жидких нефтепродуктов и микросфер золы-уноса позволяет повысить стабильность составов и эффективность их действия. Содержание компонентов в заданных пределах является оптимальным. По теплоте взрыва, как наиболее значимому показателю при оценке энергетической ценности ВВ, рассматриваемые составы гранулитов превосходят прототип - гранулит Д-5. По аналогии и тротиловый эквивалент этих составов находится в таком же соотношении.An analysis of the test results shows that the introduction of various types of AS into the composition of explosives in the accepted ratios in the form of a polydisperse structure when using a combustible and activating additive in the form of a mixture of liquid petroleum products and fly ash microspheres improves the stability of the compositions and their effectiveness. The content of the components within the specified limits is optimal. By the heat of explosion, as the most significant indicator in assessing the energy value of explosives, the granulite compositions considered exceed the prototype granulite D-5. By analogy, the TNT equivalent of these compounds is in the same ratio.
По результатам испытаний в промышленных условиях и с учетом механизированного приготовления и заряжания скважин по совокупности чувствительности к механическим воздействиям, стабильности и эффективности действия состав допущен Госгортехнадзором России к промышленному использованию.According to the results of tests in an industrial environment and taking into account the mechanized preparation and loading of wells in terms of sensitivity to mechanical stress, stability and effectiveness, the composition was approved by the State Technical Supervision Service of Russia for industrial use.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004107225/02A RU2333191C2 (en) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Explosive composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004107225/02A RU2333191C2 (en) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Explosive composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004107225A RU2004107225A (en) | 2005-09-27 |
RU2333191C2 true RU2333191C2 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=35849568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004107225/02A RU2333191C2 (en) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Explosive composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2333191C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014049017A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Wintershall Holding GmbH | Method for directional fracking of an underground formation, into which at least one deviated bore is sunk |
RU2663037C2 (en) * | 2016-12-23 | 2018-08-01 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Composition of the simplest explosive and the method of its implementation |
-
2004
- 2004-03-10 RU RU2004107225/02A patent/RU2333191C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014049017A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Wintershall Holding GmbH | Method for directional fracking of an underground formation, into which at least one deviated bore is sunk |
RU2663037C2 (en) * | 2016-12-23 | 2018-08-01 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Composition of the simplest explosive and the method of its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004107225A (en) | 2005-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110209804A1 (en) | Explosive Composition, Method of Making an Explosive Composition, and Method of Using an Explosive Composition | |
RU2230724C1 (en) | Explosive mixture | |
Figuli et al. | Comparison of the efficacy of homemade and industrially made ANFO explosives as an improvised explosive device charge | |
Rowland III et al. | Factors affecting ANFO fumes production | |
RU2333191C2 (en) | Explosive composition | |
Sapko et al. | Chemical and physical factors that influence NOx production during blasting-exploratory study | |
Onyelowe et al. | Exploring rock by blasting with gunpowder as explosive, aggregate production and quarry dust utilization for construction purposes | |
Zakusylo | Investigation of the initiating ability of conically shaped charges | |
Stanković et al. | Velocity of detonation of AN base blasting agent with addition of hay and recycled rubber | |
RU2375336C2 (en) | Emulsion safety explosive and method for its production | |
RU2520483C1 (en) | Emulsion explosive composition for forming blasthole charges | |
Khomeriki et al. | Production of industrial explosive substances on the basis of the powders and solid rocket fuel released from the utilization of the expired ammunition | |
RU2190585C1 (en) | Explosive composition for boreholes | |
RU2728031C1 (en) | Composition of explosive for intermediate detonators and method of making said explosive substance | |
KR100514585B1 (en) | Emulsion expolsive for a coal mine | |
Silva et al. | Development, characterization and application of a reactive bulking agent for wall control | |
RU2005707C1 (en) | Explosive composition | |
RU2525550C2 (en) | Industrial explosive substance | |
US3155554A (en) | Liquid blanketed chlorate blasting agent | |
Slaughter,, Jr et al. | The use of reclaimed solid rocket propellant in commercial explosives | |
RU2190586C1 (en) | Explosive composition for boreholes | |
BG64822B1 (en) | Explosive mixture | |
RU2128156C1 (en) | Composition of explosive | |
RU2218317C2 (en) | Low-hygroscopic explosive | |
Chikhradze et al. | Ecological Aspects of Using Industrial Explosives Made on the Basis of Utilized Ammunition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080311 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100127 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110311 |