RU2680994C1 - Water blocking additive and the explosive substance - Google Patents

Water blocking additive and the explosive substance Download PDF

Info

Publication number
RU2680994C1
RU2680994C1 RU2017146977A RU2017146977A RU2680994C1 RU 2680994 C1 RU2680994 C1 RU 2680994C1 RU 2017146977 A RU2017146977 A RU 2017146977A RU 2017146977 A RU2017146977 A RU 2017146977A RU 2680994 C1 RU2680994 C1 RU 2680994C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
flour
substance
additive
water blocking
Prior art date
Application number
RU2017146977A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Юрьевич Фадеев
Наталья Владимировна Сенько
Елена Вячеславовна Фадеева
Алексей Викторович Игошев
Виктор Николаевич Аграфенин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОРИН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОРИН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОРИН"
Priority to RU2017146977A priority Critical patent/RU2680994C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680994C1 publication Critical patent/RU2680994C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C06B23/001Fillers, gelling and thickening agents (e.g. fibres), absorbents for nitroglycerine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B31/00Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
    • C06B31/28Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being ammonium nitrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive

Abstract

FIELD: blasting operations.SUBSTANCE: invention relates to the water blocking additive for the explosive substance. Said additive is made in the form of a mixture comprising the stearic acid salt based at least one surfactant, at least one substance when interacting with water forming a jelly or gel selected from gum, as well as at least one combustible substance in the form of the polydisperse composition powder, selected from the stalks flour, wood flour, leaf flour, the plants seeds flour, the cereals flour, in the following ratio of components, wt.%: surfactant 3–25, substance when interacting with water forming a jelly or gel, 25–70, combustible substance in the form of the polydisperse composition combustible powder 25–70, sodium tetraborate up to 2. Additive can be used in explosives substance for blasting works in rocks. Said explosive substance is a mixture of components, wt.%: granulated ammonium nitrate or granular porous ammonium nitrate 85–91 with the liquid petroleum product addition 1–2 and the water-blocking additive 7–9.EFFECT: introduction of the additive provides the ammonium nitrate based simplest granular explosives with high water resistance, which increases their performance in the watered boreholes and wells.6 cl, 3 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к промышленным гранулированным взрывчатым веществам на основе аммиачной селитры и может применяться в обводненных шпурах и скважинах. Кроме того, изобретение относится к водоблокирующей добавке для взрывчатого вещества.The invention relates to the field of blasting, and in particular to industrial granular explosives based on ammonium nitrate and can be used in flooded boreholes and wells. In addition, the invention relates to a water blocking additive for explosives.

Промышленное взрывчатое вещество (ВВ) II класса - гранулит - представляет собой механическую смесь на основе гранулированной аммиачной селитры или гранулированной пористой аммиачной селитры, с добавлением жидкого нефтепродукта, и предназначено для производства взрывных работ на земной поверхности в горных породах с коэффициентом крепости по шкале М.М. Протодьяконова до 20, при ручном и механизированном заряжании сухих и предварительно осушенных обводненных шпуров, и скважин. Гранулит допускается применять в шпурах и скважинах диаметром не менее 60 мм. Гранулированные ВВ на основе аммиачной селитры, применяемые при пневматическом заряжании шпуров и скважин, относятся к неводоустойчивым взрывчатым веществам, и поэтому их область применения ограничивается сухими забоями, либо должно применяться предварительное водопонижение или осушение скважин.Class II industrial explosive substance (BB) - granulite - is a mechanical mixture based on granular ammonium nitrate or granular porous ammonium nitrate, with the addition of liquid petroleum product, and is intended for blasting on the earth's surface in rocks with a coefficient of strength on the M scale. M. Protodyakonov to 20, with manual and mechanized loading of dry and pre-drained waterlogged holes, and wells. Granulite is allowed to be used in boreholes and wells with a diameter of at least 60 mm. Granular explosives based on ammonium nitrate, used in the pneumatic loading of boreholes and wells, are classified as non-waterproof explosives, and therefore their field of application is limited to dry faces, or preliminary water reduction or drainage of the wells should be applied.

Наиболее близким по совокупности признаков к предложенному изобретению является водостойкое взрывчатое вещество ANFO, которое содержит кроме селитры и топлива гидрофильный загуститель и гидрофобное соединение [патент US 4933029 А, оп. 12.06.1990]. При контакте с водой гидрофобный компонент (стеараты металлов, стеарат кальция) отталкивает воду от поверхности селитры, в то время как гидрофильный загуститель (гуаровая камедь) одновременно образовывает водостойкий барьер.The closest in combination of features to the proposed invention is a waterproof explosive ANFO, which contains, in addition to nitrate and fuel, a hydrophilic thickener and a hydrophobic compound [patent US 4933029 A, op. 06/12/1990]. Upon contact with water, a hydrophobic component (metal stearates, calcium stearate) repels water from the surface of nitrate, while a hydrophilic thickener (guar gum) simultaneously forms a water-resistant barrier.

Недостатком этой композиции является дефицитность и высокая цена компонентов. Кроме того, эта композиция является водостойкой в течение короткого периода времени. Из указанного источника также неизвестно использование взрывчатого вещества ANFO в обводненных шпурах и скважинах.The disadvantage of this composition is the scarcity and high price of the components. In addition, this composition is water resistant for a short period of time. The use of the ANFO explosive in waterlogged holes and wells is also unknown from this source.

Задачей изобретения является придание простейшим гранулированным взрывчатым веществам на основе гранулированной аммиачной селитры водоустойчивых свойств путем введения в состав комплексной добавки.The objective of the invention is to provide the simplest granular explosives based on granular ammonium nitrate with waterproof properties by introducing a complex additive.

Техническим результатом является обеспечение высокой водостойкости, возможности заряжать обводненные шпуры и скважины и тем самым повышение работоспособности взрывчатого вещества.The technical result is the provision of high water resistance, the ability to charge waterlogged holes and wells and thereby increase the efficiency of explosives.

Указанный технический результат достигается введением в промышленные взрывчатые вещества II класса - гранулиты - комплексной водоблокирующей добавки, предназначенной для предотвращения растворения аммиачной селитры у стенок и дна в обводненных шпурах и скважинах на подземных и открытых горных работах.The specified technical result is achieved by introducing into class II industrial explosives - granulites - a complex water blocking additive designed to prevent the dissolution of ammonium nitrate at the walls and bottom in flooded boreholes and wells in underground and opencast mining.

Согласно изобретению взрывчатое вещество для производства взрывных работ в горных породах выполнено в виде смеси на основе гранулированной аммиачной селитры или гранулированной пористой аммиачной селитры, с добавлением жидкого нефтепродукта, а также включающее водоблокирующую добавку, характеризующееся тем, что водоблокирующая добавка включает смесь, по меньшей мере, одного поверхностно-активного вещества на основе солей стеариновой кислоты, по меньшей мере одного вещества, образующего при взаимодействии с водой студень или гель, выбранного из камеди, а также горючего вещества в виде порошка полидисперсного состава, выбранного из муки стеблей, древесной муки, муки листьев, муки семян растений, муки злаков и тетраборат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:According to the invention, an explosive for blasting in rocks is made in the form of a mixture based on granular ammonium nitrate or granular porous ammonium nitrate, with the addition of liquid petroleum product, and also including a water blocking additive, characterized in that the water blocking additive includes a mixture of at least one surfactant based on salts of stearic acid, at least one substance forming jelly or gel in contact with water, in brane of the gum, and combustible material in powder form polydisperse composition selected from the stalks flour, wood meal, flour leaves, plant seed flour, cereal flour and sodium tetraborate, with the following component ratio, wt. %:

аммиачная селитраammonium nitrate - 89-91- 89-91 жидкий нефтепродуктliquid oil - 1-2- 1-2 водоблокирующая добавкаwater blocking additive - 7-9.- 7-9.

Согласно изобретению водоблокирующая добавка для взрывчатого вещества выполнена в виде смеси, включающей, по меньшей мере одно, поверхностно-активное вещество, на основе солей стеариновой кислоты, по меньшей мере одно вещество, образующее при взаимодействии с водой студень или гель, выбранное из камеди, а также, по меньшей мере, одно горючее вещество в виде порошка полидисперсного состава, выбранное из муки стеблей, древесной муки, муки листьев, муки семян растений, муки злаков и тетроборат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:According to the invention, a water blocking additive for an explosive substance is made in the form of a mixture comprising at least one surfactant based on stearic acid salts, at least one substance that, when reacted with water, forms a gelatin or gel selected from gum, and at least one combustible substance in the form of a powder of a polydisperse composition selected from stalk flour, wood flour, leaf flour, plant seed flour, cereal flour and sodium tetroborate, in the following ratio of components, ma from. %:

поверхностно-активное вещество, surface-active substance, на основе солей стеариновой кислотыbased on stearic acid salts - 3-25- 3-25 вещество, образующее при взаимодействии с водой студеньjelly или гель, выбранное из камедей or gel selected from gums - 25-70- 25-70 горючее вещество в виде порошка полидисперсного состава, combustible substance in the form of a powder of a polydisperse composition, выбранное из муки стеблей, древесной муки, муки листьев, selected from flour stalks, wood flour, leaf flour, муки семян растений, муки злаковflour seeds of plants, flour cereals - 25-70- 25-70 тетраборат натрияsodium tetraborate - до 2.- up to 2.

Комплексная водоблокирующая добавка представляет собой механическую смесь:The complex water blocking additive is a mechanical mixture:

1) поверхностно-активных веществ на основе солей стеариновой кислоты- стеарата кальция, стеарата цинка, стеарата магния, как по отдельности, так и совместно;1) surfactants based on salts of stearic acid — calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, both individually and together;

2) веществ, способных при взаимодействии с водой образовывать студни и гели: камеди - гуаровая (Е412), трагакантовая (Е413), гуммиарабик (Е414), ксантановая (Е415), карайи (Е416), тара (Е417), высокомолекулярных, набухающих в воде соединений - натривая соль карбоксиметилцеллюлозы (CAS 9004-32-4), полиакриламид (CAS 9003-05-8), желатин (9000-70-8), как по отдельности, так и совместно;2) substances capable of forming jellies and gels when interacting with water: gums - guar gum (E412), tragacanth gum (E413), gum arabic (E414), xanthan gum (E415), karaya (E416), packaging (E417), high molecular weight, swelling in water compounds - sodium salt of carboxymethyl cellulose (CAS 9004-32-4), polyacrylamide (CAS 9003-05-8), gelatin (9000-70-8), both individually and together;

3) горючего вещества в виде тонких порошков полидисперсного состава, в качестве которых может быть использована мука стеблей, древесная мука, мука листьев, мука семян растений, мука злаков, с содержанием влаги не более 10%;3) a combustible substance in the form of fine powders of polydisperse composition, which can be used flour stalks, wood flour, leaf flour, plant seed flour, cereal flour, with a moisture content of not more than 10%;

4) сшивающего агента - тетрабората натрия;4) a crosslinking agent - sodium tetraborate;

5) технологических добавок, влияющих на взрывотехнические, реологические, эксплуатационные свойства в количестве 0-10%.5) technological additives affecting the explosive, rheological, operational properties in an amount of 0-10%.

Массовая доля компонентов в водоблокирующей гидрофобно-гидрофильной добавке: стеарат(ы) суммарно 3-25; камедь(и) суммарно 25-70; мука 25-70; тетраборат натрия до 2; микросферы 0-5; алюминиевые гранулы АГП 0-8; технологические добавки 0-10.Mass fraction of components in a water-blocking hydrophobic-hydrophilic additive: stearate (s) in total 3-25; gum (s) a total of 25-70; flour 25-70; sodium tetraborate to 2; microspheres 0-5; AGP aluminum granules 0-8; technological additives 0-10.

Комплексную водоблокирующую гидрофобно-гидрофильную добавку изготавливают в зависимости от требований по водоустойчивости, сыпучести, энергетических и других значимых качественных свойств.A comprehensive water-blocking hydrophobic-hydrophilic additive is made depending on the requirements for water resistance, flowability, energy and other significant qualitative properties.

При заряжании скважины или шпура вода, соприкасаясь с добавкой, превращает ее в нерастворимое, препятствующее проникновению воды вглубь заряда вещество.When charging a well or a hole, water, in contact with the additive, turns it into an insoluble substance that impedes the penetration of water into the charge.

Обоснование выбора компонентов для водоблокирующей добавки.Justification of the choice of components for a water blocking additive.

Стеараты.Stearates

Соли стеариновой кислоты имеют выраженные гидрофобные свойства - плохо смачиваются водой, обладают водоотталкивающим действием. Для придания водоблокирующей добавке гидрофобных водоотталкивающих свойств применяются соли стеариновой кислоты - стеараты магния, кальция, цинка. Они позволяют уменьшить скорость проникновения воды в толщу добавки, вплоть до придания полной гидрофобности с сохранением водоблокирующих свойств на неопределенно долгое время в практическом смысле (несколько часов, дней, недель). Степень гидрофобности может варьироваться в зависимости от чистоты продукта, элементного состава, крупности (тонины) помола.Salts of stearic acid have pronounced hydrophobic properties - they are poorly wetted by water and have a water-repellent effect. To give the water blocking additive hydrophobic water-repellent properties, stearic acid salts are used - magnesium, calcium, zinc stearates. They make it possible to reduce the rate of penetration of water into the thickness of the additive, up to imparting full hydrophobicity while maintaining water blocking properties for an indefinitely long time in the practical sense (several hours, days, weeks). The degree of hydrophobicity may vary depending on the purity of the product, elemental composition, size (fineness) of the grinding.

Стеараты в виде тонкодисперсного порошка легко закрепляются на частицах камеди и частицах муки, образуют пространственно-распределенную структуру материальных точек из гидрофобного компонента, свободное проникновение (протекание) воды между которыми затруднено в результате обратного капиллярного эффекта. Таким образом, добавке придаются свойства, делающие невозможным капиллярное течение воды через свободное пространство добавки (воздушные промежутки). Вода, будучи налита на добавку сверху или сбоку не смачивает гидрофильные части добавки и некоторое время удерживается на некотором расстоянии равном или большем радиусу капиллярной сетки между частицами гидрофобного агента. Для проникновения воды вглубь такой добавки требуется небольшой напор - десятки см водного столба, определяемый содержанием гидрофильного агента в добавке, его чистоты и происхождения.Stearates in the form of a fine powder are easily fixed on gum particles and flour particles, form a spatially distributed structure of material points from a hydrophobic component, the free penetration (flow) of water between which is difficult as a result of the inverse capillary effect. Thus, the additive is given properties that make it impossible for the capillary flow of water through the free space of the additive (air gaps). Water, being poured onto the additive from above or from the side, does not wet the hydrophilic parts of the additive and for some time is kept at a certain distance equal to or greater than the radius of the capillary network between the particles of the hydrophobic agent. For water to penetrate deep into such an additive, a small pressure is required - tens of cm of water column, determined by the content of the hydrophilic agent in the additive, its purity and origin.

Помимо качественных показателей стеаратов, как гидрофобного агента, на их количественное содержание в добавке может влиять и требования по гидрофобности самой добавки. Чем выше требования по гидрофобности, тем, соответственно, выше содержание стеаратов и тем выше требуемое качество.In addition to the qualitative indicators of stearates as a hydrophobic agent, the requirements for the hydrophobicity of the additive itself can affect their quantitative content in the additive. The higher the requirements for hydrophobicity, the correspondingly higher the content of stearates and the higher the required quality.

В целом, гидрофобные свойства от добавки стеаратов начинают заметно выражаться при содержании стеаратов около 3% с последующим резким ростом гидрофобных свойств до содержания 25%. После чего добавление стеаратов не так эффективно и не имеет практического значения.In general, the hydrophobic properties from the addition of stearates begin to be noticeably expressed at a stearate content of about 3%, followed by a sharp increase in hydrophobic properties to a content of 25%. After that, the addition of stearates is not so effective and has no practical value.

Камеди.Gums.

Камеди - обширный класс органических соединений, имеющих растительное происхождение. Камеди используются как загустители и структурообразующие агенты. Одно из важнейших свойств камедей - скорость набухания в воде. Скорость набухания сильно зависит от происхождения камеди, ее марки, степени измельчения. В зависимости от сорта применяемой камеди, требуемой степени водозапирающих свойств композиции, а также от содержания добавки в ГВВ количество камеди в составе добавки варьируется в широких пределах.Gums are an extensive class of organic compounds of plant origin. Gums are used as thickeners and structure-forming agents. One of the most important properties of gums is the rate of swelling in water. The swelling rate strongly depends on the origin of the gum, its brand, and the degree of grinding. Depending on the type of gum used, the required degree of water-locking properties of the composition, as well as on the content of the additive in the hot water supply, the amount of gum in the composition of the additive varies widely.

Мука.Flour.

Для снижения насыпного веса водоблокирующей добавки применяется частичная замена водоблокирующего агента (камеди) на вещества органического происхождения имеющих низкую плотность и пригодных для использования в качестве горючего в смесевых взрывчатых веществах. В производстве ВВ возможно применение муки растительного происхождения: мука стеблей, стволов деревьев, листьев, семян растений, мука злаковых культур, мука лузги семян подсолнечника, мука целлюлозы (отходы хлопкового производства, льна, тканей и т.п.), мука соломы и жмыха. Также возможно применение полимерных микросфер, микросфер из стекла вспененных материалов типа пенопласта и т.п. материаловTo reduce the bulk weight of the water blocking additive, a partial replacement of the water blocking agent (gum) with substances of organic origin having low density and suitable for use as fuel in mixed explosives is used. In the production of explosives, it is possible to use flour of plant origin: flour of stems, tree trunks, leaves, seeds of plants, flour of cereal crops, flour of husk of sunflower seeds, flour of cellulose (waste from cotton production, flax, fabrics, etc.), flour of straw and oilcake . It is also possible to use polymer microspheres, glass microspheres of foamed materials such as foam, etc. materials

Частичная замена камеди на муку растительного происхождения дает более эффективные водоблокирующие свойства, т.к. повышается заполняемость межгранульного пространства.Partial replacement of gum with vegetable flour gives more effective water blocking properties, because increases the occupancy of intergranular space.

Мука выполняет несколько функций в добавке. Во-первых, она выступает в роли разрыхляющего компонента, придающего добавке низкий насыпной вес. Низкий насыпной вес позволяет при малом содержании добавки в составе ГВВ полностью заполнить межгранульное пространство и таким образом образует своего рода сухую матрицу, удерживающую в своем объеме частички гранулированного ВВ. При намокании добавки она превращается в студень, препятствующий дальнейшему проникновению воды в глубь материала. Механизм проникновения воды - канальный, вода проникает в толщу ВВ по межгранульным пустотам. Добавка, заполняя межгранульное пространство, препятствует проникновению воды в толщу ВВ.Flour performs several functions in the supplement. Firstly, it acts as a loosening component, giving the additive a low bulk density. The low bulk density makes it possible to completely fill the intergranular space with a low content of additives in the composition of the hot water supply and thus forms a kind of dry matrix that retains particles of granular explosives in its volume. When the additive gets wet, it turns into jelly, which prevents further penetration of water into the material. The mechanism of water penetration is channel, water penetrates into the thickness of the explosive through intergranular voids. The additive, filling the intergranular space, prevents the penetration of water into the thickness of the explosive.

Во-вторых, мука как более грубодисперсный и волокнистый материал удерживает на своей поверхности частички стеаратов, придавая, в целом, водоотталкивающие свойства муке. Не смотря на ее гидрофильные свойства, в первый момент времени смачивания она обладает сильно выраженными гидрофобными, водоотталкивающими свойствами. Возникает разветвленная гидрофобная сетка, препятствующая свободному проникновению воды в толщу добавки вплоть до полной несмачиваемости в течение долгого времени.Secondly, flour as a coarser and fibrous material retains particles of stearates on its surface, giving, in general, water-repellent properties of flour. Despite its hydrophilic properties, at the first instant of wetting time, it has strongly pronounced hydrophobic, water-repellent properties. A branched hydrophobic network appears, which prevents the free penetration of water into the thickness of the additive up to complete non-wettability over time.

Количеством муки можно регулировать водоупорные и реологичесткие свойства ВВ, а также насыпную плотность добавки. В зависимости от требований по скорости проникновения воды через образовавшийся водоупорный слой возможно варьирование между количеством собственно водоблокирующего агента (камедь) и мукой, служащей для увеличения заполняемости межгранульного пространства.The amount of flour can be adjusted waterproof and rheological properties of explosives, as well as bulk density of the additive. Depending on the requirements for the rate of penetration of water through the formed water-resistant layer, a variation is possible between the amount of the water-blocking agent proper (gum) and flour, which serves to increase the occupancy of the intergranular space.

Тетраборат Натрия.Sodium tetraborate.

Тетраборат натрия является инициатором «полимеризации» образовавшихся водных студней камедей различного происхождения. Выступает в роли сшивающего агента между молекулами камеди, делая их менее растворимыми в воде, вплоть до полной потери растворимости (дубление). В зависимости от применяемых камедей и их количества варьируется и количество тетрабората натрия в пределах до 2 мас. %.Sodium tetraborate is the initiator of the "polymerization" of the resulting water jelly gums of various origins. It acts as a crosslinking agent between the gum molecules, making them less soluble in water, up to a complete loss of solubility (tanning). Depending on the gums used and their amount, the amount of sodium tetraborate varies up to 2 wt. %

Дополнительные компоненты, которые могут содержаться в водоблокирующей добавке.Additional components that may be contained in a water blocking additive.

Микросферы.Microspheres.

Микросферы являются «горячими» точками в процессе прохождения детонационной волны по заряду ВВ. Добавка, превратившаяся в студень, имеет в своем составе компоненты ВВ, в котором применяется. По своему химическому составу такой студень может выступать самостоятельным ВВ, способным к затухающей детонации. Для повышения его чувствительности к инициированию и действию ударной волны вводятся микросферы. Таким образом, прилегающие к сухому заряду ВВ слои, содержащие воду способны к детонационному превращению. Алюминиевые гранулы.Microspheres are “hot spots” in the process of propagation of a detonation wave along an explosive charge. The additive, which turned into a jelly, incorporates the components of explosives in which it is used. By its chemical composition, such a jelly can act as an independent explosive capable of decaying detonation. To increase its sensitivity to the initiation and action of a shock wave, microspheres are introduced. Thus, layers containing water adjacent to a dry explosive charge are capable of detonation transformation. Aluminum granules.

Алюминиевые гранулы АГП используются в качестве высокоэнтальпийного горючего повышающего теплоту взрыва. Применяется для повышения энергонасыщенности промышленных ВВ.AGP aluminum granules are used as a high-enthalpy fuel that increases the heat of explosion. It is used to increase the energy saturation of industrial explosives.

Водоблокирующая добавка может содержать микросферы в количестве до 5 мас. % и/или алюминиевые гранулы в количестве до 8 мас. %, т.е. содержать их как по-отдельности, так и совместно.Water-blocking additive may contain microspheres in an amount of up to 5 wt. % and / or aluminum granules in an amount of up to 8 wt. %, i.e. contain them both individually and together.

Для изготовления грану лита применяется следующее сырье:The following raw materials are used for the manufacture of granite litha:

1) селитра гранулированная аммиачная пористая марки МП по ТУ 2143-036-00203789-2003. Допускается использование гранулированной пористой аммиачной селитры по ТУ 113-03-00203789-16-93 или ТУ 2143-635-00209023-99, или ТУ 2143-639-00209023-99, или ТУ 2143-029-00203795-2005, или ТУ 2143-073-05761643-2013;1) granular ammonium porous porous grade MP according to TU 2143-036-00203789-2003. It is allowed to use granular porous ammonium nitrate according to TU 113-03-00203789-16-93 or TU 2143-635-00209023-99, or TU 2143-639-00209023-99, or TU 2143-029-00203795-2005, or TU 2143 -073-05761643-2013;

- селитра гранулированная аммиачная по ГОСТ 2-2013 или по ГОСТ 14702-79 марки ЖВГ;- granulated ammonium nitrate according to GOST 2-2013 or according to GOST 14702-79 of the ZhVG brand;

2) жидкий нефтепродукт, в том числе:2) liquid petroleum product, including:

топливо дизельное марок А, З, Л, С по ГОСТ Р 52368-2005 или топливо дизельное по нормативно-технической документации соответствующее требованиям технического регламента таможенного союза "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту" 013/2011diesel fuel of grades A, Z, L, C according to GOST R 52368-2005 or diesel fuel according to regulatory and technical documentation that meets the requirements of the technical regulation of the customs union "On requirements for automobile and aviation gasoline, diesel and marine fuel, jet fuel and heavy fuel oil "013/2011

масло минеральное: соляровое по ОСТ 38157-74; поглотительное по ГОСТ 4540-80; индустриальное (марок и-5А И-8А, И-12А, И-20А) по ГОСТ 20799-75;mineral oil: solar according to OST 38157-74; absorption according to GOST 4540-80; industrial (grades i-5A I-8A, I-12A, I-20A) according to GOST 20799-75;

отработанные нефтепродукты по ГОСТ 21046-81, прошедшие очистку от механических примесей.waste oil products in accordance with GOST 21046-81 that have been cleaned of mechanical impurities.

В качестве жидкого нефтепродукта взрывчатое вещество может содержать дизельное топливо и/или минеральное масло, т.е. как по-отдельности, так и совместно.As a liquid petroleum product, the explosive may contain diesel fuel and / or mineral oil, i.e. both individually and jointly.

В таблице 1 приведены два примера взрывчатых веществ - гранулитов - с водоблокирующей композицией в составе и различными массовыми долями компонентов. В таблице 2 приведены контролируемые физико-химические и взрывчатые показатели ВВ из таблицы 1. В таблице 3 приведены основные неконтролируемые физико-химические и взрывчатые характеристики ВВ из табл. 1.Table 1 shows two examples of explosives - granulites - with a water blocking composition and various mass fractions of components. Table 2 shows the controlled physicochemical and explosive characteristics of explosives from table 1. Table 3 shows the main uncontrolled physicochemical and explosive characteristics of explosives from table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Определение полноты детонации ВВ проводят по ГОСТ 14839.19-69 метод А в следующей последовательности. Гранулит помещают в полиэтиленовый рукав с одним герметично заделанным торцом диаметром 90 мм. (150 мм для грану лита на гранулированной селитре ГОСТ 2-2013). Заполнение рукава ВВ производят при постоянном встряхивании. Заполнение рукава прекращают, когда высота заряда ВВ станет равной 5 диаметрам заряда. После этого в рукав устанавливают промежуточный детонатор, состоящий из рассыпного или высыпанного из патронов ВВ (аммонала-200, или аммонита №6 ЖВ) массой 400 г, и помещенного с верхнего торца испытываемого заряда ВВ. Допускается в качестве промежуточного детонатора применять шашки Т 400Г или ТГ-500.Determination of the detonation completeness of explosives is carried out according to GOST 14839.19-69 method A in the following sequence. Granulite is placed in a polyethylene sleeve with one hermetically sealed end face with a diameter of 90 mm. (150 mm for granite lithium on granulated saltpeter GOST 2-2013). The filling of the BB sleeve is carried out with constant shaking. The filling of the sleeve is stopped when the charge height of the explosive becomes equal to 5 charge diameters. After that, an intermediate detonator is installed in the sleeve, consisting of loose or sprinkled from explosive cartridges (ammonal-200, or ammonite No. 6 ZhV) weighing 400 g, and placed from the upper end of the test explosive charge. It is allowed to use checkers T 400G or TG-500 as an intermediate detonator.

Figure 00000003
Figure 00000003

Инициирование промежуточного детонатора производится электродетонатором, детонирующим шнуром или неэлектрическими волноводными системами инициирования.Initiation of an intermediate detonator is carried out by an electric detonator, a detonating cord, or non-electric waveguide initiation systems.

Заряды устанавливают поочередно в вертикальном положении на площадке с грунтом средней крепости и производят взрывание.The charges are set alternately in an upright position on a site with medium-strength soil and produce an explosion.

Производят три повторных испытания. О полноте детонации судят по наличию углубления в грунте и отсутствию остатков ВВ на месте испытаний.Three retests are performed. The completeness of detonation is judged by the presence of a depression in the ground and the absence of explosive residues at the test site.

В случае неполной детонации или получения отказа даже одного заряда проводятся повторные испытания с удвоенным количеством зарядов. Неполная детонация или отказ не допускаются.In the case of incomplete detonation or failure of even one charge, repeated tests are carried out with twice the number of charges. Incomplete detonation or failure is not permitted.

Еще одним из основных требований к ГВВ является околонулевой кислородный баланс. Количество кислорода содержащееся в аммиачной селитре должно быть достаточным для окисления горючих веществ входящих в ВВ до СО2, Н2О, но при этом количество кислорода не должно быть избыточным для недопущения появления окислов азота. Расчетными методами получается соотношение аммиачной селитры не менее 89-91%, 1-2% дизельного топлива и 7-9% водоблокирующей композиции.One of the main requirements for hot water supply is near-zero oxygen balance. The amount of oxygen contained in ammonium nitrate should be sufficient to oxidize the combustible substances included in the explosive to CO 2 , H 2 O, but the amount of oxygen should not be excessive to prevent the formation of nitrogen oxides. By calculation methods, the ratio of ammonium nitrate is not less than 89-91%, 1-2% diesel fuel and 7-9% water blocking composition.

Кроме того, должно выполняться условие заполнения межгранульного пространства в смесевом ВВ на основе гранулированной аммиачной селитры для гарантированного образования водонепроницаемого барьера.In addition, the condition for filling the intergranular space in the mixed explosive on the basis of granular ammonium nitrate should be fulfilled to ensure the formation of a waterproof barrier.

Определение водоустойчивости.Determination of water resistance.

Метод основан на измерении глубины проникновения воды в массу гранулированного ВВ за определенный промежуток времени.The method is based on measuring the depth of water penetration into the mass of granular explosives for a certain period of time.

Испытания проводятся при нормальных комнатных условиях Т=18÷22°С.Tests are carried out under normal room conditions T = 18 ÷ 22 ° C.

Навеску взрывчатого вещества массой 400±10 г взвешивают и помещают в лабораторный стакан, поверхность навески выравнивают стеклянной лопаточкой с легким уплотнением постукиванием стакана. На поверхности навески ВВ размещают бумажный фильтр. Диаметр фильтра должен быть на 3÷5 мм больше внутреннего диаметра лабораторного стакана.A sample of explosive weighing 400 ± 10 g is weighed and placed in a beaker, the surface of the sample is leveled with a glass spatula with a light seal by tapping the beaker. A paper filter is placed on the surface of the explosive hinge. The diameter of the filter should be 3 ÷ 5 mm larger than the inner diameter of the beaker.

На бумажный фильтр тонкой струей заливают 200 мл воды.200 ml of water is poured onto a paper filter with a thin stream.

Измерение глубины видимого проникновения воды производится через 1 час и 24 часа не менее чем в трех местах внешней стороны стакана, с точностью до 1 мм.The depth of visible water penetration is measured after 1 hour and 24 hours in at least three places on the outside of the glass, with an accuracy of 1 mm.

По результатам измерений вычисляют среднеарифметическое значение глубины проникновения воды в массу ВВ в мм/сут, округленное до десятых долей миллиметра.According to the measurement results, the arithmetic mean value of the depth of water penetration into the explosive mass in mm / day is rounded to the nearest tenth of a millimeter.

Пример 1 (сравнительный). Водоблокирующая добавка имеет состав:Example 1 (comparative). Water blocking additive has the composition:

чистая камедьpure gum - 98 мас. %- 98 wt. % тетраборат натрияsodium tetraborate - 2% мас.- 2% wt.

Указанная добавка замешивается в массу ВВ, равномерно распределяется по объему.The specified additive is kneaded into the mass of explosives, is evenly distributed throughout the volume.

Такая смесь имеет насыпной вес около 1 кг/дм3. Недостатком такого состава является большой насыпной вес и, следовательно, большой расход для обеспечения водоблокирующих свойств.Such a mixture has a bulk density of about 1 kg / dm 3 . The disadvantage of this composition is the large bulk weight and, therefore, a large flow rate to ensure water blocking properties.

Если такую смесь, состоящую из камеди на 98 мас. % и сшивающего агента на 2 мас. % добавить в количестве 9 мас. % в состав ВВ, то получаем сруктуру с незаполненным межгранульным пространством. Проникновение воды в такую смесь задержать с практически полезным результатом затруднительно.If such a mixture consisting of gum 98 wt. % and a crosslinking agent for 2 wt. % add in the amount of 9 wt. % in the composition of the explosive, then we get a structure with an empty inter-granular space. It is difficult to delay the penetration of water into such a mixture with a practically useful result.

Скорость проникновения воды (диффузия) в такой состав ВВ, содержащий 7-9 мас. % водоблокирующей композиции, составляет 50-75 мм/сут.The penetration rate of water (diffusion) in such a composition of explosives, containing 7-9 wt. % of the water blocking composition is 50-75 mm / day.

Пример 2 (сравнительный).Example 2 (comparative).

Водоблокирующая добавка имеет состав:Water blocking additive has the composition:

камедьgum - 45 мас. %- 45 wt. % тетраборат натрияsodium tetraborate - 2 мас. %- 2 wt. % древесная мукаwood flour - 53 мас. % с плотностью 250 кг/м3 - 53 wt. % with a density of 250 kg / m 3

Замена 50% камеди на муку такой плотности даст снижение плотности добавки на 40%. Замена камеди на муку дает некоторое снижение водоблокирующих свойств добавки по абсолютной величине, но позволяет заполнить добавкой больше межгранульного пространства, что в свою очередь увеличивает водоблокирующие свойства в большей степени, чем они снижаются из-за разубоживания добавки. В целом этот прием позволяет при той же массе применяемой добавки снизить толщину (расстояние) проникновения воды в ВВ.Replacing 50% of gum with flour of such a density will reduce the density of the additive by 40%. Replacing gum with flour gives a slight decrease in the water-blocking properties of the additive in absolute value, but allows the additive to fill more inter-granular space, which in turn increases the water-blocking properties to a greater extent than they decrease due to dilution of the additive. In general, this technique allows for the same weight of the additive used to reduce the thickness (distance) of the penetration of water into the explosive.

Недостатком замены камеди на муку является более высокая скорость диффузии воды через такой слой в глубь заряда ВВ. Смесь обладает выраженными гидрофильными свойствами, как следствие легко смачивается водой.The disadvantage of replacing gum with flour is a higher diffusion rate of water through such a layer deep into the explosive charge. The mixture has pronounced hydrophilic properties, as a result it is easily wetted by water.

Скорость проникновения воды (диффузия) в массу ВВ, содержащего 7-9 мас. % водоблокирующей композиции, составляет 20-40 мм/сут.The penetration rate of water (diffusion) in the mass of explosives containing 7-9 wt. % of the water blocking composition is 20-40 mm / day.

Примеры по изобретению.Examples of the invention.

Пример 3. Водоблокирующая добавка имеет состав:Example 3. Water-blocking additive has the composition:

стеарат кальцияcalcium stearate - 5 мас. %- 5 wt. % камедьgum - 40 мас. %,- 40 wt. % древесная мукаwood flour - 53 мас. %,- 53 wt. % тетраборат натрияsodium tetraborate - 2 мас. %.- 2 wt. %

Скорость проникновения воды (диффузия) в массу ВВ, содержащего 7-9 мас. % водоблокирующей композиции, составляет 8-12 мм/сут.The penetration rate of water (diffusion) in the mass of explosives containing 7-9 wt. % water blocking composition is 8-12 mm / day.

Пример 4. Водоблокирующая добавка имеет состав:Example 4. The water blocking additive has the composition:

стеарат кальцияcalcium stearate - 25 мас. %,- 25 wt. % камедьgum - 28 мас. %,- 28 wt. % древесная мукаwood flour - 45 мас. %,- 45 wt. % тетраборат натрияsodium tetraborate - 2 мас. %.- 2 wt. %

Скорость проникновения воды (диффузия) в массу ВВ, содержащего 7-9 мас. % водоблокирующей композиции, составляет 8-12 мм/сут.The penetration rate of water (diffusion) in the mass of explosives containing 7-9 wt. % water blocking composition is 8-12 mm / day.

Анализ результатов испытаний показывает, что введение в состав ВВ водоблокирующей добавки по изобретению (примеры 3-4) позволяет снизить скорость проникновения воды в слой ВВ, обеспечить высокую водостойкость, возможность заряжать обводненные шпуры и скважины и тем самым повысить работоспособность взрывчатого вещества. Содержание компонентов в заданных пределах является оптимальным.Analysis of the test results shows that the introduction of a water blocking additive according to the invention into the explosive composition (examples 3-4) can reduce the rate of water penetration into the explosive layer, provide high water resistance, the ability to charge waterlogged boreholes and wells, and thereby increase the efficiency of the explosive. The content of the components within the specified limits is optimal.

Claims (8)

1. Водоблокирующая добавка для взрывчатого вещества, выполненная в виде смеси, включающей по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество на основе соли стеариновой кислоты, по меньшей мере одно вещество, образующее при взаимодействии с водой студень или гель, выбранное из камеди, а также по меньшей мере одно горючее вещество в виде порошка полидисперсного состава, выбранное из муки стеблей, древесной муки, муки листьев, муки семян растений, муки злаков, и тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. A water blocking additive for explosives made in the form of a mixture comprising at least one stearic acid salt-based surfactant, at least one substance which, when reacted with water, forms a gelatin or gel selected from gum, as well as at least one combustible substance in the form of a powder of a polydisperse composition selected from stalk flour, wood flour, leaf flour, plant seed flour, cereal flour, and sodium tetraborate in the following ratio of components, wt. %: поверхностно-активное веществоsurface-active substance 3-253-25 вещество, образующее при взаимодействии с водойsubstance forming in contact with water студень или гельgel or gel 25-7025-70 горючее вещество в виде порошкаpowder combustible полидисперсного составаpolydisperse composition 25-7025-70 тетраборат натрияsodium tetraborate до 2up to 2
2. Водоблокирующая добавка по п. 1, дополнительно содержащая микросферы в количестве до 5 мас. % и/или алюминиевые гранулы в количестве до 8 мас. %.2. A water blocking additive according to claim 1, additionally containing microspheres in an amount of up to 5 wt. % and / or aluminum granules in an amount of up to 8 wt. % 3. Водоблокирующая добавка по п. 1, отличающаяся тем, что поверхностно-активное вещество на основе соли стеариновой кислоты выбрано из стеарата магния, стеарата кальция, стеарата цинка.3. A water blocking additive according to claim 1, characterized in that the stearic acid salt-based surfactant is selected from magnesium stearate, calcium stearate, zinc stearate. 4. Водоблокирующая добавка по п. 1, отличающаяся тем, что вещество, образующее при взаимодействии с водой студень или гель, выбрано из гуаровой камеди, трагакантовой камеди, ксантановой камеди.4. A water blocking additive according to claim 1, characterized in that the substance that forms jelly or gel when interacting with water is selected from guar gum, tragacanth gum, xanthan gum. 5. Взрывчатое вещество для производства взрывных работ в горных породах, выполненное в виде смеси на основе гранулированной аммиачной селитры или гранулированной пористой аммиачной селитры с добавлением жидкого нефтепродукта, а также включающее водоблокирующую добавку по любому из пп. 1-4 при следующем соотношении компонентов, мас. %:5. Explosive for blasting in rocks, made in the form of a mixture based on granular ammonium nitrate or granular porous ammonium nitrate with the addition of liquid oil, and also including a water blocking additive according to any one of paragraphs. 1-4 in the following ratio of components, wt. %: аммиачная селитраammonium nitrate 89-9189-91 жидкий нефтепродуктliquid oil 1-21-2 водоблокирующая добавкаwater blocking additive 7-97-9
6. Взрывчатое вещество по п. 5, отличающееся тем, что в качестве жидкого нефтепродукта оно содержит дизельное топливо и/или минеральное масло.6. Explosive according to claim 5, characterized in that it contains diesel fuel and / or mineral oil as a liquid petroleum product.
RU2017146977A 2017-12-29 2017-12-29 Water blocking additive and the explosive substance RU2680994C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146977A RU2680994C1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Water blocking additive and the explosive substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146977A RU2680994C1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Water blocking additive and the explosive substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680994C1 true RU2680994C1 (en) 2019-03-01

Family

ID=65632927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146977A RU2680994C1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Water blocking additive and the explosive substance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680994C1 (en)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB634470A (en) * 1947-03-22 1950-03-22 Wingfoot Corp Improvements in or relating to the manufacture of sponge rubber
GB1025637A (en) * 1964-04-22 1966-04-14 Canadian Ind Explosive compositions
GB1084797A (en) * 1963-09-14 1967-09-27 Dynamit Nobel Ag Improvements in or relating to explosives
GB1143267A (en) * 1966-08-31 1969-02-19 Dow Chemical Co Process for preparing improved ammonium nitrate explosive compositions
GB1448138A (en) * 1972-12-28 1976-09-02 Dynamit Nobel Ag Permit5ed explosives
US4933029A (en) * 1989-07-26 1990-06-12 Sheeran John P Water resistant ANFO compositions
RU2125032C1 (en) * 1997-03-18 1999-01-20 Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации Industrial granular explosive and method of manufacturing same
JP2001031490A (en) * 1999-07-19 2001-02-06 Asahi Chem Ind Co Ltd Granular explosive
JP2002047088A (en) * 2000-07-31 2002-02-12 Nippon Kayaku Co Ltd Granular explosive composition with water resistance
RU2207331C2 (en) * 2001-04-25 2003-06-27 ЗАТ "Експериментально-промислова технология вибухових робит" (ЗАО "Техновзрыв") Method of forming water-filled explosive and water-filled explosive charge, water- filled explosive (options)
RU2290392C2 (en) * 2003-12-03 2006-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экком" Ltd Water resistant explosive and method for production thereof
RU2343139C2 (en) * 2007-03-06 2009-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Кузбассвзрывцентр" (ООО "Кузбассвзрывцентр") Structure of fuel for manufacturing of explosives
WO2012018655A2 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 The Lubrizol Corporation Ammonium nitrate fuel oil mixtures

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB634470A (en) * 1947-03-22 1950-03-22 Wingfoot Corp Improvements in or relating to the manufacture of sponge rubber
GB1084797A (en) * 1963-09-14 1967-09-27 Dynamit Nobel Ag Improvements in or relating to explosives
GB1025637A (en) * 1964-04-22 1966-04-14 Canadian Ind Explosive compositions
GB1143267A (en) * 1966-08-31 1969-02-19 Dow Chemical Co Process for preparing improved ammonium nitrate explosive compositions
GB1448138A (en) * 1972-12-28 1976-09-02 Dynamit Nobel Ag Permit5ed explosives
US4933029A (en) * 1989-07-26 1990-06-12 Sheeran John P Water resistant ANFO compositions
RU2125032C1 (en) * 1997-03-18 1999-01-20 Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации Industrial granular explosive and method of manufacturing same
JP2001031490A (en) * 1999-07-19 2001-02-06 Asahi Chem Ind Co Ltd Granular explosive
JP2002047088A (en) * 2000-07-31 2002-02-12 Nippon Kayaku Co Ltd Granular explosive composition with water resistance
RU2207331C2 (en) * 2001-04-25 2003-06-27 ЗАТ "Експериментально-промислова технология вибухових робит" (ЗАО "Техновзрыв") Method of forming water-filled explosive and water-filled explosive charge, water- filled explosive (options)
RU2290392C2 (en) * 2003-12-03 2006-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экком" Ltd Water resistant explosive and method for production thereof
RU2343139C2 (en) * 2007-03-06 2009-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Кузбассвзрывцентр" (ООО "Кузбассвзрывцентр") Structure of fuel for manufacturing of explosives
WO2012018655A2 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 The Lubrizol Corporation Ammonium nitrate fuel oil mixtures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2001269359B2 (en) High energy explosive for seismic methods
US2582459A (en) Composition for oil well cementing
FI107332B (en) Explosives
GB2254091A (en) Wellbore fluid additive
RU2680994C1 (en) Water blocking additive and the explosive substance
US3279965A (en) Ammonium nitrate explosive compositions
CA1305325C (en) Process for the production of particulate, water resistant explosives based on ammonium nitrate
CA1198898A (en) Explosive composition
RU2666426C1 (en) Composition of explosive mixture
DE1940069A1 (en) Thickened explosives
Stanković et al. Velocity of detonation of AN base blasting agent with addition of hay and recycled rubber
US3240641A (en) Ammonium nitrate-hydrocarbon oil explosive composition
RU2259342C2 (en) Loose explosive material (options)
RU2816070C1 (en) Granulite
Joseph et al. Variations in clay mineral performance in the presence of leachates
US3091559A (en) Ammonium nitrate explosive
Pingua et al. Studies on properties of unwrapped explosive to improve blasting performances: A case study
RU2290392C2 (en) Water resistant explosive and method for production thereof
RU2219151C2 (en) Explosive composition (its variants)
RU2330830C1 (en) Explosive composition
Avci Permeability characteristics of sand grouted with glyoxal blended sodium silicate
US3303072A (en) Low density, nitrate-based explosive compositions
CA1081965A (en) Foamed and thickened explosive compositions having improved stability
DE2039713C3 (en) Dense explosive
Silva et al. Development, characterization and application of a reactive bulking agent for wall control

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201230

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220304