RU2797481C1 - Granulite (embodiments) - Google Patents
Granulite (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797481C1 RU2797481C1 RU2022131767A RU2022131767A RU2797481C1 RU 2797481 C1 RU2797481 C1 RU 2797481C1 RU 2022131767 A RU2022131767 A RU 2022131767A RU 2022131767 A RU2022131767 A RU 2022131767A RU 2797481 C1 RU2797481 C1 RU 2797481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- density
- ammonium nitrate
- range
- granulite
- mixture
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области взрывчатых веществ и касается исполнения такого класса взрывчатых веществ, которые относятся к типу Гранулитов и имеют состав с включением гранулированной аммиачной селитры.The invention relates to the field of explosives and concerns the execution of such a class of explosives, which belong to the type of granules and have a composition with the inclusion of granulated ammonium nitrate.
Гранулиты - промышленные взрывчатые вещества, представляющие собой смесь гранулированной аммиачной селитры жидкими нефтепродуктами (масло индустриальное марки И-40А по ГОСТ 20799-88 или марки ИГП-38, или марки 45 по нормативно-технической документации, или масло приборное (МВП) по ГОСТ 1805-76 или масло соляровое) и, иногда, с дисперсными горючими добавками (например, алюминиевая пудра марок ПП-1Л, ПП-1Т, ПП-2Л или ПП-2Т или алюминиевый порошок). Как правило, изготавливаются на местах применения в условиях стационарных пунктов предприятий, ведущих взрывные работы, либо в процессе заряжания. Предназначены для механизированного или ручного заряжания на карьерах сухих и обводненных скважин в породах средней крепости во всех климатических районах России.Granulites - industrial explosives, which are a mixture of granulated ammonium nitrate with liquid petroleum products (industrial oil grade I-40A according to GOST 20799-88 or grade IGP-38, or grade 45 according to regulatory and technical documentation, or instrument oil (MVP) according to GOST 1805 -76 or solar oil) and, sometimes, with dispersed combustible additives (for example, aluminum powder grades PP-1L, PP-1T, PP-2L or PP-2T or aluminum powder). As a rule, they are made at the places of application in the conditions of stationary points of enterprises engaged in blasting, or in the process of loading. Designed for mechanized or manual loading in open pits of dry and flooded wells in rocks of medium strength in all climatic regions of Russia.
Опытно-промышленные испытания современных сортов аммиачной селитры (ПАС) показали, что ВВ по типу Гранулитов (смесь нефтепродуктов с гранулами аммиачной селитры (АС), изготовленные с применением в составе сухой фазы таких пористых селитр, обладают пониженной водостойкостью в сравнении с гранэмитами, сухая фаза которых выполнена «гладкими» (традиционными) сортами аммиачной селитры (по ГОСТ 2-2013).Pilot tests of modern grades of ammonium nitrate (PAS) have shown that explosives of the Granulite type (a mixture of petroleum products with ammonium nitrate (AN) granules, made using such porous nitrates as part of the dry phase, have reduced water resistance compared to granemites, the dry phase which is made with "smooth" (traditional) grades of ammonium nitrate (according to GOST 2-2013).
По своему назначению, пористая гранулированная аммиачная селитра (ПАС) предназначается в качестве компонента изготовления промышленных ВВ. Производство ПАС в настоящее время промышленно реализовано двумя способами: прямая грануляция расплава селитры, содержащего порообразующие добавки и, так называемая технология «микроприллирования» (накатывание гранулы из микрокристаллов). Последний способ производства получает все большее распространение и позволяет получить гранулы ПАС с высокой пористостью и, как следствие, с высокой удерживающей способностью ПАС по отношению к жидкому горючему (в частности, дизельному топливу - более 6% масс).According to its purpose, porous granulated ammonium nitrate (PAS) is intended as a component in the manufacture of industrial explosives. The production of PAS is currently industrially implemented in two ways: direct granulation of a saltpeter melt containing pore-forming additives and the so-called “microprilling” technology (rolling a granule from microcrystals). The latter method of production is becoming more widespread and makes it possible to obtain PAS granules with high porosity and, as a result, with a high retention capacity of PAS with respect to liquid fuel (in particular, diesel fuel - more than 6% of the mass).
Для обеспечения максимальной эффективности смесевых ВВ (максимальная чувствительность, минимальный критический диаметр детонации, максимальная скорость детонации), их компоненты должны находиться в максимальном соприкосновении (смесь должна быть гомогенной).To ensure maximum efficiency of mixed explosives (maximum sensitivity, minimum critical detonation diameter, maximum detonation velocity), their components must be in maximum contact (the mixture must be homogeneous).
Высокой гомогенностью обладают, например, эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ), состоящие только из эмульсионной матрицы и сенсибилизатора: агломерации компонентов которых (окислитель и топливо) наблюдаются структурами крупностью 1-100 мкм. Однако такие ВВ дороги, энергоемки и всокотехнологичны в своем изготовлении. Вопрос удешевления стоимости ВВ привел к реализации технологического приема введения в состав ВВ гранул аммиачной селитры, обработанной нефтепродуктом (т.н. ANFO, в СССР получивший название «Игданит» (сокращенно от: Институт горного дела Академии наук СССР), за рубежом - ANFO). При этом в качестве сухой фазы ANFO предполагается использовать пористую аммиачную селитру. Только в этом случае, смесь будет достаточно гомогенной.High homogeneity is possessed, for example, by emulsion explosives (EEs), consisting only of an emulsion matrix and a sensitizer: agglomerations of the components of which (oxidizer and fuel) are observed with structures with a particle size of 1-100 microns. However, such explosives are expensive, energy-intensive, and highly technological in their manufacture. The issue of reducing the cost of explosives led to the implementation of a technological method of introducing ammonium nitrate granules treated with petroleum products into the composition of explosives (the so-called ANFO, in the USSR it was called "Igdanit" (abbreviated from: Institute of Mining of the Academy of Sciences of the USSR), abroad - ANFO) . In this case, porous ammonium nitrate is supposed to be used as the dry phase of ANFO. Only in this case, the mixture will be sufficiently homogeneous.
Так, известен Гранулит АС 4 - гранулированное аммиачно-селитренное ВВ II класса (по условиям применения: для взрывания в условиях подземных выработок не опасных по газу и/или пыли). Представляет собой гранулированный продукт серебристо серого цвета с размером гранул 1-3 мм, покрытых пленкой масла и опудренных алюминием. Допущен для ручного и механизированного заряжания сухих и предварительно осушенных шпуров, скважин, камер. Пригоден для применения во всех климатических районах России (при температуре не выше 35°С). Имеет состав, %:Thus, Granulite AS 4 is known - granulated ammonium nitrate explosive of class II (according to the conditions of use: for blasting in underground workings not dangerous for gas and / or dust). It is a granular product of silver gray color with a granule size of 1-3 mm, coated with an oil film and powdered with aluminum. Approved for manual and mechanized loading of dry and pre-dried boreholes, wells, chambers. Suitable for use in all climatic regions of Russia (at temperatures not exceeding 35°C). Has composition, %:
Так же известны Гранулиты AC 4 В, АС 8 В - промышленные ВВ II класса, представляющие собой гидрофобизированные и металлизованные аммиачно-селитренные взрывчатые смеси серого цвета с размером гранул 1-3 мм, покрытых пленкой масла и опуд ренных алюминием.Granulites AC 4 V, AC 8 V are also known - industrial explosives of class II, which are hydrophobized and metallized ammonium nitrate explosive mixtures of gray color with a granule size of 1-3 mm, coated with an oil film and powdered with aluminum.
Гранулит AC 4В предназначается для взрывания пород средней и повышенной крепости шпуровым и скважинным способом в сухих и мокрых забоях без проточной воды на открытых и подземных разработках, кроме работ в шахтах, опасных по газу и пыли.Granulite AC 4V is intended for blasting rocks of medium and high strength by blasthole and borehole method in dry and wet faces without running water in open and underground mining, except for work in mines that are dangerous for gas and dust.
Гранулит AC 8В применяется в таких же условиях для взрывания пород крепких и весьма крепких. Допущен на открытых работах и в шахтах, не опасных по газу и пыли, с ручным и механизированным заряжанием сухих и предварительно осушенных шпуров и скважин, камер. Пригоден для применения во всех климатических районах России (при температуре не выше 35°С). Состав Гранулита АС 8, %:Granulite AC 8B is used under the same conditions for blasting hard and very hard rocks. Approved for open work and in mines that are not dangerous for gas and dust, with manual and mechanized loading of dry and pre-dried boreholes and wells, chambers. Suitable for use in all climatic regions of Russia (at temperatures not exceeding 35°C). Composition of Granulite AS 8, %:
(ГОСТ 21987-76 «Вещества взрывчатые промышленные. ГРАНУ ЛИТЫ. Технические условия», дата введения 1977-07-01). Это решение принято в качестве прототипа.(GOST 21987-76 "Industrial explosive substances. GRANU LITAS. Specifications", introduction date 1977-07-01). This solution is taken as a prototype.
В связи с тем, что аммиачная селитра при изготовлении простейших ВВ не измельчается (при пневмозаряжении происходит лишь частичное дробление гранул), взрывчатые характеристики ВВ этого типа существенно зависят от размера гранул селитры, их влажности, впитывающей способности, прочности, а также вязкости горючего. Энергетические характеристики смеси определяются ее химическим составом. Теплота взрыва будет наивысшей для смесей стехиометрического состава, отвечающего нулевому кислородному балансу. Для обеспечения нулевого или близкого к нулевому кислородному балансу в состав ВВ вводят дополнительно твердые горючие добавки, такие как древесная мука, уголь, сажа, стеарат кальция, полиакриламид и др. В случае трехкомпонентных алюмосодержащих ВВ (Гранулитов) она возрастает с увеличением соотношения между алюминием и жидким горючим.Due to the fact that ammonium nitrate is not crushed in the manufacture of the simplest explosives (during pneumatic charging, only partial crushing of the granules occurs), the explosive characteristics of explosives of this type depend significantly on the size of the nitrate granules, their moisture content, absorbency, strength, and also the viscosity of the fuel. The energy characteristics of a mixture are determined by its chemical composition. The heat of explosion will be the highest for mixtures of stoichiometric composition corresponding to zero oxygen balance. To ensure zero or close to zero oxygen balance, additional solid combustible additives, such as wood flour, coal, soot, calcium stearate, polyacrylamide, etc., are added to the explosive composition. In the case of three-component aluminum-containing explosives (granulites), it increases with an increase in the ratio between aluminum and liquid fuel.
При одинаковой температуре взрыва 3200°С у Гранулита АС4 теплота взрыва 452 кДж/кг, а у Гранулита АС8 - 5225 кДж/кг при одинаковой насыпной плотности 0,85-0,90 (0,95) г/см3. Кислородный баланс (%) АС4 - +0,41, АС8 - +0,34 (без применения дополнительных горючих добавок) при скорости детонации (м/с) 2600-3500 и 3000-3600, соответственно.At the same explosion temperature of 3200°C, for Granulite AS4 the heat of explosion is 452 kJ/kg, and for Granulite AS8 - 5225 kJ/kg at the same bulk density of 0.85-0.90 (0.95) g/cm 3 . Oxygen balance (%) AC4 - +0.41, AC8 - +0.34 (without the use of additional combustible additives) at a detonation velocity (m / s) of 2600-3500 and 3000-3600, respectively.
Как видно из приведенных данных, чем выше соотношение алюминиевой пудры к нефтепродукту, тем выше теплота взрыва. Это свойство учитывается при выборе Гранулита для взрыва горных пород. Чем порода крепче, выбор Гранулита проводят с учетом выдаваемый им теплоты взрыва. Этим правилом руководствуются при проведении взрывных работ на различных участках горных пород. В реальности, это теоретическое правило, не всегда дает желаемый результат. Часто, при подрыве крепких пород не проявляется эффективность применения Гранулита АС8 (как пример) в силу того, что его состав, относящийся к именно этой марке Гранулитов, не отвечает теоретическим посылкам формирования заданного уровня теплоты взрыва.As can be seen from the above data, the higher the ratio of aluminum powder to oil product, the higher the heat of explosion. This property is taken into account when choosing Granulite for rock blasting. The stronger the rock, the choice of Granulite is carried out taking into account the heat of the explosion given out by it. This rule is followed when carrying out blasting operations in various sections of rocks. In reality, this theoretical rule does not always give the desired result. Often, when blasting hard rocks, the effectiveness of using AS8 Granulite (as an example) is not manifested due to the fact that its composition, related to this particular grade of Granulite, does not meet the theoretical assumptions for the formation of a given level of explosion heat.
Анализ таких случаев и проведенные исследования показали, что рецептура и расчеты ее основаны на применении аммиачной селитры с условной плотностью при том, что в реальности промышленность выпускает гранулированную аммиачную селитру по разным технологиям, изготовленный продукт с плотностью от 1,69-1,725 г/см3 при молекулярном весе 80,043 (при массовой доле азота не менее 34,4%). Кроме того, плотность аммиачной насыпной селитры изменяется и вследствие изменения температуры хранения или применения этого вещества. Например, при подходе к температуре 32,3°С происходит фазовый переход аммиачной селитры от IV модификации к III модификации, что приводит к изменению плотности аммиачной селитры, последствия которой - это разрушение частиц при хранении и применении (особенно важно в тропических странах, где нитрат аммония испытывает циклические изменения, приводящие к разрушению гранул, слеживанию, повышенному пылению и риску возникновения взрыва). В фазовом состоянии III (84,2-32,3°С) кристаллы аммиачной селитры имеют а-ромбическую (моноклинную) симметрию, а в фазовом состоянии IV (32,3 - -16,8°С) симметрия β-ромбическая (бипирамидальная). Это приводит к тому, что в фазовом состоянии III объем вещества увеличивается на 0,8%. А в фазовом состоянии IV - уменьшается на 3,3%. При этом меняется плотность вещества, которую в момент заряжания скважины не представляется возможным проконтролировать с тем, чтобы компенсировать переизбыток или нехватку аммиачной селитры в заряде.An analysis of such cases and studies have shown that the recipe and its calculations are based on the use of ammonium nitrate with a conditional density, despite the fact that in reality the industry produces granulated ammonium nitrate using different technologies, a manufactured product with a density of 1.69-1.725 g / cm 3 at a molecular weight of 80.043 (with a mass fraction of nitrogen of at least 34.4%). In addition, the density of bulk ammonium nitrate also changes due to changes in the temperature of storage or use of this substance. For example, when approaching a temperature of 32.3 ° C, a phase transition of ammonium nitrate from modification IV to modification III occurs, which leads to a change in the density of ammonium nitrate, the consequences of which are the destruction of particles during storage and use (especially important in tropical countries where nitrate ammonium undergoes cyclic changes leading to the destruction of the granules, caking, increased dusting and the risk of an explosion). In phase state III (84.2-32.3°C) ammonium nitrate crystals have a-rhombic (monoclinic) symmetry, and in phase state IV (32.3--16.8°C) symmetry is β-rhombic (bipyramidal ). This leads to the fact that in the phase state III the volume of the substance increases by 0.8%. And in the phase state IV - decreases by 3.3%. This changes the density of the substance, which at the time of charging the well is not possible to control in order to compensate for the excess or shortage of ammonium nitrate in the charge.
Аммиачная селитра выпускается в виде чешуек, гранул или кристаллов (например, марка «ЖВК» - железистая, кристаллическая водоустойчивая: обработанная при изготовлении стеаратом железа). Насыпная плотность гранулированной аммиачной селитры в зависимости от формы и размеров частиц находится в пределах 0,8-0,9 г/см3 (принято, что условно для всех видов аммиачной селитры насыпная плотность свободно насыпанных гранул (влажность 1%, 20°С, частицы 1-2 мм) 0,826 г/см3). При плотной упаковке частиц - 1,16 г/см3. А отпускается производителем по весу 1000 кг в специализированной упаковке, на которой нет сведений о плотности той аммиачной селитры, которая находится в упаковке.Ammonium nitrate is produced in the form of flakes, granules or crystals (for example, the ZhVK brand - ferruginous, crystalline, waterproof: treated with iron stearate during manufacture). The bulk density of granulated ammonium nitrate, depending on the shape and size of the particles, is in the range of 0.8-0.9 g/ cm particles 1-2 mm) 0.826 g/cm 3 ). With dense packing of particles - 1.16 g/cm 3 . And it is released by the manufacturer by weight of 1000 kg in specialized packaging, on which there is no information about the density of the ammonium nitrate that is in the package.
Критический диаметр детонации аммиачной селитры в открытых зарядах в зависимости от размеров частиц, плотности и влажности селитры колеблется в широких пределах. Мелко измельченная сухая аммиачная селитра при плотности 0,8 г/см3 способна к детонации в зарядах диаметром около 10 см; в то же время детонация чешуйчатой селитры с влажностью около 1% затухает в зарядах диаметром 30 см.The critical detonation diameter of ammonium nitrate in open charges, depending on the particle size, density and humidity of the nitrate, varies widely. Finely ground dry ammonium nitrate with a density of 0.8 g / cm 3 is capable of detonation in charges with a diameter of about 10 cm; at the same time, the detonation of flake nitrate with a moisture content of about 1% is attenuated in charges with a diameter of 30 cm.
В связи с этим становится важным ввести контроль за плотностью аммиачной селитры при организации изготовления ВВ и зарядки ею скважин. Это необходимо, чтобы энергетические показатели заряда ВВ соответствовали прочности разрушаемой взрыванием горной породы.In this regard, it becomes important to introduce control over the density of ammonium nitrate when organizing the manufacture of explosives and charging wells with it. This is necessary so that the energy indicators of the explosive charge correspond to the strength of the rock destroyed by blasting.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в возможности регулирования качественных энергетических характеристик Гранулитов за счет ранжирования аммиачной селитры по ее плотности для применения в зависимости от прочности горной породы или дифференцированного расположения в скважине пластов породы разной твердости.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in the possibility of regulating the qualitative energy characteristics of Granulites by ranking ammonium nitrate by its density for use depending on the strength of the rock or the differentiated location of rock layers of different hardness in the well.
Указанный технический результат достигается тем, что в Гранулите, представляющим собой перемешанную смесь аммиачной селитры (компонент-окислитель) с нефтепродуктом (компонент-топливо), в которой компонента-окислителя (85-92)%, в качестве которого используют аммиачную селитру с плотностью от 0,75 г/см3 до 0,9 г/см3 с разделением указанного диапазона плотности аммиачной селитры на низкую, среднюю и высокую плотность, а указанную смесь выполняют подкрашенной в цвет, соответствующий плотности аммиачной селитры из указанного диапазона и который в каждом диапазоне плотности последней отличен от цвета смеси с аммиачной селитрой другой плотности.The specified technical result is achieved by the fact that in Granulite, which is a mixed mixture of ammonium nitrate (oxidizing component) with an oil product (fuel component), in which the oxidizing component (85-92)%, which is used as ammonium nitrate with a density of 0.75 g / cm 3 to 0.9 g / cm 3 with the division of the specified density range of ammonium nitrate into low, medium and high density, and the specified mixture is tinted in color corresponding to the density of ammonium nitrate from the specified range and which in each range the density of the latter is different from the color of the mixture with ammonium nitrate of a different density.
В перемешанной смеси с нефтепродуктом аммиачная селитра может быть опудрена порошковым красителем или сама перемешанная смесь нефтепродукта с аммиачной селитрой может быть опудрена порошковым красителем.In a mixed mixture with an oil product, ammonium nitrate can be powdered with a powder dye, or the mixed mixture of an oil product with ammonium nitrate itself can be powdered with a powder dye.
Гранулит может дополнительно содержать алюминиевый порошок или алюминиевую пудру в количестве от 4 до 8%.The granulite may additionally contain aluminum powder or aluminum powder in an amount of 4 to 8%.
Указанный технический результат так же достигается тем, что аммиачная селитра для изготовления Гранулита по плотности ее структуры в диапазоне от 0,75 г/см3 до 0,9 г/см3 разделена на аммиачную селитру низкой, средней и высокой плотности и в каждом диапазоне плотности опудрена порошковым красителем в цвет, отличный от цвета окраски аммиачной селитры в другом диапазоне плотности.The specified technical result is also achieved by the fact that ammonium nitrate for the manufacture of Granulite is divided into ammonium nitrate of low, medium and high density in terms of the density of its structure in the range from 0.75 g/cm 3 to 0.9 g/cm 3 and in each range density powdered with powder dye in a color different from the color of ammonium nitrate in a different density range.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are essential and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Согласно настоящему изобретению, рассматривается Гранулит с регулируемыми энергетическими свойствами, зависящими от плотности аммиачной селитры.According to the present invention, a Granulite with adjustable energy properties, depending on the density of ammonium nitrate, is considered.
В общем случае Гранулит согласно настоящего изобретения представляет собой перемешанную смесь аммиачной селитры с нефтепродуктом, в которой содержание аммиачной селитры (85-92)%. Дополнительно может содержать алюминиевый порошок или алюминиевую пудру в объеме от 4 до 8% или иные горючие добавки, модифицирующие состав ВВ применительно к его конкретному использованию.In general, the Granulite according to the present invention is a mixed mixture of ammonium nitrate with an oil product, in which the content of ammonium nitrate is (85-92)%. Additionally, it may contain aluminum powder or aluminum powder in a volume of 4 to 8% or other combustible additives that modify the composition of the explosive in relation to its specific use.
А в качестве аммиачной селитры используют селитру с плотностью от 0,75 г/см3 до 0,9 г/см3 с разделением указанного диапазона плотности аммиачной селитры на низкую, среднюю и высокую плотности. При этом указанную перемешанную смесь выполняют подкрашенной в цвет, соответствующий плотности аммиачной селитры из указанного диапазона и который в каждом диапазоне плотности последней отличен от цвета смеси с аммиачной селитрой другой плотности.And as ammonium nitrate, nitrate with a density of 0.75 g/cm 3 to 0.9 g/cm 3 is used, dividing the indicated density range of ammonium nitrate into low, medium and high densities. At the same time, said mixed mixture is tinted in a color corresponding to the density of ammonium nitrate from the specified range and which in each density range of the latter is different from the color of the mixture with ammonium nitrate of a different density.
Как вариант опудривание красителем может проводиться всей смеси после ее приготовления (для случая дозированной фасовки в пакеты) или во время приготовления как нейтральная добавка. Кроме того, сама селитра может быть окрашена по диапазонам плотности в разные цвета и при приготовлении ВВ выбирают аммиачную селитру того цвета, которая подходит для конкретного состава Гранулита применительно к типу взрываемой горной породы. В этом случае, аммиачная селитра для изготовления Гранулита, по плотности ее структуры в диапазоне от 0,75 г/см3 до 0,9 г/см3 разделена на аммиачную селитру низкой, средней и высокой плотности и в каждом диапазоне плотности опудрена порошковым красителем в цвет, отличный от цвета окраски аммиачной селитры в другом диапазоне плотности.Alternatively, dusting with dye can be carried out on the entire mixture after its preparation (for the case of dosed packaging in bags) or during preparation as a neutral additive. In addition, the nitrate itself can be colored in different colors according to density ranges, and when preparing explosives, ammonium nitrate of the color that is suitable for the specific composition of Granulite in relation to the type of rock being blasted is selected. In this case, ammonium nitrate for the manufacture of Granulite, according to the density of its structure in the range from 0.75 g / cm 3 to 0.9 g / cm 3 , is divided into ammonium nitrate of low, medium and high density and is powdered with powder dye in each density range in a color different from the color of ammonium nitrate in a different density range.
Также возможет вариант исполнения смеси Гранулита, в которой краситель может быть растворен в нефтепродукте. Краситель вводят в состав нефтепродукта (гранулы селитры окрашиваются при их пропитывании окрашенным нефтепродуктом: приобретают цвет нефтепродукта).It is also possible to execute a mixture of Granulite, in which the dye can be dissolved in the oil product. The dye is introduced into the composition of the oil product (nitrate granules are colored when they are impregnated with a colored oil product: they acquire the color of the oil product).
В статье «Аммиачная селитра для взрывчатых материалов», авторы А.С.Державец (АО «Взрывиспытаения») и Ф.И. Галушко (АО «МХК «ЕвроХим»), журнал «Горная промышленность». №6 (142), 2018, стр. 48 сказано, что проведенные исследования методом высокоточной электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа образцов селитры различных производителей в России и за рубежом, в том числе т.н. пористой АС (размеров и форм частиц, морфологии поверхностей и сколов, трещин, пор, каверн и т.п.), показали разительное отличие, которое затрудняет их систематизацию и требует новых подходов к терминологии. В частности, это относится к таким понятиям, как «пористость», «поровое пространство» и т.п. Наиболее близким, но обобщенным, может быть понятие «плотность». Такие обозначения АС, как низкоплотное, средней и высокой плотности, представляются относительными и должны характеризоваться числовыми значениями, которые следует хотя и считать условными, но быть общепризнанными.In the article "Ammonia nitrate for explosive materials", the authors A.S. Derzhavets (JSC "Vzryvispytaniya") and F.I. Galushko (MHK EuroChem JSC), Mining Industry magazine. No. 6 (142), 2018, p. 48, it is said that the studies carried out by high-precision electron microscopy and X-ray spectral microanalysis of saltpeter samples from various manufacturers in Russia and abroad, including the so-called. porous AS (sizes and shapes of particles, morphology of surfaces and chips, cracks, pores, caverns, etc.) showed a striking difference, which makes it difficult to systematize them and requires new approaches to terminology. In particular, this applies to such concepts as "porosity", "pore space", etc. The closest, but generalized, may be the concept of "density". Such AS designations as low-density, medium and high-density seem to be relative and should be characterized by numerical values, which, although they should be considered conditional, should be generally recognized.
Производимая в России аммиачная селитра (ГОСТ 2-2013) предназначена в основном для применения в качестве удобрений и используется также для производства ВВ.Ammonium nitrate produced in Russia (GOST 2-2013) is intended mainly for use as fertilizers and is also used for the production of explosives.
При применении АС по указанному ГОСТ для изготовления ВВ получают т.н. суррогатную продукцию с неопределенными энергетическими характеристиками, при этом не в полной мере используется возможный энергетический потенциал системы с разбросом по скорости детонации и эффективности действия, с труднодостигаемым, особенно при крупных взрывах, приближенным к нулевому, кислородному балансу.When using AS according to the specified GOST for the manufacture of explosives, the so-called. surrogate products with uncertain energy characteristics, while not fully using the possible energy potential of the system with a spread in detonation velocity and efficiency, which is difficult to achieve, especially in large explosions, close to zero, oxygen balance.
Недостаточно сбалансированная система может привести к нестабильной работе заряда вплоть до прекращения детонации заряда (так называемому «отказу»). В общем объеме применения взрывчатых веществ аммиачная селитра, как окислитель, по массе занимает примерно 95%, поэтому требования, предъявленные к ней, определяются видом ВВ и должны отражать следующие показатели:An insufficiently balanced system can lead to unstable operation of the charge up to the termination of detonation of the charge (the so-called "failure"). In the total volume of explosives used, ammonium nitrate, as an oxidizing agent, occupies approximately 95% by weight, therefore, the requirements for it are determined by the type of explosive and should reflect the following indicators:
- аммиачная селитра для производства ВВ в состоянии поставок не должна быть детонационно способной и относиться по степени опасности к классу 5.1 в соответствии с ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка»;- ammonium nitrate for the production of explosives in the state of delivery should not be detonation capable and belong to class 5.1 in terms of hazard in accordance with GOST 19433-88 “Dangerous goods. Classification and labeling”;
- АС должны быть «чистой» с массовой долей нерастворимых в воде примесей не более 0,1%;- AU must be "pure" with a mass fraction of water-insoluble impurities not more than 0.1%;
- массовая доля нитратного и аммиачного азота не менее 99,5%;- mass fraction of nitrate and ammonia nitrogen is not less than 99.5%;
- массовая доля воды не более 0,5%; - насыпная плотность г/см3 не менее 0,75.- mass fraction of water is not more than 0.5%; - bulk density g/cm 3 not less than 0.75.
Таким образом, в настоящее время показателям качества аммиачной селитры должно уделяться пристальное внимание, так как не только ее объем в весовых показателях, но и ее плотность определяют энергетические показатели Гранулита.Thus, at present, close attention should be paid to the quality indicators of ammonium nitrate, since not only its volume in terms of weight, but also its density is determined by the energy indicators of Granulite.
Композиция ВВ, которую предполагается заложить в скважину, создается непосредственно на месте производства взрывных работ за счет применения зарядной машины, в которой происходит смешение аммиачной селитры с нефтепродуктом или путем ручного смешивания селитры с нефтепродуктом. При этом в качестве заряда выбирается рецептура, например АС4 или АС8 в соответствии с их применением к твердости подлежащей разрушению горной породы. Но при неизвестности плотности аммиачной селитры возможны ситуации, когда для АС8 (для разрушения прочной горной породы) будет использована аммиачная селитра низкой плотности, что переведет этот тип Гранулита в Гранулит АС4 по энергетическим показателям. В результате, при взрыве не произойдет фрагментация на отдельности (раскалывание) породы, а произойдет формирование только сетки трещин в этой породе.The explosive composition, which is supposed to be laid in the well, is created directly at the blasting site by using a charging machine in which ammonium nitrate is mixed with an oil product or by manually mixing nitrate with an oil product. In this case, a recipe, for example AC4 or AC8, is selected as the charge according to their application to the hardness of the rock to be destroyed. But if the density of ammonium nitrate is unknown, situations are possible when low-density ammonium nitrate will be used for AC8 (for the destruction of strong rock), which will transfer this type of Granulite to AC4 Granulite in terms of energy indicators. As a result, during the explosion, fragmentation into separate parts (splitting) of the rock will not occur, but only a network of cracks will form in this rock.
Практика применения аммиачной селитры (в условиях экспериментальных опытов) показывает, что для такого Гранулита как АС8 плотность аммиачной селитры должна находиться в области, приближенной к показателю 0,9 г/см3. А для Гранул ита АС4 - в области приближенной к нижнему порогу плотности. В этом случае энергетические показатели ВВ становятся оправданно соответствующими их рецептуре.The practice of using ammonium nitrate (under experimental conditions) shows that for such Granulite as AC8, the density of ammonium nitrate should be in the region close to 0.9 g/cm 3 . And for Granulite AC4 - in the area close to the lower density threshold. In this case, the energy indicators of explosives become justifiably consistent with their formulation.
В связи с этим авторы установили, что для Гранулитов с содержанием в перемешанной смеси с нефтепродуктом аммиачной селитры в пределах (85-92)% можно использовать аммиачную селитру, промышленно выпускаемую с плотностью от 0,75 г/см3 до 0,9 г/см3, если условно такую селитру разделить на, как минимум, три категории по плотности: низку., среднюю и высокую. Например, под низкой плотностью можно считать плотность от 0,75 г/см3 до 0,80 г/см3, а высокой плотностью считать от 0,85 г/см3 до 0,90 г/см3.In this regard, the authors found that for Granulites with a content of ammonium nitrate in a mixed mixture with an oil product in the range of (85-92)%, it is possible to use ammonium nitrate, commercially produced with a density of 0.75 g/cm 3 to 0.9 g/ cm 3 , if such nitrate is conditionally divided into at least three categories by density: low, medium and high. For example, under low density can be considered a density from 0.75 g/cm 3 to 0.80 g/cm 3 and high density can be considered from 0.85 g/cm 3 to 0.90 g/cm 3 .
Учитывая, что изготовление ВВ производится непосредственно на месте проведения взрывных работ и контроль за реальной плотностью аммиачной селитры в полевых условиях достаточно затруднен, считается целесообразным аммиачную селитру в каждом диапазоне плотности окрашивать цветом, отличным от друг друга. Практика показывает, что максимально воспринимаемыми являются цвета светофора: красный, желтый и зеленый, которые четко визуально разделяются даже в условиях сумерек. Например, аммиачная селитра высокой плотности может быть опудрена красным порошковым красителем. Это позволит при подготовке заряда ВВ, конкретно к типу горной породы, уйти от точного контроля и гарантированно обеспечить точность рецептуры ВВ.Given that the manufacture of explosives is carried out directly at the site of blasting and control over the actual density of ammonium nitrate in the field is quite difficult, it is considered appropriate to paint ammonium nitrate in each density range with a color different from each other. Practice shows that the colors of the traffic light are the most perceived: red, yellow and green, which are clearly visually separated even at dusk. For example, high density ammonium nitrate can be powdered with red powder dye. This will allow, when preparing an explosive charge, specifically for the type of rock, to get away from precise control and ensure the accuracy of the explosive formulation.
Для Гранул итов, изготавливаемых в заводских условиях и поставляемых наместо взрывных работ в готовом виде в виде конечного готового изделия (например, в виде упакованных дозированных ВВ в пакетах) целесообразно окрашивать уже готовую смесь аммиачной селитры с нефтепродуктом в соответствующий цвет, отличающий один тип по составу и по плотности селитры Гранулита от другого.For granulites manufactured in the factory and delivered to the blasting site in finished form in the form of the final finished product (for example, in the form of packaged dosed explosives in bags), it is advisable to color the already prepared mixture of ammonium nitrate with an oil product in the appropriate color that distinguishes one type in composition and according to the density of saltpeter Granulite from another.
В качестве пигментов порошкового типа для окраски смеси ВВ или аммиачной селитры можно использовать порошковые красители, применяемые, например, для бетона из условия, что данный пигмент обладает достаточной укрывистостью (способностью покрывать смесь), красящей способностью, дисперсностью (тонкость помола, более тонкие частицы обусловят большую укрывистость и высокую красящую способность), химическую стойкость к компонентам ВВ (особенно к нефтепродуктам с целью исключения изменения цвета пигмента).As powder-type pigments for coloring a mixture of explosives or ammonium nitrate, powder dyes can be used, used, for example, for concrete, provided that this pigment has sufficient hiding power (ability to cover the mixture), coloring power, dispersion (grinding fineness, finer particles will determine high hiding power and high coloring power), chemical resistance to explosive components (especially to petroleum products in order to avoid pigment discoloration).
Окрашивание порошковым пигментом не подразумевает, что данный порошок должен окрасить каждую гранулу, закупорив тем самым поры, или прилипать к гранулам селитры. Пигментный краситель рассматривается не как окрашивающий гранулы, а как присутствующий на гранулах и между ними, что позволит обеспечить цветовую идентификацию аммиачной селитры по ее плотности, не изменяя свойств химических и физических самой аммиачной селитры.Coloring with a powder pigment does not imply that this powder should color each granule, thereby clogging the pores, or adhere to nitrate granules. The pigment dye is not considered as coloring the granules, but as being present on the granules and between them, which will provide color identification of ammonium nitrate by its density, without changing the chemical and physical properties of the ammonium nitrate itself.
Опудривание пигментом аммиачной селитры проводят после приготовления последней и уточнения ее плотности в приемлемом для проведения работ на открытом воздухе температурном режиме. Применение известных способов окраски аммиачной селитры в процессе ее приготовления в плаве до гранулирования (RU 2353581, 2225856 и 2193018 или JP 2003095782) не является удачным, так как показатели пористости и плотности селитры могут быть оценены только после того, как продукт получен в конечном виде, а не в процессе его приготовления в плаве.Dusting with ammonium nitrate pigment is carried out after the preparation of the latter and clarification of its density in a temperature regime acceptable for outdoor work. The use of known methods for coloring ammonium nitrate in the process of its preparation in the melt before granulation (RU 2353581, 2225856 and 2193018 or JP 2003095782) is not successful, since the porosity and density of the nitrate can only be evaluated after the product is obtained in the final form, and not in the process of its preparation in the melt.
Кроме того, практика бурения скважинных каналов под заряды ВВ показывает, что часто встречаются породы с неоднородным по плотности грунтом по высоте скважины. Такие дифференцированные по неоднородности грунта скважины требуют использования комбинированных зарядов ВВ с различной объемной концентрацией энергии взрыва - что как раз и достигается использованием разноплотных Гранулитов, изготовленных с применением дифференцированной по плотности гранулированной аммиачной селитры. Настоящее изобретение позволяет заряжать скважины дифференцированно, то есть зарядами, отвечающими условиям разрушения данного типа пласта горной породы. Например, при установлении на глубине скважины наличие пласт твердой породы целесообразно в эту область скважины разместить Гранулит с высокой степенью плотности. А поверх него уложить Гранулит с меньшей плотностью. Применение окрашенных Гранулитов позволяет достаточно точно разрешить эту проблему, ориентируясь на цвет применяемого Гранулита ВВ.In addition, the practice of drilling borehole channels for explosive charges shows that often there are rocks with soil that is heterogeneous in density along the height of the well. Such wells differentiated by soil heterogeneity require the use of combined explosive charges with different volumetric concentrations of explosion energy - which is exactly what is achieved by using different-density Granulites made using granulated ammonium nitrate differentiated by density. The present invention makes it possible to charge wells differentially, that is, with charges that meet the conditions for the destruction of a given type of rock formation. For example, when establishing the presence of a layer of hard rock at the depth of the well, it is advisable to place Granulite with a high degree of density in this area of the well. And on top of it lay Granulite with a lower density. The use of colored Granulites allows to solve this problem quite accurately, focusing on the color of the applied BB Granulite.
Изобретение промышленно применимо и было испытано в полевых условиях на опытных партиях окрашенной пигментами аммиачной селитры, а также красителями растворенными в нефтепродукте. По результатам установлено, что эффективность применения, например, Гранулита АС8 возросла на 15% (увеличилось количество эффективно срабатывающих зарядов в скважинах, приводящих к требуемому техническими условиями гранулометрическому составу взорванной горной массы).The invention is industrially applicable and was tested in the field on pilot batches of ammonium nitrate dyed with pigments, as well as dyes dissolved in petroleum products. Based on the results, it was found that the efficiency of using, for example, AC8 Granulite increased by 15% (the number of effectively operating charges in the wells increased, leading to the required granulometric composition of the blasted rock mass required by the technical conditions).
Claims (6)
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2023106137A Division RU2816473C1 (en) | 2023-03-16 | Ammonium nitrate for making granulite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2797481C1 true RU2797481C1 (en) | 2023-06-06 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3764421A (en) * | 1972-09-05 | 1973-10-09 | J Clark | Method of making nh4no3-h2o-fo composition |
| RU2328481C1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Промтехвзрыв" | Method for marking explosive |
| RU2353581C1 (en) * | 2007-07-24 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Акрон" | Method of colouring ammonium nitrate for technological purposes |
| RU2368591C1 (en) * | 2008-11-07 | 2009-09-27 | Закрытое Акционерное Общество "Спецхимпром" | Method of explosive material marking |
| AU2017203886A1 (en) * | 2016-06-09 | 2018-01-04 | Platinum Blasting Services | Dyes for Explosives |
| RU2733949C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-10-08 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Saltpeter labeling method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3764421A (en) * | 1972-09-05 | 1973-10-09 | J Clark | Method of making nh4no3-h2o-fo composition |
| RU2328481C1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Промтехвзрыв" | Method for marking explosive |
| RU2353581C1 (en) * | 2007-07-24 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Акрон" | Method of colouring ammonium nitrate for technological purposes |
| RU2368591C1 (en) * | 2008-11-07 | 2009-09-27 | Закрытое Акционерное Общество "Спецхимпром" | Method of explosive material marking |
| AU2017203886A1 (en) * | 2016-06-09 | 2018-01-04 | Platinum Blasting Services | Dyes for Explosives |
| RU2733949C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-10-08 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Saltpeter labeling method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 21987-76 "Вещества взрывчатые промышленные. Гранулиты. Технические условия", ИПК Издательство стандартов, Москва, 1976, дата введения 01.07.1977. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102076633B (en) | Improved explosive composition | |
| CN104540797A (en) | Safe blends of ammonium nitrate (AN) with urea, or of an AN -comprising product with a urea-comprising product | |
| CN106748596A (en) | A kind of viscous explosive without single chmical compound explosive and preparation method thereof | |
| RU2797481C1 (en) | Granulite (embodiments) | |
| CN1029521C (en) | Granulated emulsion explosive for rocks | |
| RU2816473C1 (en) | Ammonium nitrate for making granulite | |
| US3094069A (en) | Method of blasting and ammonium nitrate explosive composition | |
| US4367103A (en) | Explosive composition | |
| US20200216369A1 (en) | Explosive compositions with reduced fume | |
| US3781180A (en) | Ammonium nitrate-fuel oil composition containing ammonium nitrate prills of different porosity,hardness,and density | |
| US3496040A (en) | Aqueous ammonium nitrate slurry explosive compositions containing hexamethylenetetramine | |
| CN100386294C (en) | Porous mixed ammonium nitrate explosive | |
| US3166450A (en) | Ammonium nitrate-chromate salt explosive compositions | |
| RU2130446C1 (en) | Explosive powder composition and method of preparation thereof | |
| RU2728031C1 (en) | Composition of explosive for intermediate detonators and method of making said explosive substance | |
| RU2103248C1 (en) | Explosive | |
| US3664897A (en) | Slurry explosive comprising ammonium nitrate and aluminum powder | |
| JP3599506B2 (en) | Explosive composition | |
| RU2209197C1 (en) | Explosive composition | |
| CN113880672A (en) | Efficient rock powdery emulsion explosive | |
| RU2207331C2 (en) | Method of forming water-filled explosive and water-filled explosive charge, water- filled explosive (options) | |
| RU2200724C1 (en) | Fuel for manufacturing granulites | |
| JP2598319B2 (en) | Granular explosive composition | |
| RU2252926C2 (en) | Composition of emulsion explosive | |
| US3090713A (en) | Composition of matter in the nature of an explosive |