UA44197C2 - Explosive mix - Google Patents

Description

Винахід відноситься до промислових вибухових сумішей (ВС) для гірничодобувної промисловості і може застосовуватися для руйнування гірських порід.

Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним у якості прототипу являється вибухова суміш, що містить гранульовану аміачну селітру, рідке пальне та дрібну фракцію прокатної окалини, причому вона вмішує зменшену кількість селітри, підвищену кількість прокатної окалини, а в якості рідкого пального містить дизельне паливо при наступному співвідношенні компонентів у відсотках по масовій частці: аміачна селітра 80,0-41,0 дизельне паливо 5,0-0,5 прокатна окалина 15,0--0,5

Ця суміш володіє такими вибуховими властивостями: щільність 1750Кг/м3 кисневий баланс -3,590 розрахункова теплота вибуху з890КДж/кг кількість газів 93ОЛ/Кг критичний діаметр 75-80мм (Патент України Ме29294А від 16.10.2000, МПК? СО6831/00)

Недоліками цієї ВС є недостатньо високі вибухові характеристики, фізична стабільність та енергоємність, так як дрібна фракція прокатної окалани має високу щільність (підсудність пор), високу питому вагу «600Окг/м3 в порівняні з дрібною фракцією відходів доменного коксу не більш 1,0мм, питома вага якого »90Окг/м3, а дизельна палаво має низьку щільність, створюються малі утримуючі сили натягу на молекулярному рівні на поверхні гранул аміачної селітри дизельного палива, а також на поверхні частинок прокатної окалини при приготуванні суміші, внаслідок цього відбувається міграція дизельного палива в нижні шари об'єму вибухової суміші При заряджанні в свердловину зворотним потоком повітря частинки прокатної окалини виносяться із свердловини і осідають і її усті. Із-за малих утримуючих сил на молекулярному рівні на межі плівки натягу на гранулах аміачної селітри і частинок прокатної окалини.

Погана змочуваність частинок прокатної окалини, які мають плоску форму сприяє міграції дизельного палива по колонці заряду в нижні шари. Дизельне паливо »395, яке не увібралося в пори гранул аміачної селітри не вбирається частинками прокатної окалини, а мігрує по колонці заряду в нижні шари. Це зменшує вибухові характеристики, порушує фізичну стабільність і рівномірність розподілення концентрації енергії вибуху по колонці заряду, що знижує його енергоємність і енергоємність ВС.

Високий кисневий баланс рівний ї3,5, сприяє підвищеному утворенню високотоксичних окислів азоту і вуглецю при вибуху, що негативно впливає на екологічній стан в районі проведення вибухових робіт.

Недостатньо малий діаметр відкритого заряду і критичний діаметр заряду в міцній оболонці не дозволяють вести вибухові роботи по руйнуванню гірських порід свердловинними зарядами більш малого діаметру.

Причинами, які перешкодить одержанню технічного результату прототипом являються наступні: висока щільність дрібних частинок прокатної окалини після їж змочування дизельним паливом, яка сприяє його міграції в нижні шари ВС, що знижує вибухові характеристики, фізичну стабільність і енергоємність ВС; дизельне паливо х»395, яке не увібралося в гранули аміачної селітри не вбирається дрібними частинками прокатної окалини, а мігрує в нижні шари ВС, що знижує вибухові характеристики, фізичну стабільність і енергоємність ВС; винесення деяких дрібних частинок прокатної окалини зворотним потоком повітря із свердловини при її заряджанні, які із-за малих утримуючих сил натягу на молекулярному рівні відриваються від поверхні гранул аміачної селітри приводить до зниження вибухових характеристик, фізичної стабільності і енергоємності ВС; високий кисневий баланс, рівний ї3,5, сприяє утворенню високотоксичним окислів азоту і вуглецю, що негативно впливає на екологічний стан в районі проведення вибухових робіт.

Завданням винаходу, який заявляється є розробка вибухової суміші, в якій за рахунок заміни дрібної фракції прокатної окалини на дрібні відходи доменного коксу фракції не більш 1,0мм, а в якості рідкого пального вміщує дизельне паливо, або рідке мінеральне масло, або рідкі відходи відроблених мастил забезпечується покращення вибухових характеристик, підвищення фізичної стабільності та енергоємності із покращенням екологічного стану в районі проведення вибухових робіт з повною утилізацією промислових відходів коксохімічного виробництва.

Поставлене заїдання вирішується тим, що вибухова суміш, що містить гранульовану аміачну селітру та рідке пальне згідно винаходу вона додатково містить дрібні відходи доменного коксу фракції не більш 1,Омм, а як рідке пальне містить дизельне паливо, або рідке мінеральне масло, або рідкі відходи відпрацьованих мастил при наступному співвідношенні компонентів у відсотках по масовій частці; аміачна селітра 85-41 рідке пальне (дизельне паливо, рідке мінеральне масло, рідкі відходи відпрацьованих мастил) 6,0-0,5 дрібні відходи доменного коксу фракції не більші 1,0мм 9,0-0,5

Суттєвими ознаками в даному винаході є: гранульована аміачна селітра, рідке пальне, дрібні відходи доменного коксу фракції не більш 1,О0мм, рідке пальне в якості дизельного палива, або рідкого мінерального масла, або рідких відходів відроблених мастил при відповідному співвідношенні компонентів.

Новими суттєвими ознаками вибухової суміші, що заявляється є: додатковий вміст дрібних відходів доменного коксу фракції не більш 1,0мм, вміст рідкого пального в якості дизельного палива, або рідкого мінерального масла, або рідких відходів відроблених мастил при відповідному співвідношенні компонентів.

Завдяки новим суттєвим ознакам утворюється вибухова суміш з покращенними вибуховими характеристиками, більш фізичною стабільністю та енергоємністю з покращенням екологічного стану в районі проведення вибухових робіт і повною утилізацією промислових відходів коксохімічного виробництва. При цьому забезпечується повне і рівномірне проникнення рідкого пального в пори дрібних частинок доменного коксу фракції на більш 1,0 з їх обволіканням, а також проникнення залишків не використаного рідкого пального в пори гранул аміачної селітри з їх обволіканням, що збільшує сприйняття ВС до початкового імпульсу.

Критерієм ВС, що заявляється є зменшений критичний діаметр відкритого заряду, а також в міцній оболонці і значно зменшений кисневий баланс, підвищена розрахункова теплота вибуду.

В таблиці приведені характеристики запропонованої вибухової суміші, що одержані розрахунковим та експериментальним шляхами.

Таблиця

ШИНИ ТО СНННННН сішене оо го

Характеристики й виміру о Обємтгазіввибуху.///////777777777711111 | ЛГ 17777711930 Ї777171711960 о Критичнийдіаметрвідкритоо заряду. | мм | 75-80. | 60-75 щЩД (Критичнийдіаметрзарядувміцнійоболонці| мм | 40 2 | 3540

Аналіз даних таблиці свідчить, що розроблена ВС володіє покращеними вибуховими характеристиками, підвищеними фізичною стабільністю і енергоємністю при зменшеному критичному діаметрі відкритого заряду і заряду в міцній оболонці, зменшеному кисневому балансі, притому значно, підвищена розрахункова теплота вибуху і об'єм газів вибуху.

Раціональне співвідношення компонентів вибухової суміші, що заявляється є таким у відсотках по масовій частці: аміачна селітра 851 рідке пальне (дизельне паливо, рідке мінеральне масло, рідкі відходи відроблених мастил) 6б,0-0,5 дрібні відходи доменного коксу фракції не більш 1,0мм 9-0,5

Спосіб приготування і дії вибухової суміші, що заявляється. В змішувальну майну (ЗМ) "Тера-500" завантажують дрібні відходи доменного коксу фракції 1,Омм в кількості 995 від загальної маси ВС, яку готують, потім заливають дизельне паливо, або рідке мінеральне масло, або рідкі відходи відроблених мастил 6,095 і довантажують бункер змішувальної машини аміачною селітрою 8595 (при необхідності подрібненою), змішують протягом 30 хвилин при вугловій швидкості барабана змішувальної машини 6,5об/хв. В процесі змішування за рахунок осмотичного тиску дизельне паливо всмоктується в пори частинок коксу і гранул аміачної селітри, залишки його обволікають частинки коксу і гранули аміачної селітри і створюють на їх поверхні плівки, де завдяки силам молекулярного натягу однорідних рідин частинки і гранули притягуються, утворюється вибухова суміш щільністю 950Кг/м3.

Приготовлена вибухова суміш завантажується в зарядну мамину М3-8 для заряджання в свердловину.

Проведені досліди при заряджанні в свердловину діаметром 250мм показали, що велика пористість дрібних відходів доменного коксу фракції 1,0мм дозволяє утриматися до 7595 дизельного палива від його маси. Крім того, завдяки близьким величинам щільності, кількість дрібних відходів доменного коксу фракції 1,0мм дорівнює 700-850Кг/м?, а для аміачної селітри - 850-500Кг/м3. При заряджанні в свердловину відбувається їх додаткове і рівномірне змішування зворотним потоком повітря, що сприяє покращенню вибухових характеристик, підвищенню фізичної стабільності і енергоємності.

Підвищений склад дизельного палива в суміші, який складав 6,095 відносно маси вибухової суміші підтверджує повне і рівномірне насичення дрібних відходів доменного коксу фракції 1,0мм і гранул аміачної селітри, а їх обволіканням, що покращує її вибухові характеристики, підвищує фізичну стабільність і енергоємність.

За критерій терміну збереження ВС брали максимальний час тривалості знаходження заряду в першій зарядженій свердловині до проведення вибуху.

В умовах гірничо-збагачувальних комбінатів Криворізького басейну тривалість знаходження заряду в свердловині в залежності від кількості висаджуваних свердловин складає від З до 7 діб:

Склад вибухової суміші, що заявляється залишається стабільним протягом 7 діб. Внаслідок осмотичного тиску в порах дрібних частинок відходів доменного коксу дизельне паливо не витікає. Цей склад ВС утримується і в міцній оболонці в цих же умовах протягом 30 діб.

Відібрані три проби вагою по 4кг в міцній поліетиленовій оболонці діаметром 9Омм стійко детонували від 100г Амоніту 6ЖВ. При ініціюванні свердловин, на фронті детонаційної хвилі під дією високого тиску та температури рідке пальне, наприклад дизельне паливо, яке знаходиться в порах коксу миттєво випаровується і взаємодіючи з газами (кисень, водень), які виділяються внаслідок вибухової реакції на фронті детонаційної хвилі при згорянні частинок коксу і аміачної селітри вибухають, підживляючи енергією детонаційну хвилю.

Дрібні частинки відходів доменного коксу насичені дизельним паливом разом з насиченими гранулами аміачної селітри з їх обволіканням являються вибуховим сенсибілізатором.

Наявність такого вибухового сенсибілізатора покращує вибухові і енергетичні показники ВС, що заявляється.

Склад вибухової суміші, що заявляється стійко детонує від 100г Амоніту 6ЖВ з критичним діаметром відкритого заряду 60-75мм і критичним діаметром в міцній оболонці 35-40мм.

Проведений експеримент по зволоженню ВС, що заявляється, до 695 показав, що здатність до ініціювання від 100г Амоніту бЖВ не зменшується, що дозволяє проводам заряджання зволожених свердловин.

Зменшений критичний діаметр як відкритого заряду, так і в міцній оболонці, а також висока сприйнятливість до початкового імпульсу покращує вибухові характеристики, підвищує фізичну стабільність і енергетичну по колонці заряду, що дозволяє руйнувати гірські породи свердловинній зарядами із покращенням екологічного стану в районі проведення вибухових робіт і з повною утилізацією відходів коксохімічного виробництва.

Таким чином зміна в ВС прокатної окалини на дрібні відходи доменного коксу фракції не більш 1,0мм із прийняттям у якості рідкого пального дизельного палива, або рідкого мінерального масла, або рідких відходів відроблених мастил при відповідному співвідношенні компонентів забезпечує покращення вибуховим характеристик, підвищення фізичної стабільності та енергоємності із збереженням екологічного стану в районі проведення вибухових робіт з повною утилізацією промислових відходів коксохімічного виробництва. ВС можна використовувати для руйнування гірських порід сухих і зволожених з коефіцієнтом міцності 6-16 балів за шкалою М.М Протод'яконова.

Claims (1)

1. Вибухова суміш, що містить гранульовану аміачну селітру та рідке пальне, яка відрізняється тим, що вона додатково містить дрібні відходи доменного коксу фракції не більше 1,0 мм, а як рідке пальне містить дизельне паливо або рідке мінеральне масло, або рідкі відходи відпрацьованих мастил при наступному співвідношенні компонентів у відсотках по масовій частці:

   аміачна селітра 85 51 рідке пальне (дизельне паливо, рідке мінеральне масло, рідкі 6,0-0,5 відходи відпрацьованих мастил)

   дрібні відходи доменного коксу фракції не більше 1,0 мм 90,5.