ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ НА ОСНОВЕ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ
AMMONIUM NITRATE BASED EXPLOSIVE COMPOUND

Изобретение относится к гранулированным промышленным взрывчатым веществам на основе гранулированной аммиачной селитры, которые применяются на взрывных работах в карьерах и подземных рудниках (шахтах) горнодобывающих предприятий при добыче полезных ископаемых.
Известен ряд взрывчатых составов с использованием аммиачной селитры и тротила - граммониты.
Граммонит 79/21 ГОСТ 21988-76 представляет собой механическую смесь гранул аммиачной селитры и чешуек тротила или смесь гранул селитры, гранул тротила и чешуек тротила в соотношении: селитра - 79,0±1,5%, тротил - 21,0±1,5%.
+4
+6
-6
-4
Граммониты 50/50, 50/50-В, 30/70, 30/70-В ГОСТ 21988-76 представляют собой механическую смесь гранул селитры и тротила в соотношениях: селитра - 50 % и тротил - 50 %; селитра - 50±3% и тротил - 50±3%; селитра - 30±5% и тротил - 70±5%; селитра - 30±4% и тротил - 70±4% соответственно.
Граммонит 82/18 ТУ 84-1025-84 представляет собой механическую смесь гранул селитры и тротила в соотношении: селитра - 82,0±1,5% и тротил - 18,0±1,5%.
Граммонит Т-5 ТУ 727600-046-0017.37.69-98 представляет собой механическую смесь гранул селитры (90,5±1,5%), чешуированного тротила (5,0±0,6%), твердых и жидких горючих добавок - угольного порошка (3,0±0,8%) и дизельного топлива или нефтяного экстракта или их смеси (1,5±0,4%).
Граммониты М-5, M-10, М-15, М-21 представляют собой механическую смесь гранул селитры (89,6±1,2%, 86,3±2,0%, 82,9±2,0%, 79,0±1,5% соответственно), гранулированного тротила (5,0±0,6%, 10,0±1,5%, 15,0±1,5%, 21,0±1,5% соответственно) и твердой горючей добавки - угольного порошка (5,4±0,6%, 3,7±0,5%, 2,1±0,5%, 0% соответственно).
Граммонит ТМ ТУ 84-08628424-740-2002 представляет собой механическую смесь гранул селитры (79,3% гранулированной селитры и 4,0% селитры водоустойчивой), гранулированного тротила (15,0%) и жидкой горючей добавки - нефтепродукта (1,7%).
Граммотолы 5, 10, 15, 20 ТУ 7276-016-11692478-98 представляют собой механическую смесь гранул селитры или гранул пористой селитры (90,8±3,0%, 87,0±3,0%, 83,9±3,0%, 79,0±3,0% соответственно), гранулированного или чешуированного тротила (5,0±1,0%, 10,0±1,5%, 15,0±1,5%, 20,0±1,5% соответственно) и жидкой горючей добавки - нефтепродукта (4,2±0,5%, 3,0±0,5%, 2,0±0,5%, 1,0±0,5% соответственно).
Известен ряд взрывчатых составов - гранулитов различных марок - с использованием гранулированной аммиачной или гранулированной аммиачной пористой селитры (окислителя) и жидких, твердых измельченных металлических и неметаллических горючих компонентов (нефтепродуктов, алюминия, алюминия кремнистого, ферросилиция, угольного порошка и т.д.).
Все вышеуказанные взрывчатые составы имеют следующие недостатки:
- их физическая нестабильность, заключающаяся в расслаивании компонентов с разными физическими показателями (плотность и гранулометрический состав), что приводит к снижению взрывчатых характеристик составов и снижению безопасности их применения на взрывных работах;
- ограниченная область их применения на взрывных работах, что выражается в отсутствии в составе ВВ ингибитора (стабилизатора), в результате чего применение этих составов при разрушении сульфидосодержащих руд может привести к термохимической реакции аммиачной селитры с сульфидами и, соответственно, к несанкционированным взрывам.
Помимо этих недостатков взрывчатые составы, имеющие в своем составе жидкие нефтепродукты, характеризуются «стеканием» нефтепродукта с гранул селитры, что, в свою очередь, ведет к снижению взрывчатых характеристик и повышению выделения ядовитых газов при взрыве.
Взрывчатые составы, не имеющие в своем составе жидкого нефтепродукта, в свою очередь, при заряжании выделяют значительное количество токсичной пыли, что ухудшает санитарно-гигиенические условия ведения взрывных работ.
Наиболее близким к заявляемому составу по виду применяемых компонентов и области назначения является взрывчатый состав "Дитолан" ТУ 7508405-179-2000 (патент RU 2216529, 2001), содержащий следующие компоненты (мас.%):
селитра аммиачная гранулированная
88,5±1,0
динитротолуол
9,2±0,5
масло индустриальное или масло приборное
или дизельное топливо
2,3±0,5
Недостатками этого взрывчатого состава являются:
- низкие взрывчатые характеристики состава, что ведет к ограничению области применения состава на взрывных работах, т.е. возможно взрывание только некрепких горных пород;
- ограниченная область их применения на взрывных работах, что выражается в отсутствии в составе ВВ ингибитора (стабилизатора), в результате чего применение этих составов при разрушении сульфидсодержащих руд может привести к термохимической реакции аммиачной селитры с сульфидами и несанкционированным взрывам.
Техническим результатом настоящего изобретения является расширение области применения состава за счет получения состава взрывчатой смеси с высокими взрывчатыми характеристиками на основе аммиачной селитры и комбинированной горючей добавки, применение которого исключает несанкционированные взрывы.
Указанный результат достигается за счет применения взрывчатого состава, содержащего пористую гранулированную аммиачную селитру, ингибитор и комбинированное горючее, представляющее собой смесь динитротолуола, жидкого горючего и измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и /или их окислов, при этом жидкое горючее представляет собой масло индустриальное или масло приборное, или дизельное топливо, или мазут, или жир животный технический, или их смесь, а при смешении аммиачной селитры, ингибитора и комбинированного горючего получают гранулы аммиачной селитры, покрытые горючим составом с ингибитором, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
селитра аммиачная гранулированная пористая
70,0-90,0
динитротолуол
4,0-15,0
масло индустриальное или масло приборное,
или дизельное топливо, или мазут, или жир
животный технический, или их смесь
0,5-6,0
измельченное металлическое горючее
на основе алюминия, железа, кальция,
магния, марганца, титана, хрома,
цинка и /или их окислов в различных
соотношениях между собой
0,1-15,0
ингибитор
0,5-3,0.
При этом в качестве ингибитора могут быть использованы измельченные мел или карбамид, или их смесь. Добавление ингибитора в состав позволит исключить несанкционированные взрывы за счет замедления или исключения термохимической реакции взаимодействия аммиачной селитры с сульфидами, присутствующие при разрушении сульфидсодержащих руд.
Благодаря наличию в составе комбинированного горючего динитротолуола, жидкого горючего: масла индустриального или масла приборного, или дизельного топлива, или мазута, или жира животного технического, или их смеси, и измельченного металлического горючего на основе алюминия, железа, кальция, магния, марганца, титана, хрома, цинка и их окислов, достигаются высокие взрывчатые характеристики, исключается расслаивание компонентов с разными физическими показателями (плотность и гранулометрический состав), что приводит к повышению безопасности применения заявленного состава на взрывных работах.
Заявленный состав (рецептура) получают путем смешивания компонентов/ингредиентов в любой последовательности (при любом порядке смешивания составляющих), который имеет следующее соотношение между компонентами, мас.%:
селитра аммиачная гранулированная пористая
70,0-90,0
динитротолуол
4,0-15,0
масло индустриальное или масло приборное,
или дизельное топливо, или мазут, или жир
животный технический, или их смесь
0,5-6-0
измельченное металлическое горючее
на основе алюминия, железа, кальция,
магния, марганца, титана, хрома,
цинка и(или) их окислов в различных
соотношениях между собой
0,1-15,0
измельченные мел, мочевина (карбамид) или
их смеси
0,5-3,0
Пример получения.
Образцы взрывчатых составов согласно изобретению приведены в таблице.
Наименование компонентов и показателей
Прототип
1
2
3
Компонентный состав, %
1. Селитра аммиачная
88,5±1,0
-
-
-
гранулированная
2. Селитра аммиачная гранулированная пористая
-
70,0
70,0
70,0
3. Динитротолуол
9,2±0,5
14,5
11,5
13,5
4. Жидкое горючее:
2,3±0,5
0,5
4,0
6,0
из них:
из них:
из них:
- масло индустриальное
0,5
2,0
2,0
- масло приборное
-
2,0
1,0
- дизельное топливо
-
-
1,0
- мазут
-
-
1,0
- жир животный технический
-
-
1,0
5. Измельченное твердое металлическое горючее на основе:
-
14,5
14,0
10,0
из них:
из них:
из них:
- алюминия и (или) оксид алюминия
1,5
1,5
1,0
- железа и (или) оксид железа
10,0
9,5
7,0
- кальция и (или) оксид кальция
2,25
2,25
1,5
- магния и (или) оксид магния
0,3
0,3
0,2
- марганца и (или) оксид марганца
0,15
0,15
0,1
- титана и (или) оксид титана
0,15
0,15
0,1
- хрома и (или) оксид хрома
0,075
0,075
0,05
- цинка и (или) оксид цинка
0,075
0,075
0,05
6. Ингибитор:
-
0,5
0,5
0,5
из них:
из них:
из них:
- мел
0,5
-
0,25
- мочевина (карбамид)
-
0,5
0,25
Показатели
3,7
3,7
3,7
Насыпная плотность, г/см<sup>3</sup>
0,87-0,90
0,95
0,95
0,93
Скорость детонации, км/с
3,0-3,5
Критический диаметр детонации в бумажной оболочке, мм
100-120
40-50
40-50
40-50
Продолжение таблицы
Наименование компонентов и показателей
4
5
6
7
Компонентный состав, %
1. Селитра аммиачная гранулированная
-
-
-
-
2. Селитра аммиачная гранулированная пористая
75,0
80,0
79,0
83,9
3. Динитротолуол
7,0
4,0
9,0
11,0
4. Жидкое горючее:
4,0
5,0
2,0
3,0
из них:
из них:
из них:
из них:
- масло индустриальное
-
-
-
1,0
- масло приборное
1,0
2,0
-
-
- дизельное топливо
1,0
1,0
-
-
- мазут
1,0
1,0
-
-
- жир животный технический
1,0
1,0
2,0
2,0
5. Измельченное твердое металлическое горючее на основе:
13,0
9,0
8,0
0,1
из них:
из них:
из них:
из них:
- алюминия и (или) оксид алюминия
1,5
1,0
0,8
0,02
- железа и (или) оксид железа
8,5
6,0
5,9
0,01
- кальция и (или) оксид кальция
2,25
1,5
0,9
0,01
- магния и (или) оксид магния
0,3
0,2
0,1
0,01
- марганца и (или) оксид марганца
0,15
0,1
0,1
0,01
- титана и (или) оксид титана
0,15
0,1
0,1
0,01
- хрома и (или) оксид хрома
0,075
0,05
0,05
0,015
- цинка и (или) оксид цинка
0,075
0,05
0,05
0,015
6. Ингибитор:
1,0
2,0
2,0
2,0
из них:
из них:
из них:
из них:
- мел
0,5
2,0
1,0
-
- мочевина (карбамид)
0,5
-
1,0
2,0
Показатели
Насыпная плотность, г/см<sup>3</sup>
0,93
0,92
0,93
0,95
Скорость детонации, км/с
3,5
3,5
3,5
3,5
Критический диаметр детонации в бумажной оболочке, мм
40-50
40-50
40-50
40-50
Продолжение таблицы
Наименование компонентов и показателей
8
9
10
11
Компонентный состав, %
1. Селитра аммиачная гранулированная
-
-
-
-
2. Селитра аммиачная гранулированная пористая
84,0
89,0
88,0
90,0
3. Динитротолуол
5,0
4,0
5,0
4,5
4. Жидкое горючее:
4,5
1,0
1,0
0,5
из них:
из них:
из них:
из них:
- масло индустриальное
-
-
-
-
- масло приборное
-
-
1,0
0,5
- дизельное топливо
-
1,0
-
-
- мазут
4,5
-
-
-
- жир животный технический
-
-
-
-
5. Измельченное твердое металлическое горючее на основе:
5,0
4,0
4,0
4,0
из них:
из них:
из них:
из них:
- алюминия и (или) оксид алюминия
0,5
0,4
0,4
0,5
- железа и (или) оксид железа
3,5
3,0
3,0
2,5
- кальция и (или) оксид кальция
0,75
0,4
0,4
0,75
- магния и (или) оксид магния
0,1
0,05
0,05
0,1
- марганца и (или) оксид марганца
0,05
0,05
0,05
0,05
- титана и (или) оксид титана
0,05
0,05
0,05
0,05
- хрома и (или) оксид хрома
0,025
0,025
0,025
0,025
- цинка и (или) оксид цинка
0,025
0,025
0,025
0,025
6. Ингибитор:
1,5
2,0
2,0
1,0
из них:
из них:
из них:
из них:
- мел
1,0
2,0
1,0
-
- мочевина (карбамид)
0,5
-
1,0
1,0
Показатели
Насыпная плотность, г/см<sup>3</sup>
0,90
0,90
0,90
0,90
Скорость детонации, км/с
3,3
3,2
3,2
3,2
Критический диаметр детонации в бумажной оболочке, мм
40-50
40-50
40-50
40-50
Как видно из приведенной таблицы, патентуемый взрывчатый состав обладает улучшенными взрывчатыми характеристиками по сравнению с наиболее близким аналогом. Кроме этого, при использовании данного состава благодаря входящему в его состав ингибитору отсутствуют несанкционированные взрывы.