ПАТРОН ДЛЯ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВВ

Полезная модель относится к области горной промышленности, а именно к технике ведения взрывных работ на поверхности, и может быть использована при взрывных работах с использованием эмульсионных ВВ, содержащих газогенерирующие добавки.
Сенсибилизацию эмульсионных ВВ производят введением в их составы газовых пузырьков с помощью микросфер, порофоров или путем аэрации. В России наибольшее распространение получил способ сенсибилизации эмульсионных ВВ с помощью порофоров - веществ, способных взаимодействовать с каким-либо компонентом ВВ с образованием газообразных продуктов реакции. В качестве порофора используют, например, нитрит натрия, который взаимодействует с нитратом аммония с выделением газообразного азота.
Известен патрон для заряжания обводненных скважин гранулированными ВВ на основе аммиачной селитры, содержащий наружную оболочку из полипропилена и внутреннюю оболочку из эластичного водонепроницаемого материала, заполненную ВВ, причем обе оболочки сшиты между собой с образованием отверстий (свидетельства на полезную модель №21934, Кл, E21C 37/00, приоритет 28.02.2001., опубликовано 27.02.2002.).
Известный патрон не предназначен для патронирования эмульсионных ВВ, содержащих газогенерирующие добавки, так как газовые включения могут через отверстия диффундировать в атмосферу, в результате чего детонационная способность таких ВВ падает.
Известен патрон для промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, содержащий оболочку с торцевыми зажимами и 12-40% аммиачной селитры с размерами частиц не более 0,7 мм, в газифицированной обратной эмульсии с катализатором, в качестве которого используют натриевую селитру и соли щелочных металлов жирных кислот животного происхождения, например стеарат натрия, или растительного происхождения, например таловое мыло (Патент на полезную модель №92468, Кл, E21C 37/00, приоритет от 09.11.2009, опубликовано 20.03.2010 г.).
Основным недостатком известных патронов является высокая вероятность кристаллизации состава при их хранении из-за большого содержания мелкой селитры, что приводит к потере эксплуатационных свойств патронов, а содержание таких компонентов, как натриевая селитра, стеарат натрия, таловое мыло и так далее значительно повышает стоимость патронов.
Предложен патрон для эмульсионных ВВ, содержащих оболочку с торцевыми зажимами и ВВ. Сущность полезной модели заключается в том, что патрон содержит оболочку из полиэтилена с толщиной пленки от 0,1 до 0,2 мм мм, гранулированную аммиачную селитру от 17 до 33% от общей массы эмульсионных ВВ, при этом он содержит газифицированную эмульсию с размером глобул эмульсии не более 45 мкм.
Оптимальная толщина пленки составляет 0,1-0,2 мм, так как при меньшей толщине пленка рвется, а при большой толщине не обеспечивается полная герметизация торцов патрона при их клипсовании.
Оптимальная масса гранулированной селитры в эмульсии составляет от 17 до 33% от общей массы эмульсионного ЭВВ. При заполнении оболочки горячей эмульсией (температура 80-90°C) происходит утончение полимерной пленки (полиэтилен), что может привести к порывам и нарушению ее герметичности. Содержание селитры в эмульсии в количестве более чем 17% приводит к снижению ее температуры (на 5-30°C) внутри патрона при его изготовлении, что позволяет предохранять оболочку от разрывов. При увеличении количества селитры в эмульсии больше 33% резко снижается водоустойчивость эмульсионных ВВ из-за утончения пленки из нефтепродуктов, покрывающей капли растворов селитры, из которых состоит эмульсия, а также и саму селитру. Оптимальные размеры глобул эмульсии должны быть не более 45 мкм, так как при больших размерах капелек растворов селитры в жидком нефтепродукте значительно снижается устойчивость эмульсии и возрастает значительно вероятность ее разрушения, приводящая к ухудшению эксплуатационных свойств патронов.
Патрон содержит оболочку из полиэтиленовой пленки -1 со сварным швом -2. Торцы полиэтиленовой оболочки заделывают в «чуб» зажимами -3 из алюминиевой проволоки (клипсы) диаметром 2,5 мм. В качестве ЭВВ может, например, использоваться эмульсионный состав «Эмуласт АС-25П» по ТУ 7276-076-00173769-2010, представляющий собой механическую смесь из обратной (водоустойчивой) водомасляной эмульсии (смесь из жидкого нефтепродукта, эмульгатора, водного раствора аммиачной селитры с добавками поваренной соли) с гранулированной аммиачной селитрой и сенсибилизатором (водный раствор нитрита натрия). Эмульсионное ВВ помещают в патроны диаметром от 90 до 220 мм и длиной до 500 мм. При заполнении патрона взрывчатым веществом в эмульсии - 4 образуются (за счет химической реакции между нитритом натрия и аммиачной селитрой) воздушные микровключения - 5 вокруг гранул аммиачной селитры - 6 в их межгранульном пространстве. При этом происходит увеличение объема ВВ и заполнение им свободного пространства оболочки.
При этом в эмульсии в качестве катализатора используется поваренная соль, что обеспечивает получение глобул эмульсии менее чем 5 мкм за счет снижения ее вязкости на 60-90%.
3
Количество гранулированной аммиачной селитры выбирают из условий ее равномерного распределения в эмульсии, обеспечения необходимой температуры эмульсионного ВВ для исключения возможности разрыва оболочки при выделении газа и для достижения необходимой плотности ВВ. Плотность патронированных эмульсионных ВВ должна быть не менее чем 1,2 г/см, что обеспечивает их надежную потопляемость и водоустойчивость в скважинах, содержащих воду. Экспериментальными исследованиями установлено, что этим условиям соответствует масса гранулированной аммиачной селитры в эмульсии от 17 до 33% от общего объема эмульсионного ВВ.
Использование технического решения согласно полезной модели позволяет улучшить эксплуатационные свойства патронов за счет повышения стабильности эмульсии и эффективного взрывания патронированных ЭВВ.