СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR PREPARATION OF EXPLOSIVE AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Изобретение относится к безопасным способам механизированного изготовления неводоустойчивых смесевых гранулированных промышленных взрывчатых веществ (ВВ).
Большое распространение при производстве взрывных работ в горнорудной промышленности и строительстве получили неводоустойчивые смесевые гранулированные промышленные ВВ, способом приготовления которых является механическое смешивание гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (нефтепродукта).
При больших объемах заряжания шпуров и скважин гранулированными промышленными взрывчатыми веществами (гранулитами) для взрывной отбойки горных пород, традиционно используются пневмозарядчики или смесительно-зарядные установки (СЗУ), смонтированные на самоходных базах автомобильных шасси. Указанные пневмозарядчики и СЗУ могут применяться как для заряжания скважин уже готовыми ВВ, так и для изготовления ВВ в процессе заряжания.
Прототипом предлагаемого способа приготовления взрывчатого вещества и устройства, его осуществляющего, является установка, содержащая емкость с перемешиваемым жидким нефтепродуктом, который через насос форсункой осуществляет впрыск в транспортируемую по конвейеру и интенсивно перемешиваемую шнеком гранулированную аммиачную селитру, что позволяет получить однородную смесь - В.Л.Барон, В.Х.Кантор "Техника и технология взрывных работ в США". М.: "Недра", 1989 г., стр.95.
Недостатки прототипа состоят в следующем:
- конструкция пневмозарядчиков достаточно сложна, вследствие чего работа на них требует достаточно высокой квалификации обслуживающего персонала. Кроме того, использование пневмозарядчика требует дополнительно наличия мощного и производительного источника сжатого воздуха - до 7 куб.м. в минуту при давлении до 0,6 МПа. Как правило, это либо стационарная пневмосистема предприятия, либо передвижная компрессорная установка, являющаяся самостоятельным устройством, сложным в эксплуатации;
- СЗУ на базе самоходных автомобильных шасси обладают ограниченной проходимостью и маневренностью, вследствие чего их применение ограничено в стесненных условиях (неудобные подъезды, узкие рабочие площадки) на открытых и подземных горных разработках;
- для СЗУ характерно «зависание» гранулированной аммиачной селитры в накопительных бункерах, вследствие чего шнеком может захватываться меньшее от расчетного количество селитры, а дизельного топлива впрыскивается прежнее количество. Нарушается соотношение топлива и окислителя, вследствие чего взрывчатые характеристики изготавливаемого ВВ ухудшаются вплоть до полной их потери;
- эксплуатацию пневмозарядчика и СЗУ сопровождают также дополнительные трудозатраты на перетаривание гранулированной селитры из мешкотары в бункеры пневмозарядчика или СЗУ. Это отнимает время, образуются значительные количества пустой тары (мешки), требующей дополнительных затрат на их сбор и утилизацию;
- с экономической точки зрения пневмозарядчики, передвижные компрессорные установки и СЗУ - достаточно дорогие технические устройства и компенсация затрат на их приобретение и эксплуатацию ложится на стоимость изготавливаемых ВВ, значительно удорожая последние;
- в процессе смешивания высокие скорости воздушных потоков способствуют интенсивному испарению нефтепродуктов и их уносу в окружающую среду, тем самым загрязняя воздух рабочей зоны. По этой же причине трудно добиться точности соотношения дозирования гранулированной селитры и нефтепродукта, т.к. количество селитры так же непостоянно вследствие ее потерь при насыпании в накопительный бункер.
В связи с указанными недостатками, техническая задача, решаемая предложенным способом и устройством, его осуществляющим, состоит в повышении технологичности путем увеличения точности дозирования компонентов, упрощении изготовления ВВ на месте его применения, без перетаривания, улучшении экологичности.
Эта задача решена в устройстве для приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта, содержащем емкость для жидкого нефтепродукта с напорным рукавом, мешок для размещения в нем гранулированной аммиачной селитры, размещенную внутри мешка перфорированную иглу для распыления жидкого нефтепродукта под напором не менее 5 м/с в мешок, выполненную на всю длину мешка в виде цилиндра с заостренным концом, с отношением длины цилиндра к его диаметру не более 100/1 и соединенную через насос и счетчик жидкого нефтепродукта с выходом напорного рукава, при этом расстояние между ближайшими отверстиями в перфорированной игле составляет не более 20 средних диаметров гранул аммиачной селитры, а диаметр мешка - не более 50 диаметров перфорированной иглы.
Предпочтительно в устройстве на вход иглы устанавливать впускной механизм, а также фильтр тонкой очистки (как правило, сетчатой конструкции) перед входом насоса.
Эта задача решена также в способе приготовления взрывчатого вещества, состоящего из гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта, включающем смешивание гранулированной аммиачной селитры с жидким нефтепродуктом, при этом аммиачную селитру затаривают в мешок, мешок укладывают на бок, протыкают перфорированной иглой на всю длину мешка, смешивание гранулированной аммиачной селитры осуществляют путем распыления жидкого нефтепродукта в мешок с аммиачной селитрой через отверстия в перфорированной игле под напором не менее 5 м/с.
На фиг.1 представлено устройство для приготовления взрывчатого вещества, в котором реализуется предложенный способ, на фиг.2 - вид иглы - смесителя.
Устройство по фиг.1 содержит емкость 1 с топливом - жидким нефтепродуктом. В емкости 1 размещен вход напорного рукава 2, выход которого через последовательно соединенные насос 3 и топливный счетчик 4 подсоединен к перфорированной игле 5 - смесителю, выполненному в виде узкого цилиндра (см. фиг.2), заостренного на конце, с отношением длины к диаметру - не более 100/1.
Конструкция перфорированной иглы 5 в виде узкого цилиндра предусматривает наличие сквозных отверстий 6, просверленных в стенке цилиндра под прямым углом к продольной образующей. Расстояние между отверстиями 6 - не более 20 средних диаметров гранул аммиачной селитры должно обеспечивать равномерное смачивание гранул селитры. Это расстояние подбирается, исходя из гранулометрического состава селитры и диаметра мешка, в который она затарена. Как правило, один завод-изготовитель селитры обеспечивает примерно одинаковый гранулометрический состав по всем партиям, что существенно облегчает задачу. Кроме того, использование мешков одного типоразмера также сужает диапазон подбора параметров иглы.
Перфорированная игла 5 размещена внутри мешка 7 с гранулированной аммиачной селитрой, на всю его длину, а диаметр мешка 7 должен быть не более 50 диаметров перфорированной иглы 5.
На выходе емкости 1 с топливом установлен, как показано на фиг.1, сетчатый фильтр 8 тонкой очистки. Как варианты, фильтр может устанавливаться на участке напорного рукава непосредственно перед входом насоса (всасывающим патрубком), либо на конце напорного рукава, размещаемого внутри емкости с топливом.
На входе иглы 5 установлен впускной механизм, например - кран 9.
Работа устройства, в соответствии с предложенным способом, осуществляется следующим образом.
Напорный рукав 2 с укрепленной на его конце иглой 5 через кран 9 разворачивают рядом с мешками с гранулированной аммиачной селитрой. Из емкости 1 заполняют напорный рукав 2, погружая его до дна в жидкий нефтепродукт, открывая кран 9 и прокачивая насос 3 до тех пор, пока из иглы 5 не начнет выходить топливо. После этого кран 9 закрывают, показания счетчика 4 обнуляют.
Мешок 7 с гранулированной пористой аммиачной селитрой (ГПАС) укладывают на бок. Не вскрывая его, протыкают оболочку иглой 5 на всю глубину мешка 7. Затем насосом 3, ориентируясь на показания счетчика 4, перекачивают требуемый объем топливного раствора в мешок 7.
Через отверстия 6 иглы 5 нефтепродукт распыляется в объем селитры, равномерно ее смачивания высоконапорной - не менее 5 м/с - струей за счет высокоскоростного растекания нефтепродукта по свободному межгранульному пространству.
После перекачки требуемого объема нефтепродукта, следуя показанию счетчика 4, оператор закрывает кран 9 на игле 5 и удаляет ее из мешка 7.
Сетчатый фильтр 8 тонкой очистики задерживает механические примеси и способствует более длительной работе насоса 3, отверстия перфорации 6 в игле 5 не забиваются механическими примесями, которые могут поступать с нефтепродуктами.
Кран 9 препятствует вытеканию нефтепродукта из напорного рукава 2 при перестановке иглы 5 из одного мешка селитры в другой.
Взрывчатое вещество изготовлено и готово к заряжанию в скважины.
Учет расхода гранулированной селитры осуществляется помешочно (масса мешков известна), учет расхода топлива - по показаниям счетчика 4.
При использовании гранулированной аммиачной селитры, затаренной в мешки диаметром, равном или менее диаметра заряжаемых скважин, приготовленное ВВ не растаривается из мешков при заряжании скважин: мешки с ВВ опускают непосредственно в скважины. В этом случае не образуется пустой мешкотары, требующей последующей утилизации (оболочки мешков сгорают в скважине при взрыве, без остатка).
При использовании предлагаемого способа и устройства увеличивается точность дозирования смешиваемых для ВВ компонентов - окислителя - гранулированной или пористой аммиачной селитры, и топлива - жидкого нефтепродукта, упрощается изготовление ВВ на месте его применения, улучшается экологичность.