ПАТРОН ДЛЯ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к 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 аммиачной селитрой с выделением газообразного азота.
Известен патрон для эмульсионных ВВ, содержащий газогенерирующие добавки, выполненный в виде полимерной оболочки с зажимами по торцам с размещенной в оболочке воздушной камерой, объем которой составляет от 6 до 10 процентов внутреннего объема оболочки (Свидетельство на полезную модель №26323, Кл, Е21С 37/00, приоритет 08.05.2002, опубликовано 27.11.2002 г.)
Основным недостатком известных патронов является их низкая надежность, т.к. в результате заполнения оболочки горячей эмульсией (температура 80-90°С) происходит утончение полимерной пленки (полиэтилен), что может привести к порывам и нарушению ее герметичности
Известен патрон для эмульсионных ВВ включающий оболочку из полиэтилена с торцевыми зажимами, газифицированную обратную эмульсии с гранулированной аммиачной, при этом масса гранулированной аммиачной селитры составляет от 28 до 32% от общей массы эмульсионных
ВВ в патроне (Патент №46810, Кл, Е21С 37/00, приоритет 01.02.2005 г., 27.07.2005 г. опубликовано.).
Недостатком известных патронов являются их эксплутационные свойства, т.к. из-за большого содержания гидрофильной гранулированной селитры в газифицированной эмульсии снижается ее пластичность и водоустойчивость, что может привести к зависанию патронов в скважине при их заряжании, а также снизить эффективность взрыва при попадании воды в составы ВВ при взрывании обводненных пород.
3
Предложен патрон для эмульсионных ВВ, содержащих оболочку с торцевыми зажимами и ЭВВ. Сущность полезной модели заключается в том, что патрон содержит эмульсионное ВВ с плотностью 1,1-1,35 г/см из газифицированной эмульсии с размещенными в ней гранулами из аммиачной селитры составляющими от 23 до 27% от общей массы ЭВВ.
3
Оптимальная масса гранулированной селитры в эмульсии составляет от 23 до 27% от общей массы ЭВВ. Распределение гранул селитры в эмульсии в таких количествах приводит к повышению ее пластичности и водоустойчивости за счет увеличения ее массы внутри патрона при его изготовлении, что позволяет улучшить эксплутационные свойства патронов. При этом облегчается и ускоряется процесс газификации при выделении газа в эмульсии, что позволяет обеспечивать плотность ЭВВ в пределах 1,1-1,35 г/см и облегчает саморегулирование диаметра патрона при заряжании скважин. Кроме этого при изготовлении патронов происходит более равномерное распределение воздушных микропузырьков в эмульсии из-за более легкого процесса смешивания в таких количествах селитры с эмульсией.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид патрона с ЭВВ, представляющим собой смесь из газифицированной эмульсии и гранулированной аммиачной селитры, на фиг.2 - поперечное сечение патрона-6.
Патрон содержит оболочку 1, изготовленную, например, из полиэтиленовой пленки. Торцы полиэтиленовой оболочки заделывают в «чуб» зажимами 2 из алюминиевой проволоки (клипсы) диаметром 2,5 мм. В качестве ЭВВ может например использоваться эмульсионный состав АС-25 по ТУ 2251-012-16359200-2003, представляющий собой механическую смесь из обратной (водоустойчивой) водомасляной эмульсии (смесь из жидкого нефтепродукта, эмульгатора, водного раствора аммиачной селитры или селитр (аммиачная и натриевая селитры) с добавками карбамида или поваренной соли, или без них) с гранулированной аммиачной селитрой и сенсибилизатором (водный раствор нитрита натрия). Эмульсионное ВВ помещают в патроны диаметром от 90-220 мм и длиной до 500 мм. При заполнении патрона взрывчатым веществом 3 в эмульсии образуются воздушные (за счет химической реакции между нитритом натрия и аммиачной селитрой) микровключения - 4 вокруг гранул аммиачной селитры и их межгранульном пространстве - 5. При этом происходит увеличение объема ВВ и заполнение им свободного пространства оболочки.
3
3
Плотность патронированных эмульсионных ВВ должна быть не менее 1,1 г/см, что обеспечивает их надежное потопление в скважинах содержащих воду. При этом их плотность не должна превышать 1.35 г/см, что обеспечивает надежность взрывания. Количество гранулированной аммиачной селитры выбирают из условий ее равномерного распределения в эмульсии, обеспечения необходимой температуры эмульсионного ВВ, исключающий возможность разрыва оболочки при выделении газа и достижения им необходимых пластичности и плотности. Исследованиями в производственных условиях установлено, что этим условиям соответствует масса гранулированной аммиачной селитры в эмульсии составляющая от 23 до 27% от общего объема эмульсионного ВВ.
Для определения свойств предлагаемых эмульсионных ВВ были изготовлены опытные образцы различных составов. Технология изготовления, основанная на технологии изготовления эмульсионных
составов АС-25П, заключалась в том, что в одной емкости предварительно смешивали гранулированную аммиачную селитру с эмульсией («Эмульсионный состав АС-25»), а затем полученную смесь перемешивали с газогенерирующей добавкой (1-3% водный раствор нитрита натрия) до получения однородной массы с различной плотностью. Результаты испытаний эмульсионных составов проведенных на полигоне завода ОАО «Промсинтез» (г.Чапаевск) приведены в таблице.
Таблица
Показатели и результаты испытаний эмульсионных составов ВВ.
Содержание компонентов эмульсионного состава, %
Температура состава, °С
Водоустойчивость, не более, г/см<sup>2</sup>
Вязкость, 1×10<sup>5</sup>, спз
Детонация заряда длиной 0,5 м в полиэтиленовой оболочке диаметром (120±5) мм
При плотности, г/см<sup>3</sup>
1,1-1,35
1,4
Эмульсия
Гранул AC
100
80
0,2
1,14-1,26
Полная
Не полная
90
10
70
0,2
1,26-1,28
Полная
Не полная
85
15
70
0,2
1,28-1,3
Полная
Не полная
80
20
69
0,3
1,3-1,32
Полная
Не полная
75
25
67
0,3
1,32-1,34
Полная
Не полная
70
30
65
0,35
1,36-1,44
Полная
Не полная
3
Из таблицы видно, что с увеличением содержания гранулированной аммиачной селитры в эмульсии снижается температура и повышается вязкость состава. Наиболее предпочтительным является содержание в эмульсионном составе 25% гранулированной АС. При этом составы эмульсии содержащие гранулированную селитру (23-27%) имеют температуру ниже по сравнению с «чистой» эмульсией. Кроме того, эти эмульсионные составы более водоустойчивы и менее вязкие, чем эмульсионные ВВ содержащие гранулированную селитру более 27%. Из таблицы также видно, что надежность взрывания эмульсионных ВВ при их плотности более, чем 1,35 г/cм знaчитeльнo снижается вплоть до прекращения процесса детонации.
Использование технического решения согласно полезной модели позволяет улучшить эксплутационные свойства патронов за счет повышения пластичности ЭВВ и надежности эффективного взрывания патронированных ВВ.