Гранулированный взрывчатый материал (варианты)

(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "БИЙСКИЙ ОЛЕУМНЫЙ ЗАВОД" Изобретение относится к взрывным работам, а именно к промышленным гранулированным взрывчатым материалам (ВМ), используемым при ведении взрывных работ на поверхности разрезов, карьеров и рудников во всех климатических зонах Российской Федерации, стран СНГ. При создании предлагаемого изобретения ставилась задача получить более высокоэффективный ВМ. Для достижения такого технического результата предлагается гранулированный взрывчатый материал (первый вариант), представляющий собой гранулированный тротил, гранулы которого имеют следующий дисперсный состав: более 1,2 мм - не менее 94 мас.%, менее 3,2 мм - не менее 85 мас.%, менее 5 мм - все 100 мас.%. Гранулированный тротил имеет удельную поверхность величиной не менее 208 мм 2/г, отнесенную к единице массы гранул. Гранулированный взрывчатый материал (второй вариант) дополнительно совместно содержит воду и поверхностноактивное вещество, а гранулированный тротил имеет следующий дисперсный состав: более 1,2 мм - не менее 94 мас.%, менее 3,2 мм - не менее 85 мас.%, менее 5 мм - все 100 мас.%, при следующем содержании компонентов: вода - 0,02-2,0 мас.%, поверхностно-активное вещество 0,000015-0,024 мас.%, тротил - остальное до 100 мас.%. 015039 Изобретение относится к взрывным работам, а именно к промышленным гранулированным взрывчатым материалам (ВМ), используемым при ведении взрывных работ на поверхности разрезов, карьеров и рудников во всех климатических зонах Российской Федерации, стран СНГ и дальнего зарубежья, на породах и рудах любого состава. Известен [1, с. 62] гранулированный ВМ - алюмотол, в состав которого входит тротил (85%) и алюминиевый порошок (15%). Размер гранул от 2 до 5 мм. Алюмотол обладает высокой теплотой взрыва. Однако широко не применяется из-за значительной стоимости алюминиевого порошка. Наименьшую стоимость по сравнению с алюмотолом имеет гранулотол ГОСТ 25857-83. Гранулотол состоит из следующих размеров гранул (дисперсный состав) [2, с. 2]: проход гранул через сито с сеткой 5 по ГОСТ 3826-82 - не менее 50%; остаток гранул и их сростков на сите с сеткой 10 по ГОСТ 3826-82 - не более 3%; остаток на сите с сеткой 14 по ГОСТ 3826-82 - отсутствие. При этом средний размер (диаметр) гранул равен Такой гранулотол (крупно гранулированный ВМ) имеет сниженную эффективность действия взрыва, определяемую по величине обжатия свинцового цилиндра, равную 15 мм [3, с. 3, таблица, результаты сравнительных испытаний различных ВМ]. Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является взрывчатый материал (варианты) по патенту на изобретение RU 2223253 [3, с. 4, формула изобретения],который принят за прототип. Прототип представляет собой гранулированный тротил, гранулы которого имеют следующий дисперсный состав, мас.%: более 1,2 мм не менее 95 менее 3,2 мм не менее 75 более 5 мм отсутствие Прототип дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, а гранулированный тротил имеет следующий дисперсный состав, мас.%: более 1,2 мм не менее 95 менее 3,2 мм не менее 75 более 5 мм отсутствие при следующем содержании компонентов, мас.%: поверхностно-активное вещество 0,00002 - 0,022 тротил остальное до 100 Средний диаметр гранул прототипа равен Однако гранулы прототипа имеют большие размеры - допускается иметь гранулы менее 3,2 мм не менее 75 мас.% (т.е. допускается иметь гранулы более 3,2 мм до 25 мас.%), что не дает возможность получить значительную эффективность действия взрыва из-за небольшой поверхности гранул, отнесенной к единице ее массы. Поверхность гранулы диаметром 2,6 мм равна Масса гранулы со средним диаметром 2,6 мм при ее плотности (1,48+1,54)/2=1,51 г/см 3 (0,00151 г/мм 3)[2, с. 17] равна В этих условиях у прототипа удельная поверхность гранул (взрывчатого превращения), отнесенная к единице массы, равна 21,2/0,111=191 мм 2/г. При создании предлагаемого изобретения ставилась задача получить более высокоэффективный ВМ. Для достижения такого технического результата предлагается гранулированный взрывчатый материал (первый вариант), представляющий собой гранулированный тротил, гранулы которого имеют следующий дисперсный состав, мас.%: более 1,2 мм не менее 94 менее 3,2 мм не менее 85 менее 5 мм все 100 Гранулированный тротил имеет удельную поверхность величиной не менее 208 мм 2/г, отнесенную к единице массы гранул. Гранулированный взрывчатый материал (второй вариант) дополнительно совместно содержит воду-1 015039 и поверхностно-активное вещество, а гранулированный тротил имеет следующий дисперсный состав,мас.%: более 1,2 мм не менее 94 менее 3,2 мм не менее 85 менее 5 мм все 100 при следующем содержании компонентов, мас.%: вода 0,02-2,0 поверхностно-активное вещество 0,000015-0,024 тротил остальное до 100 Гранулированный тротил имеет удельную поверхность величиной не менее 208 мм 2/г, отнесенную к единице массы гранул. Гранулированный взрывчатый материал содержит на гранулах поверхностно-активное вещество в количестве от 0,000072 до 0,12 мг/см 2. В качестве поверхностно-активного вещества гранулированный взрывчатый материал содержит сульфонол. Наибольший средний диаметр гранул предлагаемого гранулированного ВМ равен Поверхность гранулы диаметром 2,39 мм равна Масса гранулы диаметром 2,39 мм при плотности 0,00151 г/мм 3 равна Удельная поверхность гранул (взрывчатого превращения) у предлагаемого гранулированного ВМ имеет величину не менее 17,9/0,086=208 мм 2/г, отнесенную к единице массы гранул (для более мелких диаметров гранул удельная их поверхность еще увеличивается на большую величину). Следовательно, предлагаемый гранулированный ВМ имеет удельную поверхность гранул на [(208191)/191]100=8,9% больше, чем у прототипа. Поэтому предлагаемый гранулированный ВМ обеспечит большую эффективность действия взрыва, чем прототип, за счет большей поверхности взрывчатого превращения. Однако чем меньше гранулы, тем хуже они погружаются в воду во время их загрузки в водонаполненную скважину и образуется расслоение заряда по высоте (более крупные гранулы собираются в нижней части заряда, а мелкие гранулы - в верхней части заряда), что приводит к меньшей эффективности действия взрыва. Для повышения эффективности действия взрыва гранулированный ВМ дополнительно совместно содержит воду и поверхностно-активное вещество (ПАВ). Удерживающая способность гранул ПАВ лучше при увеличении содержания воды. В случае когда содержание воды менее 0,02 мас.%, наблюдается ссыпание ПАВ с гранул. Когда содержание воды более 2,0 мас.%, происходит смерзание гранул в зимних условиях. Во время зарядки водонаполненных скважин гранулированным ВМ, содержащим ПАВ менее 0,000015 мас.%, наблюдаются плавающие в воде гранулы. Содержание ПАВ более 0,024 мас.% не целесообразно из-за повышения стоимости ВМ. Гранулированный ВМ имеет удельную поверхность гранул не менее 208 мм 2/г, что больше, чем у прототипа (191 мм 2/г). Для гарантированного погружения всех гранул тротила в воду достаточно ПАВ на гранулах в количестве от 0,000072 до 0,12 мг/см 2. При попадании гранул тротила с поверхностно-активным веществом в воду происходит растворение ПАВ в воде, что снижает поверхностное натяжение воды, приводящее к интенсивному погружению гранул в воду. Гранулированный взрывчатый материал в качестве поверхностно-активного вещества содержит сульфонол. Эффективность действия взрыва гранулированного ВМ определяют по величине обжатия стандартного свинцового цилиндра. Методика проведения исследований следующая. Испытуемый ВМ массой 1000 г помещают в бумажную гильзу внутренним диаметром 130 мм. Промежуточный детонатор (промдетонатор) заполняют тротилом в виде порошка массой 100 г. Диаметр промдетонатора 50 мм. Сверху по оси заряда погружают в исследуемый ВМ промдетонатор на 2/3 его высоты. Свинцовый цилиндр помещают на ровную стальную плиту. Цилиндр имеет диаметр 40 мм и высоту 60 мм. Измеряют высоту свинцового цилиндра в четырех взаимно перпендикулярных направлениях. На цилиндр устанавливают стальной конусный боек с наибольшим диаметром, равным 300 мм. Затем на боек устанавливают картонную стойку, обеспечивающую заданное расстояние (150 мм) от бойка до заряда (картонную стойку сгибают в виде боковой поверхности прямой треугольной призмы).-2 015039 На картонную стойку устанавливают приготовленный заряд. После центровки заряда в промдетонатор помещают электродетонатор и проводят подрыв. В результате резкого удара продуктов детонации по стальному бойку свинцовый цилиндр деформируется. После взрыва измеряют высоту свинцового цилиндра в четырех взаимно перпендикулярных направлениях. Мерой эффективности действия взрыва является величина обжатия цилиндра (разность между средними его высотами до и после взрыва). Дисперсный состав гранул определяется по ГОСТ 3826-82. Экспериментальные данные по зависимости величины обжатия свинцового цилиндра (эффективности действия взрыва) от содержания ВМ приведены в таблице. Из таблицы видно, что у прототипа средняя величина обжатия цилиндра 19 мм, а у предлагаемого ВМ - больше и равна 20,4 мм. Следовательно, предлагаемый ВМ имеет большую эффективность действия взрыва, чем прототип на [(20,4-19)/19]100=7,4%. Результаты сравнительных испытаний различных ВМ-3 015039 Источники информации 1. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд. 2, перераб. и доп. М.: Недра, 1977. 2. Гранулотол. Технические условия. ГОСТ 25857-83, 1983. 3. Патент на изобретение RU 2223253, 08.10.2001. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гранулированный взрывчатый материал, представляющий собой гранулированный тротил, отличающийся тем, что гранулированный тротил имеет следующий дисперсный состав, мас.%: более 1,2 мм не менее 94 менее 3,2 мм не менее 85 менее 5 мм все 100 2. Гранулированный взрывчатый материал по п.1, отличающийся тем, что гранулированный тротил имеет удельную поверхность величиной не менее 208 мм 2/г, отнесенную к единице массы гранул. 3. Гранулированный взрывчатый материал, представляющий собой гранулированный тротил, отличающийся тем, что он дополнительно совместно содержит воду и поверхностно-активное вещество, а гранулированный тротил имеет следующий дисперсный состав, мас.%: более 1,2 мм не менее 94 менее 3,2 мм не менее 85 менее 5 мм все 100 при следующем содержании компонентов, мас.%: вода 0,02-2,0 поверхностно-активное вещество 0,000015-0,024 тротил остальное до 100 4. Гранулированный взрывчатый материал по п.3, отличающийся тем, что гранулированный тротил имеет удельную поверхность величиной не менее 208 мм 2/г, отнесенную к единице массы гранул. 5. Гранулированный взрывчатый материал по п.3, отличающийся тем, что он содержит на гранулах поверхностно-активное вещество в количестве от 0,000072 до 0,12 мг/см 2. 6. Гранулированный взрывчатый материал по п.5, отличающийся тем, что в качестве поверхностноактивного вещества он содержит сульфонол.