Результат интеллектуальной деятельности: Предохранительное взрывчатое вещество

Предлагаемое изобретение относится к производству предохранительных взрывчатых веществ для угольной промышленности. Оно может быть применено для ведения взрывных работ в угольных шахтах опасных по метану и пыли.

Известны предохранительные взрывчатые вещества, содержащие нитрат аммония в качестве окислителя; тротил, гексоген, нитроглицерин или их смеси в качестве сенсибилизатора; хлориды щелочных металлов в качестве пламегасителя.

Известны также взрывчатые вещества, содержащие только нитрат аммония с горючим (органическими веществами), например дизельным топливом, древесной мукой и т.д. В известных предохранительных взрывчатых веществах твердые компоненты смешивают между собой в порошкообразном виде. Известно образование взрывчатых смесей нитрата аммония с горючим и сенсибилизатором в растворе жидкого аммиака с последующей регенерацией последнего.

Предлагается новое предохранительное взрывчатое вещество, содержащее нитрат аммония, продукты взаимодействия мочевины с формальдегидом и хлористый калий. В предлагаемом взрывчатом веществе нитрат аммония является окислителем, органические продукты взаимодействия мочевины с формальдегидом - горючим. Хлористый калий является пламегасящей добавкой, которая придает взрывчатому веществу предохранительные свойства и стабилизирует нитрат аммония. Особенность взрывчатого вещества состоит в том, что нитрат аммония смешивают с горючим и пламегасителем в водном растворе. Этим достигают тщательного смешения компонентов между собой. При последующей сушке после удаления воды получают предохранительное взрывчатое вещество с высокой детонационной способностью. Такое смешение позволяет исключить из состава взрывчатого вещества сенсибилизатор (тротил, гексоген), уменьшить количество пламегасителя. Отсутствие в составе взрывчатого вещества сенсибилизатора снижает чувствительность к механическим воздействиям. Соотношение нитрата аммония и горючего выбирают из расчета обеспечения кислородного баланса смеси, близкого к нулевому.

Количество хлористого калия в составе предохранительного взрывчатого вещества принимают равным 10-12%.

Пример

В химический стакан, снабженный мешалкой и термометром, вносят 240 (г) нитрата аммония, 70 (мл) водного 37%-ного раствора формальдегида, 50 (мл) воды, 30 (г) хлористого калия. При перемешивании и температуре 20-25° нитрат аммония и хлористый калий растворяют в водном растворе формальдегида.

После растворения компонентов в раствор вносят 40 (г) мочевины. В этих условиях мочевина реагирует с формальдегидом с образованием аморфных, непрозрачных, не растворимых в воде продуктов, в основном метиленмочевин, общей формулы (C₂H₄N₂O)_n и небольшого количества смолы, и температура реакционной массы повышается до 30-40°. Эта смесь образует капиллярно-пористую структуру, в которой находится насыщенный водный раствор нитрата аммония и хлористого калия.

При сушке в вакууме из этой системы удаляют влагу, а нитрат аммония и хлористый калий кристаллизуются в виде очень мелких кристаллов в пористой структуре метиленмочевины, чем достигается тщательное (тонкое) смешение. Температура сушки зависит от толщины слоя вещества, остаточного давления в вакуум-шкафу, от влажности вещества.

Высушенный продукт по внешнему виду представляет собой белую пористую массу и имеет следующий расчетный состав:

NH₄NO₃ - 67%; CH₂O+(NH₂)₂CO - 23%; KCl - 10%.

Взрывчатое вещество, высушенное до остаточной влажности не более 0,2%, просеянное через шелковое сито №15, имеет следующие взрывчатые свойства:

Предохранительные свойства предлагаемого взрывчатого вещества находятся на уровне предохранительных ВВ IV класса. При испытании в опытном штреке открытые заряды ВВ весом 40-42 г не воспламеняют метано-воздушную смесь. Известно, что в подобных условиях заряды ПЖВ-20 весом 15-25 г воспламеняют метано-воздушную смесь.