×
09.08.2018
218.016.79ac

Результат интеллектуальной деятельности: Состав простейшего ВВ и способ его реализующий

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к взрывным работам, а именно простейшим взрывчатым веществам (ВВ). Состав включает окислитель в виде гранулированной аммиачной селитры и порошкового материала и горючее в виде жидкой и твердой фазы. Соотношение жидкой и твердой фаз горючего определяется на основе паритетного вклада в общий кислородный баланс горючего при обеспечении нулевого кислородного баланса простейшего ВВ. В качестве порошкового материала содержит измельченную аммиачную селитру или нитраты металлов щелочной группы, в качестве жидкой фазы горючего используют нефтепродукты, а в качестве твердой фазы - угольный порошок, коксовую мелочь или резиновую крошку фракционного состава -0,5+0,063 мм с коэффициентом анизодиаметричности формы частиц 1-6. Получают состав путем смешения компонентов. Состав предназначен для производства на стационарных пунктах изготовления гранулированных промышленных ВВ и в смесительно-зарядных машинах. Изобретение направлено на обеспечение полноты выделения энергии при взрывчатом превращении простейшего ВВ и повышение физической стабильности и детонационной способности ВВ. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано для повышения эффективности взрывания горных пород в физико-технической и физико-химической геотехнологии. Состав предназначен для производства на стационарных пунктах изготовления гранулированных промышленных ВВ и в смесительно-зарядных машинах.

Известен взрывчатый состав (смесевое ракетное твердое топливо), состоящий из окислителя (перхлората аммония), связующего-горючего (полиуретанов или углеводородных каучуков), теплопроводных добавок (алюминий) [Введение в технологию энергонасыщенных материалов. 2-е изд. (Д.И. Дементьева, И.С. Кононов) - 2009 год].

Недостатком данных составов является высокая токсичность продуктов взрыва, оказывающая вредное воздействие на окружающую среду.

Известен состав взрывчатого вещества, включающий гранулированную аммиачную селитру, дизельное топливо, угольный порошок, в качестве угольного порошка он содержит бурый уголь и дополнительно сульфат аммония [Патент РФ №2005705 М.Кл. С06В 31/28 от 27.12.1991 г. (прототип)].

Недостатками данного состава является сложность и трудоемкость процесса его изготовления, т.к. требуется проведение многочисленных технологических операций, например, таких как пропитывание дизельным топливом гранулированной аммиачной селитры, опудривание порошком угля, сульфата аммония, и т.п. при этом при использовании в его составе гладкой гранулированной селитры технологические операции пропитывания и опудривания служащие повышению физической стабильности состава не возможны. Содержащаяся в сульфате аммония сера при взрыве образует окислы, способные к раздражению слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Кроме того, известный состав не имеет перспективы использования при изготовлении смесительно-зарядными машинами.

Технической задачей изобретения является обеспечение полноты выделения энергии при взрывчатом превращении простейшего ВВ, повышение физической стабильности и детонационной способности простейшего ВВ.

Указанная цель достигается за счет количественного соотношения между жидкой и твердой фазами горючего на основе паритетного вклада в общий кислородный баланс горючего при обеспечении нулевого кислородного баланса простейшего ВВ, а стабильность простейших ВВ - свойствами используемых компонентов: гранулированной аммиачной селитры (удельной поверхностью, формой и размером гранул, наличием и размером пор и каверн в гранулах, шероховатостью поверхности), жидкого горючего (вязкостными характеристики нефтепродуктов), твердого горючего (физико-химическими и адгезионными свойствами порошков, дисперсностью состава, формой и размерами частиц). Кроме того, на детонационную способность смесевых систем оказывает влияние химический состав, физико-технические, термические свойства, структура и строение гранул АС.

Количество удерживаемого жидкого горючего возрастает с увеличением удельной поверхности гранул АС. Строение и структура гранул являются существенным характеристиками, определяющими возможность изготовления физически стабильных смесевых простейших ВВ.

Кроме того, используемую для повышения адгезионной способности твердой фазы горючего предварительно измельченную аммиачную селитру заменяют на нитраты металлов щелочной группы.

Изготовление простейшего ВВ и способ реализуется следующим образом.

В состав простейшего ВВ, включают окислитель в виде порошкообразных материалов например: предварительно измельченной аммиачной селитры, а также гранулированной аммиачной селитры и горючее в виде жидкой и твердой фазы, при этом для обеспечения полноты выделения энергии при взрывчатом превращении простейшего ВВ количественное соотношение между жидкой и твердой фазами горючего определяют на основе паритетного вклада в общий кислородный баланс горючего при обеспечении нулевого кислородного баланса простейшего ВВ, при этом физическую стабильность ВВ усиливают за счет повышенной адгезионной способности твердой фазы горючего, обеспечиваемой при использовании порошков фракционного состава -0,5+0,063 мм с коэффициентом анизодиаметричности формы частиц 1-6, а также порошкообразных материалов, обладающих химическим сродством с окислителем, при отношении 0,015-0,030 от массы гранулированной ГАС в составе ВВ.

Количество горючего, состоящего из жидкой и твердой фазы, рассчитывают с обеспечением нулевого кислородного баланса простейшего ВВ, а усиление адгезионной способности гранулированной аммиачной селитры к топливу обеспечивают за счет порошков твердого горючего, имеющих фракционный состав -0,5+0,063 мм, коэффициент анизодиаметричности формы частиц 1-6 и предварительно измельченной аммиачной селитрой, количество которой составляет 0,015-0,030 от массы гранулированной аммиачной селитры (ГАС).

Для изготовления простейшего ВВ в смеситель засыпают гранулированную аммиачную селитру - 1, затем подают твердое горючее, представленное либо угольным порошком, либо коксовой мелочью, либо резиновой крошкой и производят их смешение, затем подается предварительно измельченная аммиачная селитра и в полученную смесь заливают жидкое горючее ЖГ (дизельное топливо, соляровое масло и т.п.).

На стабильность простейших ВВ оказывают влияние физико-химические свойства используемых компонентов: аммиачной селитры (удельная поверхность, форма и размеры гранул, наличие и размер пор и каверн в гранулах, шероховатость поверхности), жидких нефтепродуктов (вязкостные характеристики нефтепродуктов), твердого горючего (физико-химические и адгезионные свойства порошков, дисперсность состава, форма и размеры частиц). На детонационную способность смесевых систем оказывает влияние химический состав, физико-технические, термические свойства, структура и строение гранул ГАС.

Количество удерживаемого дизельного топлива возрастает с увеличением удельной поверхности гранул ГАС. Строение и структура гранул являются существенным характеристиками, определяющими возможность изготовления физически стабильных смесевых простейших ВВ. Исследование твердой фазы горючего - дисперсного состава резиновой крошки ТУ 2511-001-33068450-2014, коксовой мелочи (АО «Разрез Березовский»), угля (Тугнуйский разрез), проведенное с использованием вибросит FRITSCH SPARTAN, показало следующие параметры распределения по фракциям (см. таблицу).

Исследованиями формы частиц твердого топлива показано, что частицы резиновой крошки фракции -0,063 мм имеют форму прямоугольника с размерами от 30-40×70-100 мкм, квадрата с размерами от 60×60 до 80×80 мкм, трапеции с размерами от 50×60 до 70×80 мкм. Встречаются отдельные частицы округлой формы с диаметром 50-70 мкм. Частицы неправильной формы размером от 30×50 до 60×100 мкм. Коэффициент анизодиаметричности формы (dmax/dmin) частиц резиновой крошки фракции -0, 063 мм составляет 1-2,5.

Частицы мелочи коксовой, например, фракции -0,063 мм приближаются к форме прямоугольника с размерами от 7,8×15,68 до 29,68×60,42 мкм, трапеции с размерами от 10,53×14,28 до 31,47×49,14 мкм, ромба с размерами от 13,08×16,76 до 33,88×49,31 мкм. Коэффициент анизодиаметричности формы частиц коксовой мелочи фракции -0,063 мм составляет 1,4-3,5.

Частицы угольной пыли фракции -0,063 характеризуются следующими геометрическими параметрами частиц: квадрата с размерами от 4,7×4,7 до 10,0×10,0 мм; прямоугольника с размерами от 3,1×6,3 до 8,4×29,4 мм; трапеции с размерами от 2,0×3,67 до 10,4×20,9 мм; равнобедренного треугольника с размерами от 1,8×3,3 до 13,5×19,7 мм. Коэффициент анизодиаметричности формы частиц угольной пыли крошки фракции -0,063 мм составляет от 1-6.

На распределение порошков твердого топлива влияют свойства поверхности гранул ГАС (в том числе макропористость гранул), форма и шероховатость поверхности порошкового материала. Распределение частиц твердого горючего (коксовой мелочи и угольного порошка) по поверхности гранул АС показывают, что при изменении концентрации порошков от 1,5 до 2,5% на поверхности гранул ГАС 0,5-0,66% удерживается коксовой мелочи, 0,62-0,98% угольного порошка, что свидетельствует об их разной адгезионной способности.

Исследования порошковых материалов (коксовой мелочи и угольного порошка) выявили влияние формы материала на способность к адгезии гранул ГАС. Наилучшей адгезией обладают частицы с коэффициентом анизодиаметричности формы равным 1-6.

Для определения количественных соотношений между жидкой и твердой фазами горючего в простейшем ВВ, состоящим из аммиачной селитры, жидкого горючего (ЖГ) и порошка кокса или угля, используют следующее допущение: имеется 100 (г) NH4NO3, х (г) ЖГ и у (г) кокса или угля. Кислородный баланс - КБ (NH4NO3)=0.2; КБ (ЖГ)=-3,47; КБ (кокса или угля)=-2,667. При соотношении кислородного баланса КБ кокса или угля и КБ жидкого горючего, равном 2,667/3,47, паритетным соотношением (паритетным вкладом, паритетным допущением и т.п.) является 40%/60%. Осуществляют определение соотношений между окислителем и горючим и составляют уравнение:

100⋅0,2+(-3,47)⋅0,4х+(-2,667)⋅0,6у=0

у=1,5х

Проводят преобразования

100⋅0,2+(-3,47)⋅0,4х+(-2,667)⋅0,6 1,5х=0.

Решением системы является

х=5,27 г,

у=7,9 г

и получают массовое соотношение компонентов:

m(NH4NO3)=100 (г)

m(ДТ)=5,27 (г)

m(кокса или угля)=7,9 (г)

Баланс по массе составляет 100+5,27+7,9=113,17 г. В процентах соотношения компонентов простейшего ВВ составят: содержание АС - 88,36%; жидкого горючего - 4,66%, кокса или угля - 6,98%. Технологическое соотношение между жидкой и твердой фазами горючего составляет с учетом округления 4,5% и 7% соответственно.

Для изготовления простейшего ВВ в смеситель засыпают гранулированную аммиачную селитру ГАС, затем подают твердое горючее, представленное резиновой крошкой и производят их перемешивание, затем подается предварительно измельченная аммиачная селитра и в полученную смесь заливают жидкое горючее ЖГ.

Для определения количественных соотношений между жидкой и твердой фазами горючего в простейшем ВВ, состоящим из аммиачной селитры, жидкого горючего (ЖГ) и резиновой крошкой (РК) используют следующее допущение. Для изготовления простейшего ВВ в смеситель засыпают гранулированную аммиачную селитру, затем подают твердое горючее (ТГ), представленное резиновой крошкой и производят их перемешивание, затем подается предварительно измельченная аммиачная селитра, в полученную смесь заливают жидкое горючее (ЖГ) и рассчитывают трехкомпонентную взрывчатую смесь, состоящую из гранулированной аммиачной селитры, жидкого горючего (ЖГ) и твердого горючего (резиновой крошки) с нулевым кислородным балансом. Например: имеют 100 (г) NH4NO3, х (г) ЖГ и у (г) резиновой крошки. КБ (NH4NO3)=0.2; КБ (ЖГ)=-3,47; КБ (резиновой крошки)=-3,259.

При соотношении КБ горючего (ДТ и резиновой крошки), равном 3,47/3,259, паритетным соотношением ЖГ и порошка мономера каучука бутадиенового является порядок 50%/50%. Осуществляют определение соотношений между окислителем и горючим, для этого составим уравнение:

100⋅0,2+(-3,47)⋅0,5х+(-3,259)⋅0,5у=0

х=у

Решением системы является

тогда получим массовое соотношение компонентов:

m(NH4NO3)=100 (г)

m(ДТ)=2,438 (г)

m(резиновой крошки)=2,438 (г)

Баланс по массе составляет 100+2,348+2,348=104,696 г. В процентах соотношения компонентов простейшего ВВ составят: содержание АС - 95,5%; ЖГ - 2,25%, резиновой крошки - 2,25%. Технологическое соотношение между жидкой (ЖГ) и твердой (резиновой крошкой) фазами горючего составляет с учетом округления 2,25% и 2,25% соответственно.

Варианты:

Для изготовления простейшего ВВ в смеситель засыпают гранулированную аммиачную селитру, затем отдельно смешивают жидкое горючее с твердым горючим, представленным либо угольным порошком, либо коксовой мелочью, либо резиновой крошкой, после этого производят смешение с гранулированной селитрой, а затем подают предварительно измельченную аммиачную селитру.

Для изготовления простейшего ВВ в смеситель засыпают гранулированную аммиачную селитру, а затем подают предварительно измельченную аммиачную селитра, после этого отдельно смешивают жидкое горючее с твердым горючим, представленным либо угольным порошком, либо коксовой мелочью, либо резиновой крошкой и полученную смесь подают в смеситель.

Для изготовления простейшего ВВ в смеситель подают предварительно измельченную аммиачную селитру, затем засыпают гранулированную аммиачную селитру, отдельно смешивают жидкое горючее с твердым горючим, представленным либо угольным порошком, либо коксовой мелочью, либо резиновой крошкой и подают в смеситель.

Для изготовления простейшего ВВ в смеситель подают предварительно измельченную аммиачную селитра, отдельно смешивают жидкое горючее с твердым горючим, представленным либо угольным порошком, либо коксовой мелочью, либо резиновой крошкой и подают в смеситель затем засыпают гранулированную аммиачную селитру.

Для изготовления простейшего ВВ отдельно смешивают жидкое горючее с твердым горючим, представленным либо угольным порошком, либо коксовой мелочью, либо резиновой крошкой и полученную смесь подают в смеситель, затем в смеситель подают предварительно измельченную аммиачную селитра, затем засыпают гранулированную аммиачную селитру.

Кроме того, использование для повышения адгезионной способности твердой фазы горючего предварительно измельченную аммиачную селитру заменяют на нитраты металлов щелочной группы т.е. заменяют на другие виды селитры: калиевую, натриевую.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-5 of 5 items.
26.08.2017
№217.015.de20

Способ определения динамики процессов деформирования породы горного массива и устройство для его реализации

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для измерения раскрытия трещин при проведении геомеханического мониторинга. Способ включает бурение скважин и шпуров в подземных горных выработках. В скважину вводят измерительную наборную штангу с закрепленными на ее конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624746
Дата охранного документа: 06.07.2017
20.01.2018
№218.016.13c6

Способ проходки горных выработок и ведения очистных работ

Изобретение относится к способу проходки горных выработок и ведения очистных работ. Техническим результатом является уменьшение объема буровых работ, снижение количества используемого взрывчатого вещества. Способ проходки горных выработок и ведения очистных работ включает в себя бурение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634597
Дата охранного документа: 01.11.2017
04.04.2018
№218.016.3748

Способ дегазации надрабатываемой угленосной толщи

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для интенсивного извлечения метана через скважины из периодически образующейся полости расслоения под отрабатываемым пластом угля после очередной посадки пород основной кровли. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646642
Дата охранного документа: 06.03.2018
09.09.2018
№218.016.8538

Состав взрывчатой смеси

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к гранулированным промышленным взрывчатым веществам для ведения взрывных работ в горнодобывающей промышленности и строительстве. Изобретение направлено на создание высокоэффективных и дешевых взрывчатых составов при заряжании сухих и осушенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666426
Дата охранного документа: 07.09.2018
08.09.2019
№219.017.c944

Способ повышения коррозионной устойчивости гранулированного ферросилиция

Изобретение относится к области обогащения и может быть использовано в производстве ферросплавов, в частности ферросилиция, и в цехах, использующих ферросилиций. Способ подготовки гранулированного ферросилиция к тяжелосредной сепарации включает формирование на поверхности гранулированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699601
Дата охранного документа: 06.09.2019
Showing 21-30 of 39 items.
13.01.2017
№217.015.7f6e

Способ оценки смачивающей способности растворов поверхностно-активных веществ в отношении минералов и горных пород

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, к способам оценки смачивающей способности растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) в отношении твердых тел, а именно минералов, природных углей и других горных пород. Способ оценки смачивающей способности растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599921
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.884d

Способ взрывной отбойки руд и пород

Изобретение относится к горному делу, применяется при взрывной отбойке руд и пород скважинными зарядами взрывчатых веществ (ВВ). Способ включает бурение взрывных скважин, их заряжание зарядами ВВ и взрывание этих зарядов ВВ. До бурения взрывных скважин бурят пилотные взрывные скважины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602567
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.9d21

Способ извлечения запасов полезного ископаемого из целиков

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при выемке полезного ископаемого из целиков, оставленных при ведении горных работ подземным способом. Способ разработки включает надработку оставленных целиков подготовительными нарезными выработками, отбойку и выпуск отбитой руды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610456
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.c472

Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности горных выработок, промышленных помещений на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618268
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.ce3c

Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям. В забое производят отделение потоков газа от взрывоопасной пыли, подготавливают изолированную выработку, изолируя ее от выработанного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620687
Дата охранного документа: 29.05.2017
26.08.2017
№217.015.de20

Способ определения динамики процессов деформирования породы горного массива и устройство для его реализации

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для измерения раскрытия трещин при проведении геомеханического мониторинга. Способ включает бурение скважин и шпуров в подземных горных выработках. В скважину вводят измерительную наборную штангу с закрепленными на ее конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624746
Дата охранного документа: 06.07.2017
19.01.2018
№218.016.041b

Устройство получения поризованной гранулированной аммиачной селитры

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано на предприятиях, ведущих взрывные работы на пунктах изготовления взрывчатых веществ для получения поризованной гранулированной аммиачной селитры. Устройство для получения поризованной гранулированной аммиачной селитры включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630557
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0481

Способ обработки отработанных жидких нефтепродуктов для изготовления смесевых взрывчатых веществ, содержащих окислитель в виде солей - нитратов

Изобретение относится к технологии изготовления смесевых взрывчатых веществ, содержащих селитру в качестве окислителя, с использованием отработанных жидких нефтепродуктов. Способ обработки отработанных жидких нефтепродуктов включает их механическую очистку с удалением воды и механических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630486
Дата охранного документа: 11.09.2017
20.01.2018
№218.016.13c6

Способ проходки горных выработок и ведения очистных работ

Изобретение относится к способу проходки горных выработок и ведения очистных работ. Техническим результатом является уменьшение объема буровых работ, снижение количества используемого взрывчатого вещества. Способ проходки горных выработок и ведения очистных работ включает в себя бурение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634597
Дата охранного документа: 01.11.2017
17.02.2018
№218.016.2e4c

Устройство получения поризованной гранулированной аммиачной селитры

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано на предприятиях, ведущих взрывные работы при получении поризованной гранулированной аммиачной селитры на пунктах изготовления взрывчатых веществ. Устройство для получения поризованной гранулированной аммиачной селитры включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643950
Дата охранного документа: 06.02.2018
+ добавить свой РИД