Результат интеллектуальной деятельности: ГРАММОНИТ

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к промышленным непредохранительным взрывчатым веществам (ВВ) граммонитам, используемым при ведении взрывных работ на разрезах, карьерах, в забоях подземных выработок II-го класса при заряжании шпуров, скважин и камер во всех климатических зонах с температурой от минус 50 до плюс 50°С на породах любой крепости и рудах любого состава.

Широко известен [Демидюк Г.П., Бугайский А.Н. Средства механизации и технология взрывных работ с применением гранулированных взрывчатых веществ. М.: Недра, 1975, с. 33] взрывчатый состав гранулит М, который представляет собой стехиометрическую смесь аммиачной селитры и минерального масла (5,5%). При этом стоимость гранулита М выше стоимости игданита.

Игданит [Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд. 2, перераб. и доп. М.: Недра. 1977, с. 91] представляет собой сбалансированную по кислороду взрывчатую смесь гранулированной аммиачной селитры (94,5%) с дизельным топливом (5,5%).

Однако в скважине игданит со временем расслаивается, так как используемая в настоящее время во взрывчатых составах гранулированная аммиачная селитра способна удержать небольшое количество жидкого нефтепродукта. Часть дизельного топлива стекает в нижние слои заряда. При этом нарушается соотношение окислителя и горючего, что приводит к снижению взрывчатых характеристик состава. Инструкция по применению предписывает использовать игданит в течение смены заряжания.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является промышленное взрывчатое вещество (ВВ), содержащее 11,1-13,1 мас. % тротила, 6,0-8,0 мас. % динитротолуола и аммиачную селитру - остальное [UA 77499 U, C06D 31/00, 11.02.2013 (D1) формула], которое принято за прототип.

Во время взрыва прототипа выделяется большой объем ядовитых (вредных) газов, равный 63-79 д/кг (л/кг) [Там же, с. 2, таблица, второй столбец справа, две строчки снизу].

Поэтому необходимо уменьшить объем вредных газов, образующихся во время взрывчатого превращения для предлагаемого ВВ.

При создании предлагаемого изобретения поставлена задача получить граммонит (взрывчатое вещество), во время взрывчатого превращения которого образуется суммарная газовая вредность менее 63 л/кг.

Для достижения такого технического результата граммонит, содержащий тротил и аммиачную селитру, дополнительно содержит мононитротолуол при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Мононитротолуол содержит пара-мононитротолуол (п-МНТ), или орто-мононитротолуол (о-МНТ), или мета-мононитротолуол (м-МНТ), или их смеси.

Граммонит в качестве гранулированного тротила (гранулотола) содержит гранулотол марки М, произведенный по техническому условию ТУ 7276-045-07511608.

В компонентный состав прототипа входит динитротолуол, который не является взрывчатым веществом, а является горючим веществом [ГОСТ 10104-75, пункт 2а. 1 изменение №5. ИУС №7, 1996 г., с. 90]. При этом у прототипа кислородный баланс (КБ_пр) изменяется от минус 3,1% до минус 1,5% [UA 77499 U, C06B 31/00, 11.02.2013 (D1), стр. 2, таблица, третий столбец справа, две строчки снизу]. Среднее значение КБ_пр равно [(-3,1)+(-1,5)]/2=-2,3%. Наличие в компонентном составе прототипа невзрывчатого (горючего) вещества (причем в существенном количестве от 6,0 до 8,0%) и значительное удаление КБ_пр от нулевого его значения приводит к образованию большого объема ядовитых газов.

Определим диапазон изменения КБ_грм предлагаемого граммонита. Кислородный баланс (КБ_м) мононитротолуола равен минус 181,0% [К.К. Андреев и А.Ф. Беляев. Теория взрывчатых веществ. ГНТИ ОБОРОНГИЗ. М. 1960, с. 536, 16-я строчка снизу]. КБ_т тротила (тринитротолуола) равен минус 74,0% [Там же, с. 537, 7-я строчка снизу]. КБ_ас аммиачной селитры (аммония нитрат) равен плюс 20,0% [Там же, с. 535, 30-я строчка снизу].

Для компонентного состава граммонита, содержащего 3,0 мас. % мононитротолуола, 17 мас. % тротила, 80 мас. % гранулированной аммиачной селитры КБ_грм=[(-181,0 3,0)+(-74,0 17,0)+20,0-80]/100=-2,01%. А для компонентного состава граммонита, содержащего 1,0 мас. % мононитротолуола, 19 мас. % тротила, 80 мас. % гранулированной аммиачной селитры КБ_грм=181,0 1,0)+(-74,0⋅19,0)+20,0⋅80]/100=0,13%. Зная предельные значения величин КБ_грм, можно определить среднее его значение, которое равно (-2,01+0,13)/2=-0,94%. Таким образом, получилось, что КБ_грм предлагаемого граммонита ближе к нулевому кислородному балансу по сравнению с КБ прототипа в (-2,01)/(-0,94)=2,1 раза.

Дополнительно отметим, что с учетом различия соотношений компонентов, содержащихся в прототипе и предлагаемом граммоните {у граммонита в рецептуре больше эффективного взрывчатого вещества тротила, чем у прототипа в (17,0+23,00)/(11,1+13,1)=1,7 раза}, во время взрывчатого превращения граммонита образуется меньше ядовитых (вредных) газов по сравнению с прототипом.

Если содержание тротила в граммоните меньше 17,0 мас. % (при содержании, отнесенном ко всем компонентам граммонита), то образуется увеличенный объем вредных газов во время его взрывчатого превращения. При содержании тротила больше 23,0 мас. % и содержании мононитротолуола больше 3,0 мас. % значительно возрастает его стоимость. Содержание мононитротолуола менее 0,01 мас. % не оказывает существенного влияния на образование количества вредных газов.

Гранулотол марки М не расслаивается с гранулами аммиачной селитры и его можно использовать отдельно без добавления чешуек. Гранулотол марки М производится по ТУ 7276-045-07511608.

Гранулотол любой другой марки расслаивается с гранулами аммиачной селитры и образуется неоднородность граммонитов, которая приводит к возрастанию количества вредных газов во время их взрывчатого превращения.

Поэтому гранулотол любой другой марки, кроме гранулотола марки М, необходимо использовать только совместно с чешуйками, так как чешуйки препятствуют расслаиванию гранулотола с гранулами аммиачной селитры.

В таблице приведены составы граммонитов, суммарные газовые их вредности, образующиеся во время взрывчатого превращения.

Как видно из таблицы, при использовании прототипа во время его взрывчатого превращения суммарная газовая вредность не менее 63 л/кг, а при использовании предлагаемого граммонита суммарная газовая вредность меньше, чем у прототипа, и изменяется от 55,4 до 59,4 л/кг.

Следовательно, предлагаемый граммонит превосходит прототип, у которого образуется суммарная газовая вредность не менее 63 л/кг, и достигнута поставленная задача: во время взрывчатого превращения предлагаемого граммонита суммарная газовая вредность меньше, чем у прототипа, и она изменяется от 55,4 до 59,4 л/кг.