Результат интеллектуальной деятельности: ВЗРЫВЧАТЫЙ МАТЕРИАЛ ( ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к промышленным взрывчатым материалам (ВМ), используемым при ведении взрывных работ на дневной поверхности разрезов, карьеров и рудников во всех климатических зонах РФ и стран СНГ 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.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является гранулотол ГОСТ 25857-83, который принят за прототип [2, с. 2]. Гранулотол имеет следующие размеры (дисперсный состав):
- 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.

Следовательно, для гранулотола (гранулированного тротила), выпускаемого по ГОСТ 25857-83, допускается иметь гранулы размером (диаметром) свыше 5 мм до 50%. Даже допускается иметь гранулы диаметром от 10 до 14 мм в количестве 3%. Только гранулы по диаметру свыше 14 мм не допускаются.

При этом средний диаметр гранул равен:

Такой крупногранулированный ВМ имеет сниженную эффективность действия взрыва.

Предлагаемый ВМ не имеет указанного недостатка. При создании предлагаемого изобретения ставилась задача получить высокоэффективный ВМ, обладающий более высокими энергетическими характеристиками.

Для достижения такого технического результата предлагается взрывчатый материал (первый вариант), представляющий 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
В предлагаемом ВМ основной диаметр гранул тротила от 1,2 до 3,2 мм. Допускается только 25 мас.% иметь гранулы более 3,2 мм, а более 5 мм гранулы отсутствуют.

В этом случае средний диаметр гранул предлагаемого ВМ равен:

Следовательно, предлагаемый ВМ имеет средний диаметр гранул в 5,14/2,6= 1,98 раза меньше, чем у прототипа.

Поэтому предлагаемый ВМ обеспечивает большую эффективность действия взрыва, чем прототип, за счет большей поверхности взрывчатого превращения (более мелкие гранулы имеют большую поверхность, отнесенную к единице массы, чем крупные).

Предлагаемый взрывчатый материал имеет дисперсный состав гранул, полученный по остатку на сите с сеткой номер 1,2 по ГОСТ 3826-82, по проходу через сито с сеткой номер 3,2 по ГОСТ 3826-82 и по остатку на сите с сеткой номер 5 по ГОСТ 3826-82.

Однако чем меньше гранулы, тем хуже они погружаются в воду во время их загрузки в водонаполненную скважину.

Для более быстрого погружения гранул в воду взрывчатый материал (второй вариант), представляющий собой гранулированный тротил, дополнительно содержит поверхностно-активное вещество (ПАВ), 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
При содержании ПАВ на поверхности гранул менее 0,00002 мас.% наблюдаются плавающие в воде гранулы. Содержание ПАВ на грануле тротила более 0,022 мас. % - нецелесообразно из-за повышения стоимости ВМ. Для гарантированного погружения всех гранул тротила в воду достаточно поверхностно-активного вещества в количестве от 0,00002 до 0,022 мас.%. При попадании гранул тротила с ПАВ в воду происходит растворение ПАВ в воде, которое снижает поверхностное натяжение воды, приводящее к интенсивному погружению гранул в воду.

Предлагаемый взрывчатый материал в качестве поверхностно-активного вещества содержит сульфонол или вспомогательное вещество ОП-10. Вспомогательное вещество ОП-10 может выпускаться по ГОСТ 8433-81.

Эффективность действия взрыва ВМ определяется 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 ВМ промдетонатор на 2/3 его высоты.

Свинцовый цилиндр помещают на ровную стальную плиту. Цилиндр имеет диаметр 40 мм и высоту 60 мм. 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). На картонную стойку устанавливают приготовленный заряд.

После центровки заряда в промежуточный детонатор помещают электродетонатор и проводят подрыв.

В результате резкого удара продуктов детонации по стальному бойку свинцовый цилиндр деформируется. До и после взрыва измеряют высоту свинцового цилиндра в четырех взаимно перпендикулярных направлениях. Мерой эффективности действия взрыва является величина обжатия цилиндра, т.е. разность между средними его высотами до и после взрыва.

Экспериментальные данные по зависимости величины обжатия свинцового цилиндра от ВМ приведены в таблице.

Из таблицы видно, что у прототипа средняя величина обжатия цилиндра 15 мм, а у предлагаемого ВМ - больше и равна 19 мм. Следовательно, предлагаемый ВМ имеет большую эффективность действия взрыва, чем прототип, в 19/15=1,27 раза.

Источники информации
1. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. - М.: Недра, 1977.

2. ГРАНУЛОТОЛ. Технические условия. ГОСТ 25857-83.