RU2744232C1 - Промышленное эмульсионное взрывчатое вещество и способ изготовления углеродно-водородной фазы - Google Patents
Промышленное эмульсионное взрывчатое вещество и способ изготовления углеродно-водородной фазы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744232C1 RU2744232C1 RU2020128136A RU2020128136A RU2744232C1 RU 2744232 C1 RU2744232 C1 RU 2744232C1 RU 2020128136 A RU2020128136 A RU 2020128136A RU 2020128136 A RU2020128136 A RU 2020128136A RU 2744232 C1 RU2744232 C1 RU 2744232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- coal
- emulsion
- carbon
- emulsifier
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims abstract description 17
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 17
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 5
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 4
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 4
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004264 Petrolatum Substances 0.000 description 2
- CRNDXTILTKYGQA-UHFFFAOYSA-N [Na].OCl(=O)(=O)=O Chemical compound [Na].OCl(=O)(=O)=O CRNDXTILTKYGQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HHEFNVCDPLQQTP-UHFFFAOYSA-N ammonium perchlorate Chemical compound [NH4+].[O-]Cl(=O)(=O)=O HHEFNVCDPLQQTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- FONBHTQCMAUYEF-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diamine;nitric acid Chemical compound NCCN.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O FONBHTQCMAUYEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- PTIUDKQYXMFYAI-UHFFFAOYSA-N methylammonium nitrate Chemical compound NC.O[N+]([O-])=O PTIUDKQYXMFYAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 2
- 229940066842 petrolatum Drugs 0.000 description 2
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- -1 ethers fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
- C06B31/28—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being ammonium nitrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к взрывчатым составам и может применяться при взрывных работах в горном деле. Эмульсионный взрывчатый состав включает водный раствор нитрата аммония, диспергированный в углеродно-водородной фазе. Углеродно-водородная фаза состоит из смеси при следующем соотношении ингредиентов в эмульсии, мас.%: смесь минерального масла с высокомолекулярными веществами - стабилизаторами - 4,01-5,53; каменный уголь 1,32-1,39; эмульгатор 0,4-0,65, водный раствор нитрата аммония - остальное. Используют мелкодисперсные частицы угля диаметром не более 100 мкм. Осуществляют измельчение каменного угля. Производят введение тонкодисперсного угля в смесь минерального масла с высокомолекулярными веществами - стабилизаторами. Уголь измельчают в шаровых или стержневых мельницах до размера частиц от 0,1 до 100 мкм. Вводят порционно в подогретую до температуры от 65 до 85°С смесь минерального масла с высокомолекулярными веществами. Все компоненты тщательно смешивают в течение 30 минут с образованием однородной суспензии черного цвета. Вводят в смесь эмульгатор. Обеспечивается снижение расхода эмульгатора при одновременном повышении качества эмульсии. 2 н. и 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к взрывчатым составам и может применяться при взрывных работах в горном деле.
В настоящее время наибольшее развитие получил новый класс промышленных взрывчатых веществ на основе эмульсий «вода в масле». Преимущество эмульсионных взрывчатых веществ перед другими видами - это безопасность их транспортировки до момента выгрузки.
Эмульсия, по сути, является смесью, состоящей из микрокапель водного раствора нитрата аммония, диспергированных в непрерывной масляной фазе. В качестве окислителя, как правило, используют аммиачную селитру или ее смесь с натриевой селитрой, а масляная фаза – смесь минерального масла с эмульгатором. Кроме того, хорошая водоустойчивость, низкая стоимость сырья и несложный технологический процесс позволили эмульсионным ВВ занять достаточно большую долю в производстве взрывных работ.
Известен эмульсионный взрывчатый состав типа «вода в масле» (патент № 2110506, заявка № 95121412, класс МПК С06И 45/10, дата публикации 10.05.1998). Известный эмульсионный взрывчатый состав, содержит: водный раствор неорганических солей-окислителей, горючее на основе органических водонерастворимых веществ, сенсибилизатор, энергетические и технологические добавки и композиционный эмульгатор, состоящий из моноэфира многоатомного (С2-С6) спирта и одноосновной жирной (С12-С20) кислоты; первичных синтетических высших жирных (C12-C20) спиртов; этаноламидов и соли алкилбензолсульфоната многовалентного металла.
Недостатком известного взрывчатого состава является высокий расход композиций эмульгатора.
Известен эмульсионный взрывчатый состав (патент № 2123488, заявка № 94003526, дата публикации 20.12.98г., класс МПК С06И31/28). Известный эмульсионный взрывчатый состав содержит аммиачную селитру, окислительную и углеводородную фазы и сенсибилизирующую добавку. Окислительная фаза представляет собой водный раствор солей-окислителей, таких, как нитрат натрия или нитрат кальция, и/или аммоний хлорнокислый, или нитрат метиламина, или динитрат этилендиамина, или натрий хлорнокислый, углеводородная фаза включает индустриальное масло, плавкие углеводороды, такие, как петролатум или парафин, или битум и эмульгатор, содержащий продукты конденсации полиолефинов с молекулярной массой 300-3000, предпочтительно 900-1500, с малеиновым ангидридом и алканоламином, предпочтительно триэтаноламином или полиолом, например глицерином, или полиглицерином, или пентаэритритом, или смеси этих продуктов с эфирами жирных кислот фракции С17 - С25, или эфирами жирных кислот таллового масла с глицерином или полиглицерином, или пентаэритритом, а сенсибилизирующая добавка представляет собой раствор нитрита натрия или смесь раствора нитрата натрия с формалином, или пористые добавки типа перлита при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрат натрия - 5,0-15,0 %, или нитрат кальция - 5,0-25,0 %, аммоний хлорнокислый - 5,0-15,0 % или нитрат метиламина - 5,0-15,0 %, динитрат этилендиамина - 5,0-30,0 %, или натрий хлорнокислый - 5,0-25,0 %, вода - 5,0-25,0 %, масло индустриальное - 2,0-7,0 %, петролатум - 0,5-4,0 %, или парафин - 1,0-2,0 %, или битум - 0,5-2,5 %.
Недостатком известного взрывчатого состава является сложный состав и сложный технологический процесс.
В эмульсионных ВВ (обратная эмульсия) для повышения степени дисперсности, для увеличения времени жизни эмульсии, предотвращения ее кристаллизации используются эмульгаторы. Т.е. для повышения стабильности и качества эмульсии. Эмульгаторы являются дорогостоящим компонентом при производстве ЭВВ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение расхода эмульгатора при одновременном повышении качества эмульсии.
Предлагается эмульсионный взрывчатый состав, включающий водный раствор нитрата аммония, диспергированный в углеродно-углеводородной фазе. Отличием является то, что углеродно-углеводородная фаза состоит из смеси компонентов при следующем соотношении ингредиентов в эмульсии ЭВВ, мас. %:
- минеральное масло от 4,01 до 5,53;
- тонкодисперсный каменный уголь от 1,32 до 1,39;
- эмульгатор от 0,4 до 0,65.
При этом используют мелкодисперсные частицы угля диаметром не более 100 мкм.
Предлагается способ изготовления углеродно-водородной фазы, которая включает в себя введение тонкодисперсного угля, измельченного в шаровых или стержневых мельницах до размера частиц от 0,1 до 100 мкм, в подогретую (65-85°С) смесь минерального масла с высокомолекулярными соединениями. Тонкодисперсный уголь вводят порционно, небольшими порциями, для более тщательного перемешивания и исключения образования комочков. Все компоненты тщательно смешиваются в течение 30 минут с образованием однородной суспензии черного цвета.
Входящие в состав высокомолекулярные соединения служат для стабилизации суспензии. Полученная смесь является основой для приготовления углеродно-углеводородной фазы.
Этап завершения приготовления углеродно-углеводородной фазы заключается в введение в смесь эмульгатора.
Процесс производства эмульсии (эмульгирование) начинают с настройки производительности насосов подачи раствора нитрата аммония и углеродно-углеводородной фазы, чтобы выдержать требуемое соотношение подаваемых на миксер компонентов. После регулировки насосов в миксер сначала дозируют углеродно-углеводородную фазу с температурой 65-85°С. Когда миксер заполнится до перелива углеродно-углеводородной фазой начинают подачу раствора нитрата аммония (мас. от 92,3 до 94,5 % от массы эмульсии), температура которого 80-95°С, до получения однородной вязкой массы с вязкостью от 80000 до 130000 сП (сантипуаз).
Основным компонентом предлагаемого эмульсионного взрывчатого вещества являются эмульсионные матрицы, представляющие собой водный раствор нитрата аммония, диспергированный в углеродно-углеводородный фазе. Водный раствор нитрата аммония в виде капель микронного размера (1-100 мкм) с помощью эмульгатора и тонкодисперсного угля распределена в непрерывной углеродно-углеводородной фазе.
В состав эмульсионной матрицы входит углеродно-углеводородная фаза, состоящая из минерального масла, эмульгатора, тонкодисперсного углерода (угля) и стабилизатор суспензии (высокомолекулярные вещества).
Особенностью выбора эмульгатора для производства обратных эмульсий (по типу вода в масле) является их гидрофобные свойства, такими же свойствами обладает и тонкодисперсный уголь. Эмульгирование - это, по сути, дробление. Чем больше поверхность раздела фаз эмульсии, тем ниже термодинамическая устойчивость, тем выше риск расслоения эмульсии.
Устойчивость эмульсий (по типу вода в масле) объясняется наличием барьера на границе двух фаз. Эмульгатор и тонкодисперсный уголь накапливаясь на поверхности раздела, образуют адсорбционную пленку, определяющую устойчивость эмульсии.
Свойство гидрофобности свойственно различным маркам углей, от степени углефикации или метаморфизма изменяется гидрофобность. Угольные тонкодисперсные частицы углей высокой степени углефикации или метаморфизма являются гидрофобными и могут быть использованы в предлагаемой технологии. Например, каменный уголь марки «КС», каменный уголь марки «Т». А угли низкой стадии углефикации или метаморфизма, которые содержат большое количество таких примесей, как глинистые вещества, кварц, сланцы, кальцит и другие минералы обладают не гидрофобными свойствами, а гидрофильными свойствами и в данной технологии их использование будет не эффективным. Например, бурые угли. Гидрофобный уголь имеет степень заполнения микропор водой не более 10 %. Изготовление мелкодисперсных частиц угля не более 100 мкм усиливают свойства гидрофобности угля, так как происходит дробление кусочков угля и разрушение микропор. То есть изменяется пористая структура угля, что и повышает свойство гидрофобности.
Введение мелкодисперсного угля позволяет повысить межфазную активность за счет гидрофобности угольных частиц. При этом важно использовать мелкодисперсные частицы угля не более 100 мкм. Использование частиц более 100 мкм приводит к выпадению их в осадок в составе эмульсии из-за их тяжести, и, как показали эксперименты существенно снижает время жизни эмульсии.
Использование мелкодисперсного угля позволяет снизить долю используемого эмульгатора, например, Lubrizol. Массовая доля Lubrizol в аналогичной обратной эмульсии 2 %. При содержании Lubrizol в обратной эмульсии в массовой доле 0,5 % эмульгирование может не происходит.
Ранее угольный порошок использовался в составе взрывчатых веществ гранулитов. Описано ранее в патенте № 1550862. Гранулиты относятся к водонеустойчивым взрывчатым веществам, использование угольного порошка в их составе предполагает другой технический результат и другую технологию производства.
Повышение качества эмульсии характеризуется детонационными свойствами эмульсионного взрывчатого вещества. Эмульсионные ВВ способны детонировать только при условии введения в них газогенерирующей добавки. Например, водный раствор нитрита натрия.
В заявленном техническом решение в матрице эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) содержатся тонкодисперсные частицы углерода (угля), которые дополнительно стабилизируют эмульсию тем самым снижая расход эмульгатора. Уголь сам по себе горючий материал. Благодаря наличию тонкодисперсных частиц углерода (угля) при прохождении детонационной волны в заряде будут возникать дополнительные горячие точки, что подтверждено на практике. В соответствии с теорией горячих точек, при инициировании ЭВВ равномерно рассеянные в матрице бесчисленные тонкодисперсные микрометрические частицы углерода (угля) при адиабатическом сжатии инициирующим ударом, нанесённым извне, механическая энергия постепенно превращается в тепловую. Наряду с микропузырьками азота и тонкодисперсного углерода (угля), оба непрерывно нагреваются, в кратчайший период (10-3-10-5 секунды) формируется серия горячих точек (400-600°С) и наконец ВВ побуждается к детонации. Чувствительные микропузырьки азота и тонкодисперсного углерода (угля) должны иметь диаметр 1-100 мкм.
От каждой частицы углерода (угля) и микропузырька азота фронт реакции распространяется сферически - происходит выгорание изнутри. Тепловыделение за фронтом ударной волны определяется суммарным тепловыделением во всех реагирующих частицах. Тепловыделение пропорционально поверхности горения. При максимальной суммарной поверхности частиц углерода (угля) и микропузырьков азота достигается максимум тепловыделения.
Окисления углеродно-углеводородной фазы эмульсионной матрицы по свободно-радикальному механизму обеспечивает снижение критического диаметра детонации до 80 мм, что гарантирует безотказную детонацию скважинных зарядов.
Как известно, критический диаметр и скорость детонации зависит прежде всего от размера частиц дисперсной фазы эмульсии и диаметра микропузырьков азота [Ван Сюйгуан. Эмульсионные взрывчатые вещества]. Таким образом, изменяя размер тонкодисперсного углерода (угля) и микропузырьков азота, можно управлять детонационными параметрами ЭВВ.
Техническая задача, которая решается изобретением – снижение расхода эмульгатора и повышение качества эмульсии. При использовании предлагаемого изобретения он достигается. За счет введения в состав эмульсии мелкодисперсного каменного угля одновременно снижается расход эмульгатора и одновременно повышаются детонационные свойства эмульсионного взрывчатого вещества. Таким образом, можно сделать вывод о повышении качества эмульсии.
Создание эмульсионного взрывчатого вещества, которое стабилизированно тонкодисперсным углеродом (углем) и имеющий критический диаметр детонации открытого заряда менее 80 мм при достаточно высокой скорости детонации. При этом, наличие эмульгатора снижено до минимальных объемов (от 0,4 до 0,65). Т.е. введение в состав обратной эмульсии тонкодисперсного углерода позволяет производить более экономичное ЭВВ и одновременно более эффективное в части его детонационных свойств, как указано выше.
Размер газовых пузырьков при проведении опытных испытаний определяли через 30 мин после сенсибилизации с помощью светового микроскопа Motic BА-310B.
Критический диаметр детонации определяли по полноте детонации зарядов различного диаметра согласно ГОСТ 14839.19-69, метод А, при их инициировании промежуточным детонатором.
Скорость детонации открытого заряда диаметром 80 мм измеряли с помощью прибора с контактным импульсным генератором «Detonation Velocity Meter» (Швеция) с погрешностью измерения 0,1 %.
Производство предлагаемого эмульсионного взрывчатого вещества предполагается с использованием способа изготовления углеродно-водородной фазы эмульсионного взрывчатого состава, включающего в себя порционное введение тонкодисперсного угля, измельченного в шаровых или стержневых мельницах до размера частиц от 0,1 до 100 мкм, в подогретую (65-85°С) смесь минерального масла с высокомолекулярными соединениями. Все компоненты тщательно смешиваются в течение 30 минут с образованием однородной суспензии черного цвета. Входящие в состав высокомолекулярные соединения служат для стабилизации суспензии. Полученная смесь является основой для приготовления углеродно-углеводородной фазы. Этап завершения приготовления углеродно-углеводородной фазы заключается в введение в смесь эмульгатора.
Основные этапы изготовления аналогичных эмульсий известны. Новым является введение тонкодисперсного угля. Одним из показателей качества аналогичных эмульсий является время их жизни от момента производства до момента их выгрузки в зарядную скважину. Для сохранения агрегативной устойчивости эмульсии необходимо сохранить достигнутую максимальную дисперсность, понизив величину поверхностного натяжения. Это возможно сделать с помощью введения веществ, обладающих поверхностно-активным действием, - эмульгаторов. А в нашем случае и тонкодисперсного угля.
Уголь измельчают на мельнице (как указывалось выше) до размера частиц не более 100 мкм. Большая величина частиц не эффективна.
Полученную сухую угольную смесь смешивают с минеральным маслом. При этом минеральное масло вводят порционно в циркуляционном режиме (по1/3 от общего объема масла) перемешивая при обычном рабочем режиме работы миксера. Порционное введение минерального масла позволяет получить однородную смесь. Технология приготовления смеси минерального масла и эмульгатора отличается от приготовления смеси угольного порошка и минерального масла и эмульгатора. В первом случае смешиваются два компонента, во втором случае - три.
Заданную смесь минерального масла и высокомолекулярных соединений предварительно подогревается до температуры от 45-65°С. Смесь подается в циркуляционном режиме теплым и постепенно смешивается с тонкодисперсным углем в течение 30 минут (по технологии). Затем в готовый и однородный по консистенции полуфабрикат вводят эмульгатор подогревают до температуры 85°С. В итоге образуется углеродно-углеводородная фаза.
Раствор нитрата аммония и углеродно-углеводородную фазу эмульгируют до получения однородной вязкой массы с вязкостью от 80000 до 130000 сП. Вязкость является одним из основным показателем качества эмульсии. Соблюдение массовой доли всех компонентов, указанных в первом независимом пункте формулы и технологического режима, позволяют получить заданную вязкость смеси. Диапазон вязкости от 80000 до 130000 сП указан в зависимости от того, какого направления взрывчатое вещество необходимо получить: с загрузкой в скважины или патронированное.
В качестве высокомолекулярных веществ могут использоваться, например, камеди, естественные комплексы полисахаридов и другие возможные по технологии в данном случае вещества.
Все признаки формулы изобретения находятся в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.
Способ производства описывающий технологию приготовления, заявленного эмульсионного взрывчатого вещества и состав заявленного эмульсионного взрывчатого вещества, позволяют получить эмульсию более экономичную, с возможностью снижения доли эмульгатора и при этом более качественную, позволяющую усилить детонационные свойства взрывчатого вещества.
Claims (7)
1. Эмульсионный взрывчатый состав, включающий водный раствор нитрата аммония, диспергированный в углеродно-водородной фазе, отличающийся тем, что углеродно-водородная фаза состоит из смеси при следующем соотношении ингредиентов в эмульсии, мас. %:
и при этом используют мелкодисперсные частицы угля диаметром не более 100 мкм.
2. Способ изготовления углеродно-водородной фазы эмульсионного взрывчатого состава, включающий измельчение каменного угля, введение тонкодисперсного угля в смесь минерального масла с высокомолекулярными веществами - стабилизаторами, характеризующийся тем, что уголь измельчают в шаровых или стержневых мельницах до размера частиц от 0,1 до 100 мкм, вводят порционно в подогретую до температуры от 65 до 85 °С смесь минерального масла с высокомолекулярными веществами, все компоненты тщательно смешивают в течение 30 минут с образованием однородной суспензии черного цвета, вводят в смесь эмульгатор.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного вещества используют карбоксиметилцеллюлозу.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного вещества используют смесь эфиров жирных карбоновых кислот.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного вещества используют кубовые остатки ректификации бутилового спирта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128136A RU2744232C1 (ru) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Промышленное эмульсионное взрывчатое вещество и способ изготовления углеродно-водородной фазы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128136A RU2744232C1 (ru) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Промышленное эмульсионное взрывчатое вещество и способ изготовления углеродно-водородной фазы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2744232C1 true RU2744232C1 (ru) | 2021-03-03 |
Family
ID=74857732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020128136A RU2744232C1 (ru) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Промышленное эмульсионное взрывчатое вещество и способ изготовления углеродно-водородной фазы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2744232C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116178090A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-05-30 | 神华准格尔能源有限责任公司 | 煤基炸药用抗冻剂、耐低温煤基炸药及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4756779A (en) * | 1986-10-08 | 1988-07-12 | C-I-L Inc. Inc. | Process for the production of particulate, water resistant explosives based on ammonium nitrate |
| CN1076437A (zh) * | 1992-03-17 | 1993-09-22 | 鲁布里佐尔公司 | 油包水型乳液 |
| RU2111197C1 (ru) * | 1996-08-15 | 1998-05-20 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Способ приготовления аммиачно-селитренных эмульсионных взрывчатых веществ (гранулита эт) |
| RU2421436C2 (ru) * | 2008-06-04 | 2011-06-20 | ОАО "Калиновский химический завод " | Состав гранулированного взрывчатого вещества (варианты) и способ его приготовления |
| CN101348403B (zh) * | 2007-07-20 | 2011-11-16 | 浙江永进化工有限公司 | 防水型岩石膨化硝铵炸药及制备工艺 |
| CN103079689B (zh) * | 2010-06-25 | 2015-04-08 | 路博润公司 | 盐组合物和使用该盐组合物的爆炸物 |
| RU2595709C2 (ru) * | 2014-08-19 | 2016-08-27 | Никита Николаевич Ефремовцев | Составы взрывчатых смесей и способы их изготовления |
-
2020
- 2020-08-24 RU RU2020128136A patent/RU2744232C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4756779A (en) * | 1986-10-08 | 1988-07-12 | C-I-L Inc. Inc. | Process for the production of particulate, water resistant explosives based on ammonium nitrate |
| CN1076437A (zh) * | 1992-03-17 | 1993-09-22 | 鲁布里佐尔公司 | 油包水型乳液 |
| RU2111197C1 (ru) * | 1996-08-15 | 1998-05-20 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Способ приготовления аммиачно-селитренных эмульсионных взрывчатых веществ (гранулита эт) |
| CN101348403B (zh) * | 2007-07-20 | 2011-11-16 | 浙江永进化工有限公司 | 防水型岩石膨化硝铵炸药及制备工艺 |
| RU2421436C2 (ru) * | 2008-06-04 | 2011-06-20 | ОАО "Калиновский химический завод " | Состав гранулированного взрывчатого вещества (варианты) и способ его приготовления |
| CN103079689B (zh) * | 2010-06-25 | 2015-04-08 | 路博润公司 | 盐组合物和使用该盐组合物的爆炸物 |
| RU2595709C2 (ru) * | 2014-08-19 | 2016-08-27 | Никита Николаевич Ефремовцев | Составы взрывчатых смесей и способы их изготовления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116178090A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-05-30 | 神华准格尔能源有限责任公司 | 煤基炸药用抗冻剂、耐低温煤基炸药及其制备方法 |
| CN116178090B (zh) * | 2023-03-06 | 2024-05-28 | 神华准格尔能源有限责任公司 | 煤基炸药用抗冻剂、耐低温煤基炸药及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1115959A (en) | Blasting composition | |
| US4181546A (en) | Water resistant blasting agent and method of use | |
| CA1102138A (en) | Emulsion blasting agent and method of preparation thereof | |
| AU2012339627B2 (en) | Blasting compositions | |
| CA1204595A (en) | Emulsion explosive composition | |
| CA2882148A1 (en) | Explosive composition comprising heavy anfo and a plant derived, inert bulking and sensitizing additive | |
| RU2744232C1 (ru) | Промышленное эмульсионное взрывчатое вещество и способ изготовления углеродно-водородной фазы | |
| RU2748152C2 (ru) | Эмульсионный взрывчатый состав и способ его получения | |
| CA1306610C (en) | Macroemulsion for preparing high density explosive compositions | |
| DE4001917A1 (de) | Sprengstoffzusammensetzung | |
| US6982015B2 (en) | Reduced energy blasting agent and method | |
| EP0318424A1 (en) | Stable fluid systems for preparing high density explosive compositions | |
| US4853050A (en) | Oil-in-water explosive composition containing asphalt | |
| UA75381C2 (en) | Process for manufacturing explosive substances on-site | |
| US6855219B2 (en) | Method of gassing emulsion explosives and explosives produced thereby | |
| WO2000078694A1 (en) | Emulsion explosive | |
| US20040020573A1 (en) | Emulsion explosive | |
| CA2301552C (en) | Explosives gasser composition and method | |
| JPH08295589A (ja) | エマルジョン爆薬 | |
| US4084994A (en) | Aqueous hydrocarbon oil-soluble lignosulphonate explosive composition | |
| RU2222519C2 (ru) | Патронированные взрывчатые энергетические эмульсии | |
| RU2120928C1 (ru) | Способ приготовления взрывчатого вещества | |
| EP0438896A2 (en) | Shock-resistant, low density emulsion explosive | |
| CN108623420A (zh) | 一种无单质炸药的粉状乳化炸药的生产工艺 | |
| AU605625B2 (en) | Method for preparing explosive composition |