автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Стабилизация простейших взрывчатых веществ с целью повышения эффективности взрывных работ (на подземных рудниках)

иозйхшш нмщошыш те*шгюш уннсерситег

Hi n|'rí''l'< рукописи

ílHXDHÜM ГАЛИНА lifiVKi^Ilfl

Ч/ii; i'22 . 235.2l3..5

СТПБИЙЯЗЙЦ'Ш ПР0СТЕП5ИХ B3P!lft'!fiTUX ВШСТВ С цельп повий-ВИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ BIPHBH'jx РПВПТ f un ПСШЕННЧХ Р'.ШНШ)

Специальность 05.IS.SI ■• "Физические процрссн

ropimm лрпц-'рпястра"

i) в т п р е Ф е р л т диссертации н-1 соигкшше мчрной ствпвии i;ai!.n,Mp.îî'i тяхничегннх нзчк

Рлмпи, 1911

Ропота внлолнвна з Казахском Нециснияькоа техническом ушизерситэто

1Ьцчнш1 руководитель • доктор технических наук, профессор Бейсебаео Я.И.

Научна консультант - доктор химических наук, профессор, академик 11 АН Республики Казахстан Еайхугднков Е.М.

Ведущая организация - Республиканское государственное специализированное объединение "Казахвзривпром"

Официальные оппонент«: доктор технических наук

Надэдьев В.К.

кандидат технических наук, доцент Раскнльдинов 5.У.

Завита диссертации состоится -17 марта 1994 г. в 14 часов в аудитории 301 НК на заседании специализированного Совета Л.14.13.04. в Казахском Национальном техническом университете по адресу: 480013, г.йлмати-, ул.Сатпаева, 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского Национального технического университета

Автореферат разослан " 1§1 " февраля 1994 г.

Учений секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

, ^ Кенжебаев Я.К. г"'

СБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ». Казахстан является одной из ведущих стран в мире по запасам твердих полсз!:нх ископаемых. Рч-ди, строительные и химические материалы доОичаютса с применением буровзрывного способа с расходов взрывчатых веществ (В В) болеь 200 тис. т в год, поставляемых из России я Тадкикистана.

Взрывчатые вещества заводского приготовления содержат значительное количество тротила и других компонентов, которые являются дорогостоящими, токсичными и ииеит повыаеннув чувствительность к механическим и другим видан воздействия, что приводит к авариям при их транспортировке.

За последние годы, о целью повышения безопасности при изготовлении и транспортировке ВВ. принят ряд документов, определявших стратегическое направление развития взрывных работ (национальная програкиа по развитии взрывного дела в Республике Казахстан, постановление Кабинета Министров от 5 августа 1992 г. !1 С58 "0 совериенгтвовании и координации взрывного дела в Республике Казахстан" и др.). С соответствии с принятии программами в блияайаие 10 лет необходимо 85 У. применяемых заводских ВВ заменить на простейшие ВВ местного приготовления, обеспечиваяцими экономический эффект 20000 и более рублей на одну тонну (здесь и далее в ценах 1992 г.).

Реиение данной проблемы требует глубоких фундаментальных теоретических исследований в области стабилизации гетерофаз-них многокомпонентных систем и интенсификации взрывного дробления горных пород. Б езязи с этим стабилизация простейших аыииачно-селитренних ВВ, изготавливаемых на местах потребления, с целью повышения эффективности взрывных работ, является актуальной задачей горного производства.

Цель работы состоит з повышении эффективности взрывных работ за счет стабилизации составов простейших ВВ, приготавливаемых на местах потребления.

Идея работы заклячается в стабилизации составов простейших аммиачно-селитренных ЗВ, приготавливаемых на местах потребления, Физико-химическими методами, обеспечивавшими повышение эффективности взрывных работ.

Главная задача настоящей работы включает в себя установление закономерностей влияния природы и вязкости жидких, природы и дисперсности твердых горгчих компонентов простерших ВВ

на стабильность составов и технологичность их механизированного применения; замену дефицитнцх и дорогих коипонеитов И на доступное местное сырьё, разработку способов приготовления стабильиях простейЕИХ аммиачно-селитрекных ВВ, обеспечивасдих попыяение эффективности взрывных работ.

Иетодн исследований: обобщение и анализ опита исследований процессов стабилизации состава простейвих амнизчно-селит-ренннх БВ, зкспериментальнз-аналитнческие исследования-лабо-раторнме (физико-хикические, физико-механические), стендовые, полигонные и опитно-проиыиленкуе испчтания нови* составов и технологии их приготовления.

Научные юлоаения, выносииие па защиту: нов:;е методики определенид компонентного состава (нефтепродукта. тзердого горючего и др.) простейвих аммиачно-селит-решшх взрывчатых составов типа игданита, гранулита (56;

аналитические уравнения, опмсчютцие влияние вязкости яидкого топлива и дисперсности твердого горючего па стабильность аммиачно-селитренних составов, содеркацих порозок ал;:-киния (гранулит Яб);

повнеееие стабильности игдаката путей предварительной активации гранул анкиачной селитрн (ПС) рзстпормтелем-бутилп-скии сикртани (а.с. Я 1612010);

нвтод исследования водоустойчивости змульсношт аинпач-но - селитренних состазов колориметрическим способам (а.с. Н 1402853):

сенсибилизация зкульсиошт амииачпо-селитренпь:: составов, замечавшаяся в тон. что на стадии приготовления эмульсии в раствор ПС вводится гидроисид натрия С калия) в качестве газогенерируз'деГ. добавки и сополнкзр винилового зфирз по-ноэтанолзкина и кетакриловоЯ кислоти, обеспечиваний разно-иеряоэ распределение клкрспузирьков (центров сенсибилизации) по эмульсионному составу (а.с. Я 17132523 ):

получение в:п'.окодисперснсЛ обратной злульсии типа "вода в масле" и изготовление на её основе стэСияышх простейших гранулированных ВВ, приготавливаемых на честах потребления (патент Я !Й'1П4С1 ).

Научная новизна рзЗоти зачлачастся в установлении; закономерностей вазизакях нестабильность г.росгсЯ5«х ам-ни.тшп-грчитрешшх ВЗ, разработке иовлх четэд--» контроля кои -

побитного состава, дзвуих високув точность и оперативность определен,«;

оёв!:оиу.ост&й потерь нефтепродукта и твердого горвчего в процессе ппезыозар.чгэннл от природи и вязкости нефтепродукта и природы к дисперсности твердого горичегс в простейвих ам-киачио-селитрешши состйгах типа гранулита ПО;

зависимости удеркнвализЛ способности гранул ЙС по отношению к дизельнону топливу (ДТ) от предварительной обработки гранул растворителск-бутиловими спиртам!:, чю позволяет приготавливать игданит, стабильность которого повышается в 2-3 раза по сравнения с изготавливаемым по извести технологиям;

аависимости интенсивности окрасиаання водного слоя над зцульсией от водоустойчивости зиульег.ошюго состава (в результате введения е пего водорастворимого, но каслзиераствориного красители), благодаря чеку появляется возможность бистро и точно оценивать водоустойчивость ПВ;

зависимости водоустойчивости энульсионнах составов от гекнологических изреаетров (скорости переиаЕкзанкя и концентрации окислителя);

закономерности вкделешм и равномерного распределения никропузырькоЕ гзза (центров сенсибилизации) в объёме змуль-сиеннсго состазэ при введении деиевоге и доступного зецестиа-гндрокекда ттрия (калия) в качестве газогенерирузце;; добавки г соьоликзга винилового зоира кскээтааолаккца и нгтакрило-зой кислэти, оОеспе'.кзал'.'его рагжокернсе распределение центров сенсибилизации, "то веют н угрокешш и удеасилеиав вро-чсссс: пригош^ениа .од'диспэшш 2В;

и\:го;'а получений в^сспздкспсрсчоЛ зод^-'зслянсШ экуль-си:. (£!23) типа "седа в «ослз" гидроакустическим способов и чГ'< 11'стсдл.?з!из ей ценозе стабнлышх аыииач.и-селигргшшх спсгдг^» лрс.гЕС.ствзкяне испытания котора;: т.шгазали высока: ?г$егппь:1спь и яккогкмнсси» ззрив:.»х робот.

псучгшх пою&ыша, виводоз н рекомендаций ирдтчи,1.1^3той чосгйго-':!!;« эбъекок ссследо-

веыЛ, юш-ммья ргу^тятов. пгдэ'гёшш на основании расчета по бшяхп'чжаа у?«ис»'й$т и даыик яксперииекта. иояо-тепшт рпэдоьытгп использован«:: прелтеунах методов контроля №еся>& а^-глеАт 6Ь, {.йковыли'ча по познившю стиб^ьйостп Гччрою!-«* г.и«начно-сш!Грзшт ЗВ, а 1акге

Г)

внедрением ил горни* предприятии!: Ргслдблики Кззахстан нзео-го 33 стабильного состава - гранулита 3.

Практическая ценность рЩоги закл.т-патсд в разработке повнк катодов анализа составов простей:кч аикиачиэ-селитреп-ичч ЕВ, рекомендаций па поакпочио их стабильности, разработке т?х!!0л0пш получения знсокпдиспсрсиоД обратной змзльс:ч| типа "сода о пасло" и изготовление ка еЗ основе стабильных омииачно-сглитренннх соетавоз, нркготагш'меиих на нестах потвеблеиия-грзиулитов 3 в 28'?. отчзевихе« висской технологичность*» процессов иэготовл;:!!;л и применения, ковши поза-вешюп плотность зарякчил ( 1250-1350 кг/иЗ), пОесизчиэатнх эссевтявнос и безопасно«! применение ВВ и условия-: я?ха«тзиро-вашюго ведения взризнчх работ (патент !; 1306401 ).

Реализация рабопь Ийтсеккэ определения нефтепродуктов, твердого горсчего (алэ.'чмий, силикоалечшшД и др.) з лростс.1-иих грзпдлирозаикых ВВ, разработанная совместна с 1ШК0Н АН РФ, зоила э технические условия на зецесгво взрывчатое-грзндлит АО, методика определение зсдоустойинзостн змильс«:ошшх составов колор'шетрическии способа» запева а.с. N 1.402350. Разработана технология получения стабнлышх простеЛиих ВВ на осносе СИЗ. Результата исследования го>зги з технические условия (¡а: водо-наслянне эмульсии (ТУ 40 РК 2073164-10/0-021; вещество пэраэ-чатое-гранулит Э (ТУ 40 РК 2073164-3/0-92); веиество ззрнзча-тое-гранулит 38Ф (ТУ 40 РК 2073104-11/0-32). Куриальная постановлением Госгортехнадзора РК '! 2/93 от 7.07.93г. гранулит 3 допузен к постоянному применении для ведения взрнвннх работ на дневной поверхности и в подзенннх рудниках ( вахтах ) не опасных по газу и пили, для взрывания з сухих и увлазнешшх скважинах и япурэх. Технология получения 3.(3 и приготовление на её основе граиулига 3 внедрени на комбинате "Очполииеталл" и ПО "Каззолото". Экономический ээдеит от применения гранули-та Э составляет 20 оОО руб/т по сравнении со итатними ВВ.

Апробация работы. Осноонне полокения и результаты исследований докладывались на конференции молодых ученых КазПТИ по-свяценой 70-летия ВЛКСМ (г.йлма-Ота, 1989 г.), заседании круглого стсла X1У Менделеевского гнезда (г.Гаакент, 1989г.), межотраслевом научно-техннчегкпн совет. "Основные проблемы научно-технического прогресса в области производства и применения простейэих и водосолерка!!их ВВ. изготавливаемых в непосредст-

венной близости от предприятий потребителей (г.Асбест, 1989г.). Всесоюзном совещании по буровзрывным работам ( г. Йлма-Лта, 1989г.), XII научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава КазПТИ (г.йлка-йта. 1991г.;, II республиканской научно-технической конференции "Научный прогресс и экология" (г.йктау, 1992 г.), объединенном заседании кафедры разрушения горних пород и шахтного строительства и технического совета отраслевой лаборатории комплексной механизации взрывных работ КазПТИ (г.Алмати. 1993 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 статей, получено 3 авторских свидетельства и один патент.

Объем работы, диссертационная работа излокена на 158 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глаз, заклвчения и содержит 44 таблицы, 19 рисунков, список использованной литературн из 88 наименований и 35" страниц приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРШИЕ РАБОТЫ

К простейшим ВВ относятся смеси на основе гранулированной АС к жидкого нефтепродукта, к которым для повышения энергии взрыва добавляют аликиниевый порошок или другое твердое горючее (силикоалшший. уголь и т.п.).

Преимущества простейших ВВ хорошо известны: высокая безопасность производства - смеси аммиачной селитры и дизельного топлива iflC-ДТ) являются намного безопаснее ВВ. содержащих тротил или нитроэфиры:

благодаря меньшей чувствительности смесей ftC-ЛТ к механическим возгействнзм оказалась возможной организация их крупно-тоннакного механизированного производства:

сравнительно низкая стоимость - аммиачная селитра, сенсибилизированная жидким нефтепродуктом, является самым дешевым источником энергии взрыва;

достаточная мощность длу многих условий взрывания. Но простейшие гранулированные оммиачно-селитрешше составы имеют и недостатки, которые, в основном, связа"ы с тем. что стабильность получаемых составов недостаточна. Нестабильность соотношения компонентов нарушает кислородный баланс, что существенно сникает энергетические свойства ВВ и приводит к ьбразопзнив большого количества ядовитых газов.

Недостатками простейеих аимиачно-селитрешшх составов, содеряавдх алв1"'ний, являются: миграция нефтепродукта, слипание дисперсного алюминия с нефтепродуктом и расслоение смеси, относительно высокая стоимость. Введение дисперсного алюминия в аммиачио-селитренные составы создаёт технологические трудности. связанные с достаточно -зисокой химической активностью зтого металла, и псьяялет уровень безопасности при изготовлении и применении В8, что ясно показывает необходимость замены дефицитного и дорогого алюминия на другое твердое горючее, более технологичное и безопасное.

Проблеме повышения стабильности состава простейших аммиачно-с^лнгрепннх ВС пссваценч работы A.M. Бейсебаеза, С.Д.Викторова, ft.А.Вовка, Г.П.Демидкка. О.М.Друковантго, Л.В.Дубнова, И.Е.Ерофеева, 3,И.Ефремова, Н.А.Кука, Б.Н.Кутузова, В.И,Плужника, З.Г.Позднякова. Б.Д.Росси, Б.Я.Светлова, А.Н.Ханукаева, Е.М.Сайхутдииова, и др.

Анализируя современное состояние вопроса мзвно представить способы повыиения стабильности простейиих аммиачно-селит-ренннх ВВ следующим образом (рис. !.). Но, все они не реиавт полностью проблему стабилизации ВВ, приготавливаемых ка местах ведения взрывных работ, из-за повапения стоимости и усложнения технологии приготовления, ухудиения сыпучести и увеличения выноса мелко дисперсных частиц в процессе пневмозарязания. На данной схеме приводятся такае два способа повнзения стабильности, предлагаемых нами,-предварительная активация гранул АС растворителем с последук ,ин его испарением я введение жидкого топлива в виде ВИЗ типа "вода в насле" в гранула fif, которые позволит значительно повысить стабильность амииачно-селитрен--них составов, приготавливаемых на местах потребления.

Для проведения взрывных работ с примэненкиен амммачно-се-литрешшх ВВ, приготавливаемых на пестах потребления, необходимо знать контролируемые (виввний вид, массовая ^оля компонентов. полнота детонации, насыпная плотность) и неконтролируемые показатели £3 (бризантность в стальных кольцах, чувствительность к удару и трения, скорость детонации). Все вииеназоьнн.уе характеристики тесно связаны со стабильности состава, в связи с этим нами разработаны новые методики исследования компонентного спстапд простейиих аиг.яачно-солктоеяних взрчвчатих составов. которн1» позволяют более точно я оперативно осуществлять

I

QJ

Й

С

й £

контроль качостпа аияиачио-селитрчштх составов, приготавлл-ваенпх на мест.гх потребления.

С целью оптимизации мстчпа прэствйвих ЗВ проведи:;: исследования влияния прирои и вязкости жидких, природу и истин дисперсное та тверднх горача-с кочпонвнтов на стабильность ЗВ типа гранулиг Ао и технологичность их пнезнозаряяания.

Найдено, что с повь тотем вязкоети нефтепродукта я с увеличение» дисперсности твердого горнчего сипучость составов ухудзается. Влияние природы твердого горвчего про"в/:пется на примере состав со. содзрвацпх порозов Ферросилиция, котсрае показали хороздя сипучесть даяа с внеововягкети наслазя.

Исследование яэченениа состава образцов простейших акмиач-но-селитре;ншх ВВ в процессе механизированного парлаания показало, -что рекояендистса для гранулитоз, изготовленных с пеполь ■ зовпнием порочна злкиинил П(1-0 применить нефтепродукту с вяэ-костья до З.О'Ю"* \'/с < 50"С ): поротков Пй-З, (ШВ - до 1,0-10 н/с с50"С). Для составов, изготовлениях с применением порозка ЯЯ-4, вязкость нефтепродукта долина бить небсльтой -(4-Е) -10 "м/с (20'С), что соответствует вязкости дизельного топлива. Ллч гр ¡¡¡улита с пороикоч ферросилиция возкояно увеличение вязкости нефтепродукта до 0-10 (Г/с (50'С), эти составу отличаатся уоровей стабильность*), но дальнейшие испнтания показали, что образнч гранулита с пороиком ферросилиция нмент несколько повиыеннуи чувствительность к трения.

На основе полученных данных сделана пошита расчета содержания нефтепродукта си,) и пероика алюминия СУ;) о заряде в зависимости от вязкости нефтепродукта (X)) и дисперсности пороска алюминия (Х^)

У, = 3,42153 - 230-10,10200Х, к 1010,0ЮОЗХг, (1) У, = 4,72913 - 7680.00501Х, + 1280,00031Хг. (2) Вквод регрессиошшх уравнений описывающих эти закономерности проводился иыользуя метод планирования эксперимента с применением стандартных программ на персональной ЯВИ. Уравнения адекватно описизэпт изменения состава гранулита А5 в процессе механизированного применения.

1'а руднике "Глубокий" не»,Рината "Пчпплинеталл" проведен» игпнтания усовервекетпованного гранулита Ай на сквазшшой от-бпйке рчдп, В результате иепктпний установлено, что: качество дробления РЧЯУ при использовании гранулита А8 но ухудзнлось

л

по сравнении с применением гранулита ПС-б; образования пробок е транспортних илангах н "зависаний" в зарядчике не наблюдалось; еодераакие компонентов БВ в воздухе рабочей зоны и в сапом ОВ до и после зарякания показало, что запыленность алюминием при з'рянатт гранудита ПО в 30 раз иеньло, а изменения состава незначительна но сравнении с гранулитон АС-о, у которого происходит значительное изменение состава из-за выноса альяянисзой пудри из ^орикрденого заряда.

Известно, что одной из причин нестабильности игданнта является повышенная влажность гранул аммиачной селитру, поэтому нами предложена предварительная активация гранул ПС бутиловыми спиртами, [¡осле чего гранулы смеимшаштся с ДТ.

Как видно из данных представленных на рис. 2. обработка бутиловыми спиртами псзииает удерзкваквдю способность гранул АС по отношению к ДТ. Такое влияние бутиловых спиртов связано, с одной стороны, с уменьшением вламности гранул за счет экстракции води,-с другой- о степенью гидрофобиссти молекулы спирта. Бутанолн адсороируясь гидроксильной группой на поверхности гранулы, гидрофобной частью молекулы удеркивавт пленку ДТ.

Время, г.уткц

Рис. 2. Зависимость удерживавшей способности гоанул ПС после обработки бутиловыми спиртами; 1-иэобутиловим спиртом: 2-первичным бутиловым спиртом; 3-вторичным бутиловым спиртом; 4-треткчным бутиловым спиртом: 5-контрольная проСа.

Наиболее сальнкй зс^ект окачивает обработка гранул ЯС иэобцти-лозин к первкчншд бдтиловаик спирт пни, что согласуется г их растворимостью t зоде и степенью гидоофобности.

Установлено, что стабильность игдакита, изготовленного с предварительной активацией гранул ПС бутиловг.кп спиртами, по-вчваегса в 5-7 раз по сравнении с игданнто", изготозлешша обычным способен (а.с. I! 1612515).

Простей'.'из БЗ типа агдзилт под воздействием во;,и легко терпит детолационкув способность и без применения специальна): гнзрокзилирупцчх оболочек пли модифпкацаи состаеа елках cu5-снй их весьма сложно применять в обгоднепнкх улоЕИЯХ.

Одн:::! из достиаений в области водосодерзацих ВЗ является появление l начале ?С-х гсдов эн^льсиотш ззрнзчаткх всцеств, которые представляют собой змульсив типа "вода в узслк" ксн-иентрирсеанио-о раствора кинеральинх нитратов г виде капель размером менее 100 мкн в иасляной фазе.

Отличительной особенность:! эмульсионных анмиачно-селит-peiin:jx взркзчатнх составов является высокая водоустойчивость. Параметр-зодоустойчпэпстъ хороио характеризует стабильность пояипзвшх эъдльсий. Для оценки этого пграимэа разра5ото;.к цетодиии определения родоустсйчивости зиульсиошш составов ночадкттлгтричеекк» и колоршетркческин (з.с. Н 1402333) методами. что позволили вести исследования в зароком диапазоне концентраций окислителя в л-збграторчкх условиях и ка аестп;: ведения взризнт; работ.

Результат» исследования влваича скорости псрекг';яваняа, концентрации исходного раствора АС на водоустойчивость зкуль-снсниих гиашчно-селитреяпнх составе? показали С рис. 3,4 ), что с увеличением концентрации исходного растворе Г.С от 30 до 83 У. водоустойчивость анчльсиснных состазов издает а растворение ¡i С упзличкваетгл с -1,1> до 0.? 7. (при нехездеккх з ье-де 7 суток), с увеличением скорости перемпзивакня с -"00 до UC0 сб/нчн С при приготовлении энульснешшх соста^сз) водоустойчивость увеличивается, а растзорекие ПС уноньмется с 6,Р до 3,3 У. (при концентрации исходного раствора АС резной 30 ;;>.

Для исследования кислородного баланса Ш1СГ0"01!П0кеи1ких анульсионт-х ?Н:!1:ачио-селитрсшшх составов создана програикз расчета на персональной 3B'Í, которая позволяет по начальной конциппзции окислителя и горючего бистро определять кис юрод-

-ч- 5

С:, fe

.S- Ï

о 2 i

a/vr.vL,'

Puc.3. Завш'.аосп мдо^елойчиаоеы э«адьскгглих составов от коацсатргцлц йсйсдього растугра АС: 1 -8Г; г, 2 -ОС У.. 5 - ?о г. 4 - GO г.

?

С^ч 6

5

л ■i

Q.

ч

ît

4 f.

tj

. {

!

-Г

.. 5

„-♦*"... ,< о" .„.-"Л

. 'VJ

'' У'Л »

> «

1 2,3 4 5 s 7 с Ь^йми, а/m к i-'

fue. h, 3¿_'[í:n:.;úcíb бодоигтойчлвосru гвдль.и; сэст&вср ut гкорьсти пе?С1»:чк?51'.к«;: 1 -50C iw S -u6G оЗЛдаг, J -S30 о6/««ь, 4 -íCOO eG/мнк, 5 -1'íüO сб/i'iin.

¡:uft Салоне и i:'4no¡ieii7;«;f¡ состгэ гпульска с сс^зяеекн» саг он изнененкз кс!Ш<зктракяи окислителя. Прогрзмы нап»сг::с. на аз if-né Пейсик и работает о рехша дналгга с псльзозатнлем.

Известно, что г,я.si сонсибилй'лция :к,чльс:".сн;г;х составов использузтся газе: иногир-чтлне добаски, стеклянные кикрос?сгн. ïîî!k правило эти я о 5 а э ! ; : í дорсп'е с ке.-.ийтнаг. Ззсдгкяе газоге-пеокругцих добагск цсяс.тгхт ти.ччологга приготовления к при-нененхз и?-зз трудности равяскерксго распределения центров С'.-мсиомлизоции i мккропузкрьков ) ¡¡с. 'щулъсионнп^у СС-.лэи.

Разработан более деиевпй и дос гупкш"-, способ • • i':!:: с í 10 ильину сенск0йл:<г<!",сра1шнк " пъ с л о ' : !£г;с'кпавоо, ¿зклв-.,ас.cq в тои> ,,та про-варктеино, до крекеик» гас-сгенори-рус.ого аецегтид-гклргкеига наг;!.';: (клли.ч), в в^днчй раствор ПС (на ста;:'-:н приго-;плени:: чкульсии; вводится видораствори-Mtñ еополикзр выппового sflüpa »'•иоотаиолакикз и «:-та:ф5ио-sert кислоти в коА>"1еь7:-з 0,05-0, Í «ас. X. ^екеиЗияизация ппз-исх-лшт в HOüfHT г.з.г;чрягя «яцльс.ш, Микроп^зчрпк:! г-зза, удер-•гаваенн* ссполннер'Г:, зкгстс с вздел-;:5.1 рзстгерг »1С покрк-¿ay-.cu лш<; •:Д чевтепрс^ета, тторая "реплтетьучт с.тлп&'Ш» лцгярькоэ J бая" кг«гше а обесв-. ':чгзаг р.тскс;.«ое рясаре-долечке nuct pïito'i .тс :пму объему 'ч^ьскоииог; ссстзза.

Полягс::.шв ип.-.нтакая зарьсиеииого состарь, полученного ло прг.-,*,агз«{оин гпгсоб-j, полагали, что его работоспособность пописзетс?. з 1,1-1,3 раз,; по прзгнешм с 53, п:.лзЧ'!м;тка и caHC"6s/.:;.ríc.osaa:;iiíia кэы'.тивгя ¡mJfiVJZ (а.с. ü 4S312Ö7).

'/сслелквано si:n>.r.> технологи;; .ъчреиеккйш.'л ;п стпС.ш---РССТЬ Jrtpe'jjr.jx зкулъсни, ДЯД !,Л;'УЧСНП1, KOTOÜUX ШП'ТОЛЯ слз-i.jnji'e способ«: волнев.'л, ьехе^пссь:';'!, гидроакистлчеойй ; с:;ел:.!ге зачлвчегше о ислесообр-пно:"» примгкэтя п^ройкцети-■некого иетоде,

"¡ьзраЗотзна техиплопг пелч'-с-.м*! стабкаышх збогтьвх во-ди>'асля!н:х cvjubcsft с 1:сд.ч:»а[;:<гн води от 25 до 75 7,

;1.í.¡ спрегft."••>!':".:! -.тепск:! даясрскости нолученних обргинЕЧ гкульевй иоорзясш/ кикрспггяячзсктс rcmeran.vnw. ОЗразпи ксследова::'сь о ссечозои 'г.роемке кьрчи KU-2 в прьход-гцгг. c'-or; с ^сличением от $50 дс F00 раз. йепп.ана С?'??, сслачад-яае с рзгкзкя гидгки ^ичдьптиез, есотпэззщ» я компонентов к

сросо'ъий ;прй!{йснгс:!кл.

naiitíSX 'c:'KPCCKOR«'lOCK«>: l!i!!°.peHKfl СЛСД'/'JT, что

получении с п^иклг.-ннбк пииакистач-гског и смесителя "Сиропа" , • растеризуется ргзи<шер1>ии расарг-дел^икен частиц, циелЦйх разиер опало 1 нкй.

В результате прозеденнак ис.льдоиснсй предложена иоеал тскпояоггя нраг&юьлшы грлщлитой стабильного соитаьа на осиою разработанное наии В!!3 и гринуд АС.

Определена пссогая дела компонентов ВУЗ оптикзльнйге состава, 7. : спьизчиаз селитра - 26,0-32,0, ке.;.тепр5«кт ~ 36.0-38,0, веда -28,0-32,0, эмульгатор -2.0-'1.0.

Р?но&нне адзктегнешкк ВИЗ прииедвки в табл. 1.

Таблица 1

Нскоторие фпзико-улакческие показатели ВИЗ

Накыековэпие показателя 1 Значани;;

Оиешшй сия Поййи&н<48 сдивкоосразнал

однородная касса о г бьхо го до коричневого цвета

Платность, кг/:/ 950-1050_г

Размер частиц, не йолсе 5-10 "

Дннаиическая в?5«ог при 20"С, г ' не йолсе 1

Раствор!,,.«-': - в воде не раств. в юч.6 евтек

Те!.:.:ра1ура вегиикк, ""С

в открытом ткглз 76

ь закритои тигле 63

Температура воспламенения, "Г,

В ОТКрЦТО!,: ТИГЛЗ 62

о зикрцтом тигле Юз

Ушшаелыь зпергиа госплс.аеп&няа, Дп бодзе 1

Кислородный баланс, У. шщс 130

Остановлено, что ЗК авдастсс более иогарабвзспзешт пс сравнение с исходник нефтепроддетоп, т.к. пепнзка и восплан-.-цепче энулъекв нгб/.вдались послз се разрушения и частичного испарения ги.дц.

6*3 не является ьзрирчатва сеиествин, её молно получать пеподъзда обичкие (серкйпо вьаускас^ие) смесители. Ьязвость 31'3 регулируется ссоткол-ннаи срганачоской и неорганической 563. а такле типом приненкьиогг эмульгатора.

Для приготовления В83 1:зпосредственно на пестах потр«-о-ления разработан пункт, технологическая схека которого представлена па рис. 3.

I - Бак-сыеситгль. 2 - сикость для растворения эмульгатора, 3 - еиьость для растворений ЙС, 4 - епкоеть для горячей вода, 3 - емкость для нефтепродукта, 0-7 - емкости для готооого продукта, 0,10 - насос. 3 - гидроакустический спаситель, 11 - веса, 12 - рззерзцзр для нефтепродукта.

Согласно приведенной сленг иефгепр^внт из резервуара (12) подастся по трубопровода в бак (5). Дозирование нефтепродукта производится самотеком порции в сак смеситель (1). Вода из снстемп водопровода по клангу заливается v бак (4), где подо, ревается до 9С°С. Лкниачная селитра ззвеаиваетсл на весах (11) и порция (1С загружается в бак (3), заливается горячей водой С90-*С> из Сака (4) и переценивается до полного растворения, затеи по труоопроводу санотскои раствор АС переливается в бак-смеситель (1). Порция эмульгатора взвешивается па весах (11), гагруяается в бак (2) и заливается горячей водой, после полного растворения водит'! раствор эмульгатора поступает в бак-смеситель (1), из которого раствор эмульгатора и раствор АС подаются по всасававцеку трубопроводу насосом (0) через нагнетательный трубопровод в смеситель гидроакустический (9). Перенеииват-е осуществляется в резине циркуляции. Готовая Б>./3 из смесителя (1) через трубопровод перекачивается насосом (10) в ёмкости для готовой продукции (6.7).

Смешение гранул АС с ВИЗ повкиает стабильность гранулнта, в данном ВВ практически отсутствуют процессу миграции ДТ при сохранении снпучих свойств гранулита. Пслучешшй по данному способу гранулит (гранулит 3) обладает стабильно составом и свойствами в течение 14 и более суток (патент í¡ 160.6461 ).

Високая дисперсность БНЭ обуславливает её повишеннуи вязкость и стабильность, вследствии чего (благодаря силом поверхностного натянения), ДТ прочно удерживается на поверхности капелек водного раствора ОС, и при пневмозаряканик наблюдается улучшение санитарно-гигиенических условии труда.

Установлено, что введение зода в состав гранулита (в виде БНЭ) ^злич1.зает плотность зарякания до 1250-П50 г.г/мЗ, что способствует концентрации энергии взрива и, следовательно, повииению эффективности взрызних работ.

Показано, что к прекьуцестваи гранулнта Э следует отнести отсутствие опасности образования и накопления электростатических зарядов в процессе пнземозаряжания.

При дроблении крепких и особо крепких пород гранулит 3 по бризантному действии не всегда удовлетворяет требованиям производства, что послузило основой для проведения исследований по поиску энергетических добазок, способных ловнсить работоспособность взрывчатых составов.

Показано, что снесение поргшка алимкния с ВИЗ верст к по-нинениз уровня .'озоласности при изготовлении ВВ (из-за контакта алюминия с водосодеряации компонентен). Введение пороака ¡Герросип!!Ц1<л в В1'3. напротиз, вызывает уменьшение чувствительности 33 к механическим воздействиям, то есть пввигает уровень пезопэскпггн при приготовлении и применении)! г В. По зтону для повншени:: энергии взрис^ гранулитез и-л основе В:!3 предложено в качестве твердого горячего использовать ферросилиций, которой предварительно (до стадии снеае"ия с гранулами ПС) смешивается с Э'-'З и только затек с грапулгт.! ПС.

Гранулит на основе ВУЗ и порой:« Ферросилиция получил название г? эяул^т 33®.

Ссновнче фнзико-хккические и ьзравчатпе показатели гра-нул'лтов 3 и 300 приведен,:! в табл. 2.

Физико-химические и взрнзчат," Показатели

Таблица 2 показатели граиудитов 3 и 330

| Значения

! Гранулит 31 Гранулит

Тепло га гэпуэг, йЛч/вг з.?о 3.9

Кнслороднка баланс, У. -0,23 +1,2-1

Об!":; газ^в. л/кг 385

¡¡¿¡екпчал плотность, гг/з'З ! 050-1150 10к0-

Скорость детонации, гч/с 2,0-2,5 не мене

\;';!т:.1Ч.диаметр с ст.зльн.ооолочке , к»; 12 40

'лтеузит.'лы-'хть к удару : пче'ол, к» частость .'Зр-.'вов, У. ?00 0 •500 0

Чц8стз1'т?льчгс5ь к третш. ьКа ориза.чтлч.л»' п стальном кольце, Годер^аккз г;:.ов;п;;х газов з

перегчгю >:а СО, л/кг

Физнчеека:, стабильность (потери сгзч е точение суток),/!

•К,зстозто.-..(ость ч КД, Д!3

Способность г, элсктризацп пг; П!1ев;.;озар:!-,зп;:;|

Температур соспланенениа.Ч

"'<; кой

../он зе чз менее

30

0

300 !5

более 2 ¡5-21

;, и

9<

не боле? о"

0

не достаточная

не требует затчи 2^0 270

Аккрачаэ-свлитренквД состой на поневе ВИЗ и порошка яерроск.гнцей характеризуется *ероеп« сиеиеккеи нгипонентоо.

энергетические показатели его находятся на уровне алюиосс-деркадих граиулитов.

Установлено, что гранулит Э8Ф обладает низкой чувствительностью к механически«; воздействия!! (удару, тренип), не детонирует от стандартных средств инициирования (капсуль детонатор, детонирувций вну|Л, обладает высокой термостабильностью при воздействии тепла и открытого пламени, не поджигается искрой от огнепроводного инура.

Гранулит 38Ф предназначается для взрывания пород с коэффициентов крепости 6-18 (по икале проф. Протодьяконова) в ыпурах и скваяинах диаметром не ьенес 42 мм в сухих и осуиен-ных забоях открытых и подземных гориих выработок, кроме вахт опасных по газу и пили.

Таким образом, задача повыиения стабильности состава ВВ, изготавливаемых непосредственно на местах потребления, рекает-ся при применении простейших ВВ на основе ВМЭ и АС типа грану-лнтов 3 и 38Ф, технология приготовления и применения которых безопасна, надежна, обеспечивает повышение эффективности взрызкых работ.

Применение гранулита 3 на рудниках комбината "Ачполинеталл" позволяет получить результаты на уровне гранулита йС-8 при значительном экономическом эффекте - ¿0 тыс.рублей на 1 т ВВ.

ЗПКЛВЧЕНЯЕ

Ч диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи повиаеныя стабильности простейших аммизчно-селитрешшх составов, местного приготовления, что способствует эффективному к безопасному ведению взрывных работ, имеет существенное значение для дальнейшего совершенствования технологии горных работ.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующей:

1. Разработаны новые методики исследования компонентного состава простейших ВЗ, которые позволяют точно и оперативно осуществлять контроль качества ВВ. приготавливаемых на местах потребления. Нетоднка определения нефтепродукта, твердого горючего (алюминий, силккоалншшкй и др.) в простейаих ВВ. разработанная совместно с 1ШК0Н ЯН РО, впила в технические условия иа вещество взрывчатоь-1 ранулит Р0. методика оппрделения .^до-устойчивости з*уяьсионкн* составов зечицоча а.с Н 140."!{И*.

2. Найдены регрессионные уравнения, описывавшие влияние вязкости нефтепродукта и дисперсности твердого горючего на стабильность (в процессе пнее'азаряяания) простейших гранулированных составов, содержащих потомок алг.миния.

3. Исследовано влияние ППГ1 типа ряда бутиловых спиртов на адсорбции гранул (1С к ДТ. Предложен способ приготовления игданита стабильного состава, путен предварительной активации гранул АС бутиловыми спиртами и последующего смеиения гранул с Г (а.с. N 1612518).

4. Разработан способ получения сенсибилизированных эмульсионных амниачно-селитренных составов, обеспечивающий равномерное распределение центров сенсибилизации Смикропузырьков) по эмульсионному состазу (а.с. N 1262529 ):

3. Разработана технология процесса получения стабильных обратных ВИЗ гидроакустическим методом. Установлен оптимальный рецептурный состав, результаты исследования вошли в технические условия на ВИЗ (ТУ 40 РК 2073164-10/0-92).

0. Исходя из физико-химических основ теории стабилизации гетерофазных систем разработан принципиально новый способ получения эмульсионных составов и приготовления на их основе простейших стабильных гранулированных ВВ, местного приготовления.

7. Исследованы способы повыаения работоспособности гранч-литов на основе ВН'. Разработана технология приготовления стабильных простейших амкиачно-селитренных составов повышенной мощности на основе ВЯЗ и порошка ферросилиция, отличающихся высокой бризантностьга. Физической стабильностью. Результаты исследования включены в технические условия на вещество взрывчатое-гранулит Э9Ф (ТУ 40 РК 2073 1^-1-11 /0-02 ч.

8. Разработана технологическая схема приготовления ВМЭ на местах ведения взрывных работ, на основе которой запроектировано и построены пункты на комбинате "Ячполимсталл", ПО "Каззело-то" (рудник Океу, ГиК "Майкаинзолото"). Греховском руднике Зы~ ряьовского свинцового комбината.

3. Технология приготовления нового простейшего ВЗ стабильного состава-гранулита 3 защитна патентом N 1806401. Результаты исследования воыли в техш::г-лкие условия на вещество взрывчатое гранулит 3 (ТУ 40 РК 20V^1«4-0/0-92). Применение гранули-та 3 позволяет получить результаты взрывов на уровне гранулита ОС-8 при значительном экономическом зффекте-20 тысяч рублей

(¡з 1 т ВБ. Постановление»! Госгортелидзорэ гранулит 3 допу-цен к постоянному применении для взрывания во всех климатических районах Казахстана.

Осковные положения диссертации опубликос-чп; б следуацих работах:

!. П.А.йидрусенко, Г.М,Духовная, (5.Д.Козлов. Устойчивость эмульсионных аммначно-селитренннх составов. // Физические процессы горного производства при разработке месторождений,-Усть-Каменогорск: Шйцветкет, 1387. - С. -13-51. - ДСП.

2. й.С. N 1402858 СССР. Способ определения водоустойчивости эмульсионных взрывчатых вецеств / А.Л.Йкдрусенкс, Г.!!.Духовная, Е,1!,Шайхутдинов и др., 1303.

3. Г.К.Духовная. А.Н.Бейсебаев, А.А.Андрусенко. Разработка стабильных водосодеряачих ВВ. // Библ.указ. - И., 1908.

- С. 202. - ВИНИТИ. - К 1334,- Деп. !! С ( 200 ).

4. А.А.Осипов. Г.К.Духовная, А.А.Андрусенко. Влияние природы твердых и кидких горячих компонентов на сыпучесть простейших ВВ. // Библ.указ. - П.. 1983. - С. 170. - ВИНИТИ.

- К 2705. - Деп. - Я И (217).

5. Г.II.Духовная, А.К.Саликова, А.А.Андрусенко. Водоустойчивость эмульсионных составов с повышенным содержанием аммиачной селитры. //Конф. молодых ученых КазПТИ, посвяценная 70 -летни ВЛКСМ: Матер.конф. Библ.указ. - К., 1389. -С. 155. -ВИНИТИ. - N 2482. ■• Дел. - N 5 (211).

6. Г.К.Духовная, А.А.Андрусенко. Об уменьшении нитратного загрязнения. // X1У Менделеевский съезд "Химия и экология": Реф. докл. и сообц.. - М.: Наука. - 1969. - С. 373.

7. Г.К.Духовная. А.А.Андрусенко. Эмульгаторы для обратных эмульсии. //Третье Всесоюзное совещание по хим.реактивам: Тез.докл. - Уфа. - 1389. - С. 91.

8. А,с. N 1612518 СССР. Способ приготовления эмииачно-селитренных взрывчатых вецеств /А.А.Андрусенко, Г.М.Духовная. А.Н.Бейсебаев и др., 1930,

9. А.А.Андрусенко, Г,К.Духовная, А.Д.Козлов. Получение сенсибилизированных составов. // X Всесоюзная конф. вузов СССР с участием научно-исследов.и-тов "Физические процессы горного производства":Тез. докл.. - И.: ИГИ. - 1991. - С.77.

10. Г.М.Духовная, А.А.Андрусенко, А.Н.Бейсебаев. Стабилизация эмульсионных составов. // X Всесоюзна« научная конф.

гг

узов СССР с участием ¡шуч-з-лсследтв', п-тов "Гизпчзские пра-ессч горного производства": Тез.доил..- !.!.: 'лГИ. -1991.-С.ЯЗ.

11. Р..с. !í 1732529 СССР. Способ получении сенеибадизирс-ашшх эмульсионных ззрывчатнх составов. /А.А.Яндрусенко, .1!.Духовная, С.Л.Викторов и др.. 1992.

12. Создание 6i3onacmix экологически чмстих ззриачзтих ве-еств на основе комплексного использования отходов производст-а /А.А.Андрусенко, Г.У.Духовная, А.Д.Козлов :i др. //XII пзуч-о-котодич. конф. протессорско-преподаиат. состава КазПТН кн. .И,Ленина "Проблекц экологии и гуманизации з учзбном процос-э":Тез.докл.. - Алма-Ата: КазПТ!!, - 1991. - С. 64.

13. Создание экологически чистмх вмииачпо-селитрешшх зрывчатих иатериалоз / Е.У.'йаГэдтдштв, А.Н.Бсйсебаев,

.Е.Epoí-еев, А.А.Андрцсенко, Г.Ц.Духоензя. // II Рс-спубликакс-аcî н?|}чно-техняч; кои;)." Надчно-тяхничесхнй прогресс а зко-огии ": Тзз.дзкл. (ч»сть П). - Актау, - 1592. -С. S-Î.

14. Пзтечт Î! 1206461 СССР. Способ приготовления ечниэчно-элитрекшпе ззризча^нх взчаств ( игздштов и граиуяитов ).

А.А.Пвдрдсекко, Л.П.Зордукоз, Г.К.Духовнее si др., 1092 г.

fimpy BVHHCTapuHUH, ти1ид!л1г1н катеру ыаксатимин^ атилрии заттардиц кураыин тура^тандыру.

Духовная Галина Маркизы Нортинды

Бул диссертациялик «укис тутинц ооиндарында цолданилатын к в ft аашактыц-селитраяи^ щрамкнин, турацтылигин аогарилати турали иаиаэди рылш! изселен!ц вев1лы1не арналган.

"Су 1в1ндег1 waft" ur.ríc 1нде зиуяьсиялик, кураиыниц вацз тес i я I ¡cacan ицрарылкан sane оси улП неПз'нде sacan вигарил-ган еэй тура^ти гранулди варилис заттарк - Э взне 38Ф гранулит-терi, онин oHfiipic технологиям мен к,олданилуыниц цатерсiздif i, сек1мд1л1г1 шарилис куиистаринин, натнзес1н вогарылатудды н>амта-насиэ етедI.

The stabilization of eleaentary explosive coepounds for an increase of the efficiency of blasting operations.

Duhovnaya Ealina liarkovna Suasary

The present dissertation uork is devoted to the solution of a topical scientific problea: te increase the stability of eleaentary asaonia - saltpetre coapounds produced at the arear of consupticn.

It's worked out a new mhod of production of eaulsicn ccapaitntJs, such as "niter in oil", and preparation on their basis of elementary stable granulated explosives - c and E8F eranulttcs, the production technology and application of which are safe, reliable and provide an Increase of the efficiency of blasting operations.

1ШУ Kaaimi Сатпаег» 22 2aгаз ■/ , ,краж ICO зка