«Нитронит-пас». Фото mining-media.ru.
В Ростовской области выявили пропажу 24 килограммов взрывчатого вещества, сообщает «360» со ссылкой на источник в правоохранительных органах.
Согласно информации, более 15 тонн эмульсионно-взрывчатого вещества «Нитронит-пас» из Санкт-Петербурга в Ростовскую область перевозила компания «Югвзрывпром». Однако когда груз прибыл и его взвесили, выяснилось, что 24 килограмма пропали. После этого сотрудник производственного участка «Югвзрывпром» в Ростовской области обратился в полицию.
Правоохранители осмотрели автомобиль, перевозивший взрывчатку, и обнаружили, что пломбы и дужки замка повреждены.
Как напоминает DaylyStorm, в мае 2018 года компания «Югвзрывпром» была оштрафована после выездной проверки Ростехнадзора. На предприятии нашли нарушения требований к хранению и производству промышленных взрывчатых материалов, а также к производственному контролю и документации системы управления безопасности. По результатам проверки было возбуждено административное дело.
Согласно данным из открытых источников, «Нитронит-пас» используется при взрывных работах в промышленности.
Сергей Деркачёв
3.2. Угленит 13П и 13П/1 (ТУ 12.0174086-002-94). Применяют в шахтах опасных по газу и пыли как высокопредохранительное ВВ V класса, только в патронированном виде для взрывания в сухих и осушенных шпурах.
3.3.Угленит Э-6 – ионообменные соли (хлористый аммоний и нитрат натрия), сенсибилизированные желатинированным с помощью коллодионного хлопка нитроглицерином, с добавлением пламегасителя (7%), гидрофобной добавки типа стеаратов и древесной муки (ГОСТ 21983-76). Склонен к экссудации, токсичен, Применяют в шахтах опасных по газу и пыли как высокопредохранительное ВВ V класса.
3.4. Угленит П12ЦБ-2М – смесь ионообменных солей, жидких нитроэфиров, карбамида и натриевой селитры с добавлением хлористого натрия и натрийкарбоксиметилцеллюлозы в качестве желатинизатора (ТУ 12.00173769.024-94). Токсичен, склонен к экссудации. Применяют в патронированном виде в забоях опасных по метану как высокопредохранительное ВВ VI класса в сухих и осушенных шпурах.
3.5. Ионит – смесь натриевой селитры и хлористого аммония с нитроэфирами (ТУ 84-922-81). Выпускают в патронах, в том числе с пластмассовой оболочкой (ЗПН-1), и применяют как высокопредохранительное ВВ VII класса в шахтах, опасных по газу и пыли в виде наружных зарядов (разбучивание углеспусков, перебивание деревянных стоек крепи).
5. Пороха
5.1. Порох бездымный (ГОСТ 22781-77). Применяют в сухих и обводненных шпурах и скважинах.
5.2. Порох дымный (ДВП, ДРП) (ГОСТ 1028-79). Применяют в сухих и обводненных шпурах и скважинах.
4.3. Классификации промышленных ВВ
4.3.1. Классификация ВВ по химическому составу.
Все ВВ делят на химические соединения (однокомпонентные, индивидуальные) и механические смеси (многокомпонентные).
К химическим соединениям относят ВВ, состоящие из одного компонента (тротил, тэн, гексоген и т. п.).
Химические соединения, в свою очередь, делятся на 5 групп.
К механическим смесям относят ВВ, состоящие из 2-х и более компонентов, смешанных между собой механическим путем, (все аммониты и гранулиты, детониты, углениты и т. п.).
4.3.2. Классификация ВВ по физическому состоянию:
— порошкообразные;
— гранулированные;
— прессованные;
— литые;
— пластичные (эмульсионные);
— водонаполненные (или льющиеся).
4.3.3. Классификация ВВ по характеру их воздействия на окружающую среду.
Все ВВ делят (в зависимости от скорости детонации Д) на:
1. Метательные – Д < 2000 м/с.
2. Бризантные:
а) низкобризантные – Д = 2000-3000 м/с.
б) бризантные – Д = 3000-4000 м/с;
в) высокобризантные – Д = 4000-7500 м/с;
4.3.4. Согласно ГОСТ 19433-81 при выборе способа перевозки транспортом к опасным грузам класса I относятся взрывчатые материалы (ВМ) – твердые или жидкие вещества, либо смеси веществ, способные к химической реакции с выделением газов с такими интенсивностью, температурой и давлением, при которых возникают повреждения окружающих предметов.
ВМ I класса и изделия, содержащие их, разделяют на 5 подклассов:
|
ВВМ |
— способные взрываться всей массой (взрыв охватывает всю массу вещества); |
|
|
ВВР |
— не взрывающиеся всей массой, но способные разбрасывать и существенно повреждать окружающие предметы; |
|
|
ВВП |
— выделяющие при горении интенсивное тепловое излучение или воспламеняющиеся друг от друга с незначительным эффектом взрыва или разбрасывания; |
|
|
ВВНО |
— представляющие незначительную опасность взрыва (или действие взрыва ограничивается только их упаковкой); |
|
|
ВВНЧ |
— настолько нечувствительны, что при нормальных условиях транспортирования их инициирование или переход от горения к детонации маловероятны. |
Согласно этой классификации современные промышленные ВВ относятся к классу I и подклассу 1.1.
3.5. По степени опасности при хранении и перевозке все ВМ разделяют на группы:
II. Пожарная и промышленная безопасность
Ю.В. Варнаков
канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ОАО «НЦ ВостНИИ»
П.И. Кушнеров
д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник ОАО «НЦ ВостНИИ»
Д.Н. Батраков
научный сотрудник ОАО «НЦ ВостНИИ»
К.А. Плешаков
научный сотрудник ОАО «НЦ ВостНИИ»
К.Ю. Варнаков
студент ГОУ ВПО «КузГТУ»
УДК 622.235:213.2
РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ЭФФЕКТИВНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Рассматриваются принципы разработки эффективных и безопасных патронированных эмульсионных взрывчатых веществ I класса, предназначенных для ручного формирования скважинных зарядов на земной поверхности.
Ключевые слова: БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ, ГРАНУЛИРОВАННЫЕ ВВ, ВОДОСОДЕРЖАЩИЕ ВВ, ЭМУЛЬСИОННАЯ МАТРИЦА, ЭМУЛЬСИОННЫЕ ВВ, ВОДОУСТОЙЧИВОСТЬ, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Проблема оснащения открытых горнодобывающих предприятий водоустойчивыми взрывчатыми веществами (ВВ) I класса, предназначенными для формирования скважинных зарядов на земной поверхности и обладающими высокой работоспособностью в обводненных условиях применения, в том числе при наличии проточности грунтовых вод, а также другими высокими эксплуатационными показателями и показателями безопасности, остается до настоящего времени актуальной. Несмотря на существование до-
статочно широкой номенклатуры водоустойчивых горячельющихся и водонаполненных ВВ, были разработаны и нашли широкое распространение в горнодобывающей промышленности более безопасные эмульсионные взрывчатые вещества.
Анализ составов эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) показывает, что в основном данные взрывчатые вещества представляют собой обратные эмульсии типа «вода в масле».
По концентрационному соотноше-
нию между диспергируемой фазой (водным раствором окислителя) и дисперсной средой (масляной или, иначе, топливной) все эмульсии можно условно разделить на разбавленные — с массовой долей раствора окислителя в составе эмульсии менее 1 %, концентрированные — до 74 % и высококонцентрированные — свыше 74 %. Эмульсии, используемые для изготовления смесевых ЭВВ, еще называют эмульсионными матрицами и относят их к высококонцентрированным эмульсиям с содержанием диспергируемой фазы от 80 до 95 %.
Внешний вид эмульсии (эмульсионной матрицы) под оптическим микроскопом представлен на рисунке 1.
В технологии приготовления эмульсионных ВВ за рубежом наибольшее распространение нашел статический метод гомогенизации, где диспергирование жидкости достигается пропусканием через малые отверстия статического смесителя (до 10-8 м2) под высоким давлением, достигающим значения 3,5^107Н/м2. В отечественной практике для приготовления эмульсии взрывчатых веществ наиболее широко используется метод дробления динамического характера.
Для приготовления эмульсии применяют перемешивающие устройства, имеющие достаточно высокую частоту вращения и обеспечивающие дробление диспергируемой фазы на мелкие капли, рассредоточивая их в дисперсной среде. При этом диаметр получаемых эмульсионных капель напрямую зависит от вязкости масляной (или топливной) среды, типа используемого эмуль-
гатора (поверхностно-активного вещества) и частоты вращения перемешивающих устройств. Наиболее адаптированным к производству эмульсионных матриц, изготавли-
ваемых на отечественной сырьевой базе, является аппарат эмульгирования (эмульсификатор) роторного типа, разработанный ФГУП «КНИИМ».
о/о 30
26,5
12,7
21,1
□ *—3’8—371
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
■ ■ ■ —
0,8
0,3-0,7 0,7-1,0 1,0-1,3 1,3-1,6 1,66-2,0 2,0-2,3 2,3-2,66 2,66-3,0 3,0-3,33 3,33-3,66 3.66-4,0
диаметр, мкм
Рисунок 2 — Распределение размеров капель в эмульсионной матрице марки «эмуласт» при частоте вращения ротора эмульсификатора 640 мин-1
31,6
17,8 п 15 15,6
II 1
1г 1г 3 9 4,4 л,а?
II 3,1 II II 3,06 0 0,7 0,7 0,8 0
0,2-0,4 0,4 -0,6 0,6-0,8 0,8- 1,0 1,0 -1,2 1,2- 1,4 1,4- 1,6 1,6 -1,8 1,8-2,0 2,0-2,3 2,2 -2,4 2,4-2,6 2,6-2,8 2,8-3,0
диаметр, мкм
Рисунок 3 — Распределение размеров капель в эмульсионной матрице марки «эмуласт» при частоте вращения ротора эмульсификатора 2500 мин-1
Размер частиц эмульсионной матрицы марки «эмуласт», изготовленной на роторном эмульсифика-торе с применением эмульгатора марки РЭМ (ТУ 75 11903-631-93 ) и индустриального масла И-40А (ГОСТ 20799-88 ) при частоте вращения ротора 640 мин-1 представлен на рисунке 2.
Чем меньше размер частиц (капель) эмульсионной матрицы, тем более равномерно распределены компоненты в объеме эмульсии, что, в свою очередь, влечет за собой наиболее полное протекание реакции взрывчатого превращения, а следовательно, наиболее полное выделение энергии взрыва и минимальное образование токсичных газов взрыва.
С увеличением частоты вращения ротора эмульсификатора до 2500 мин-1 диаметр частиц эмульсионной матрицы уменьшается практически вдвое. Наблюдается увеличение образования капель малого размера и в процентном соотношении. Распределение размеров капель в эмульсионной матрице при частоте
вращения ротора 2500 мин-1 представлено на рисунке 3.
С увеличением частоты вращения ротора аппарата эмульгирования возникают и негативные последствия, такие, как повышение температуры изготовленной эмульсионной матрицы вследствие преобразования кинетической энергии вращения исполнительных органов эмульсификатора в тепловую. Уже при частоте вращения 1500 мин-1 температура изготовленной эмульсии превышает температуру плавления полиэтилена высокого давления, равную 130 — 140°С, что технологически нецелесообразно и вызывает необходимость последующего охлаждения изготовленной эмульсии.
С точки зрения выполнения условия «необходимости и достаточности», использование аппаратов эмульгирования с частотой вращения исполнительных органов более 1000 мин-1 является нецелесообразным. В этом случае температура изготовленной эмульсионной матрицы достигает 95 0С, а количество капель эмульсии с размером менее
2,0 мкм составляет 85 — 87 %, что обеспечивает достаточно хорошую равномерность распределения компонентов в составе эмульсионной матрицы и продолжительность гарантийного срока хранения (ГСХ) в пределах 12 мес при температурах окружающей среды от — 50 до + 50 °С.
Для сенсибилизации эмульсионных ВВ, используемых для ведения взрывных работ скважинными зарядами на земной поверхности, в России наиболее широкое применение нашел способ химической газификации составов с помощью газогенерирующих добавок — веществ, вступающих в химическую реакцию с одним или несколькими компонентами с выделением в результате данной реакции микроскопических пузырьков инертных газов, повышающих чувствительность ЭВВ к инициирующему (взрывному) импульсу.
Дополнительного уменьшения размеров капель эмульсионной матрицы без увеличения частоты вращения роторов аппаратов эмульгирования можно добиться применением индустриальных
масел пониженной вязкости. Так, например, масло индустриальное марки И-30А по ГОСТ 20799-88 в сравнении с индустриальным маслом И-40А имеет кинематическую вязкость при температуре 40 0С, меньшую примерно в 1,5 раза . Известны также составы эмульсионной матрицы, изготовленные с применением дизельного топлива (ДТ) по ГОСТ 305-82 . Основной целью замены индустриальных масел на ДТ является удешевление изготавливаемых эмульсий. Однако снижение вязкости топливной фазы приводит и к снижению водоустойчивости эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), особенно в условиях фильтрации грунтовых вод, к частичному вымыванию заряда ЭВВ, к потере его детонационной способности в условиях глубоких скважин (более 10 м) за счет слияния микроскопических газовых пузырьков между собой и их выдавливания из колонки взрывчатого вещества,
особенно в нижних слоях заряда. Применение эмульсионных матриц, изготовленных на дизельном топливе, приводит к ограничению времени нахождения ЭВВ во взрывной скважине и является причиной неполноты детонации зарядов и их отказов.
Если отвлечься от структуры эмульсионных ВВ, то, в принципе, они представляют собой не что иное, как игданит (сухая смесь аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта). Наличие воды в составах эмульсионных матриц приводит к снижению тротилового эквивалента ЭВВ. С уменьшением массовой доли воды в составе ЭВВ увеличивается его тротиловый эквивалент. Однако, с другой стороны, при уменьшении массовой доли воды в составе эмульсионных матриц уменьшается пластичность эмульсионного взрывчатого вещества. Зависимость работоспособности ЭВВ от массовой доли воды
в составе эмульсионной матрицы можно проследить на примере эмуласта АС-30ФП (ТУ 7276-01416359200-2004 ), разработанного сотрудниками ОАО «НЦ ВостНИИ», при его испытании на бризантность в стальных кольцах. Оценка бри-зантности ЭВВ осуществлялась по обжатию стандартного свинцового цилиндра по ГОСТ 5984-99 . Результаты исследований представлены в таблице 1.
Из представленных сведений видно, что работоспособность эму-ласта АС-30ФП прямо пропорционально зависит от плотности самого ЭВВ и массовой доли воды в составе эмульсионной матрицы. Для обеспечения текучести ЭВВ при его заряжании и для предотвращения застревания патронов ЭВВ во взрывных скважинах массовая доля воды в составе эмуласта АС-30ФП должна составлять менее 15,0 %.
Таблица 1 — Результаты испытаний на бризантность эмуласта АС-30ФП в зависимости от массовой доли воды в составе его эмульсионной матрицы
N2 п/п Массовая доля Плотность эмульсии, Плотность эмуласта АС-ЗОФП, Бризантность, мм
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
воды, % г/см3 г/см3
1 20,1 1,41 1,38 12,5
2 20,1 1,40 1,37 12,2
3 16,6 1,38 1,33 19,0
4 16,2 1,37 1,31 19,2
5 16,2 1,37 1,34 18,8
6 16,2 1,37 1,33 18,9
7 16,2 1,36 1,33 18,9
8 16,2 1,36 1,30 19,9
9 16,2 1,36 1,31 19,5
10 16,2 1,37 1,31 19,3
11 16,2 1,37 1,29 19,9
12 16,2 1,37 1,29 19,2
13 14,7 1,31 1,27 20,4
14 14,7 1,31 1,28 20,2
Таблица 2 — Показатели промышленной безопасности эмуласта АС-30ФП
Наименование показателя Значение показателя
Скорость детонации заряда в стальной трубе диаметром 60 х 3 мм, км/с 4,4…4,6
Чувствительность к удару по ГОСТ 4545-88 : нижний предел в приборе 2, мм частость взрывов в приборе 1, % £500 0
Чувствительность к трению при ударном сдвиге на приборе К-44-3 по ГОСТ Р 50835-95 : нижний предел, МПа (кгс/см2) ~ 294 (3000)
Чувствительность к инициирующему импульсу ЭД, КД, ДШ Не чувствителен
Критический диаметр детонации в стальной оболочке, мм 40…..50
Объем токсичных составляющих газообразных продуктов взрыва (в пересчете на условный оксид углерода), л/кг 2 30…50
Для повышения тротилового эквивалента взрыва эмуласта АС-30ФП, а также в качестве технологической добавки, позволяющей осуществлять взрывание сульфидсодержа-щих руд, стабилизировать эмульсию во времени и предотвратить ее разложение и перекристаллизацию, произведено введение карбамида по ГОСТ 2081-92 марок А и Б или их смеси в любых соотношениях. При этом карбамид должен быть изготовлен без кондиционирующих добавок или с кондиционирующей добавкой из карбамидформальде-гидной смолы. Массовая доля карбамида в эмульсионной матрице эмуласта АС-30ФП — 5,0 %.
Дополнительно для «искусственного» уменьшения массовой доли воды в состав эмуласта АС-30ФП введена добавка гранулированной аммиачной селитры массой до 30%. Вследствие выполненных действий массовая доля воды в готовом взрывчатом веществе не превышает 11,0 %, что увеличивает работоспособность взрывчатого вещества. Снижение массовой доли воды в составе эмульсионного ВВ эмуласт АС-30ФП тем не менее позволило сохранить показатели безопасности ЭВВ на низком уровне за счет отсутствия в составе индивидуаль-
ных взрывчатых веществ, а также за счет добавки гранулированной аммиачной селитры по ГОСТ 2-85 . Показатели промышленной безопасности эмуласта АС-30ФП представлены в таблице 2.
Для обеспечения возможности транспортирования ЭВВ на дальние расстояния, превышающие 1000 км, а также для осуществления доставки ЭВВ на горнодобывающие предприятия, расположенные в районах Крайнего Севера и приравненных к ним, широкое распространение в отечественной практике нашло патронирование эмульсионных ВВ в полиэтиленовые оболочки различного диаметра с последующей упаковкой в транспортную тару. Транспортная тара, представляющая собой ящики из гофрированного картона, обеспечивает сохранность патронов в процессе транспортирования всеми видами транспорта, а также в процессе хранения патронов эмульсионных ВВ в условиях базисных и расходных складов. Совокупность продуманных технологических решений инженерно-технического персонала
специализированных предприятий-изготовителей промышленных ВВ, оптимальный выбор компонентов
и их массовых долей в составах патронированных эмульсионных взрывчатых веществ, разработанных сотрудниками лаборатории безопасности взрывных работ ОАО «НЦ ВостНИИ», таких как эмульсионный состав АС-25П (ТУ 7276-066-00173769-2008 ), изготавливаемый ОАО «Промсинтез» (г.Чапаевск, Самарской обл.) в объеме 22,0 — 25,0 тыс. т/год, и эмуласт АС-30ФП (ТУ 7276-014-163592002004), изготавливаемый несколькими предприятиями, в том числе ОАО «Калиновский химический завод» (пос. Калиново, Свердловской обл.) в объеме 8,0 — 10,0 тыс. т/год, а также ФГУП «Производственное объединение «Прогресс» (г. Кемерово) в объеме 8,0 — 10,0 тыс. т/год и ФГУП «Дальневосточное объединение «Восход» в объеме 14,0 — 16,0 тыс. т/год, позволили в значительной мере удовлетворить спрос горнодобывающих предприятий России на эффективные эмульсионные взрывчатые вещества, предназначенные для формирования скважинных зарядов на земной поверхности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
1 ТУ 75 11903-631-93. Эмульгатор полимерный «РЭМ». Технические условия.
2 ГОСТ 20799-88. Масла индустриальные. Технические условия.
3 ГОСТ 305-82. Дизельное топливо. Технические условия.
4 ТУ 7276-014-16359200-2004. Вещества взрывчатые промышленные. Эмуласт АС-30ФП. Технические условия.
5 ГОСТ 5984-99. Вещества взрывчатые. Метод определения бризантности.
6 ГОСТ 2081-92. Карбамид. Технические условия.
7 ГОСТ 2-85. Селитра аммиачная. Технические условия.
8 ГОСТ 4545-88. Вещества взрывчатые бризантные. Методы определения характеристик чувствительности к удару.
9 ГОСТ Р 50835-95. Вещества взрывчатые бризантные. Методы определения характеристик чувствительности к трению при ударном сдвиге.
10 ТУ 7276-066-00173769-2008. Вещества взрывчатые промышленные. Эмульсионный состав АС-25П. Технические условия.
WORKING OUT OF EFFECTIVE AND SAFE EMULSIVE EXPLOSIVES Варнаков Юрий Владимирович
FORMULA IN-TENDED FOR FORMATION OF BOREHOLE CHARGES e-mail: vostnii-bvr@yandex.ru
ON GROUND SURFACE
Yu.V. Varnakov, P.I. Kushnerov, D.N. Batrakov, K.A. Pleshakov, K.Yu. Кушнеров Петр Иванович
Varnakov e-mail: riv0000000@maU.ru
Principles of effective and safe cartridge emulsive I class explosives
working out intended for manual formation of borehole charges on ground Батраков
surface are considered. Дмитрий Николаевич