Методы повышения стабильности смесевых порошкообразных и гранулированных ВВ для горной промышленности

В настоящее время изготовление взрывчатых веществ (ВВ) в виде смесей окислителей и горючих для дробления горных пород взрывом на большинстве горных предприятий РФ осуществляется непосредственно на этих предприятиях. Такие ВВ, для которых известно определение - ВВ "местного изготовления",- дешевле, изготовленных на специальных заводах, менее опасны в обращении, допускают комплексную механизацию всех работ, связанных с их изготовлением, доставкой в карьер и заряжанием взрывных полостей. Специфика сырьевого обеспечения производства смесевых ВВ в России на основе аммиачной селитры (АС) в твердом состоянии, а также технологии их изготовления не позволяют получать качественные и стабильные при хранении гранулированные и порошкообразные ВВ, которые по своим взрывчатым и эксплуатационным характеристикам уступают лучшим аналогам, известным из мировой практики и полученным в опытных работах. В определении "стабильность" объединены две группы взаимосвязанных явлений: изменение структуры ВВ и зарядов из них при образовании агломератов частиц АС (или ВВ) в результате "слеживания" и изменение однородности состава смесей АС с жидкими горючими добавками в результате расслоения под действием внешних сил. Высокая гигроскопичность и тенденция к слеживаемости АС и ВВ на основе АС усложняет их переработку при изготовлении и хранении, а также является причиной "неполных взрывов" или "отказов" зарядов в условиях промышленного применения, что приводит к снижению эффективности и повышению опасности взрывных работ. Создание и освоение химической промышленностью производства новых типов и разновидностей продуктов синтеза предопределяет возможность выявления веществ в качестве добавок - "антислеживателей" (стабилизаторов состава) смесевых систем на основе АС. Изучение влияния различных добавок-антислеживателей, которые при этом могут являться горючим компонентом в смесевых ВВ, и самого процесса слеживания ВВ местного изготовления является актуальной задачей. Обобщены результаты исследований в соответствии с тематикой Федеральной целевой программы Минобрнауки России "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 гг."; Соглашение № 14.607.21.0027 от 05 июня 2014 г.; уникальный идентификатор - RFMEFI60714X0027. Цель исследования - повышение эффективности смесевых порошкообразных и гранулированных аммиачно-селитренных ВВ, применяемых в горной промышленности за счет обеспечения их стабильности. Идея работы - для обеспечения стабильности смесевых гранулированных и порошкообразных аммиачно-селитренных ВВ необходимо комплексное воздействие на компоненты системы в процессе их подготовки и смешения путем изменения исходной структуры и/или введения специально подобранных добавок. Разработана методика определения слеживаемости промышленных ВВ на основе аммиачной селитры, доступная для реализации в полигонных (полевых) условиях. Исследованы закономерности изменения показателей слеживаемости составов на основе аммиачной селитры для различных условий хранения, приближенных к реальным. Изучены условия применения в качестве горючих компонентов в составе промышленных взрывчатых веществ твердых низкоплавких добавок (парафина и др.) и способ введения данных видов горючих в состав ВВ с нагревом системы выше температуры плавления добавки. Разработаны способ и устройство по расширению возможностей применения аммиачной селитры, подвергнутой термообработке - "поризации", с осуществлением операции отсева мелких фракций. Практическое значение работы заключается в разработке оригинальной методики определения слеживаемости аммиачной селитры и смесей на её основе, доступной для реализации в полигонных (полевых) условиях; нового состава смесевого порошкообразного ВВ повышенной стабильности по фактору слеживаемости с использованием добавки-стабилизатора, обеспечивающей улучшение эксплуатационных и взрывчатых показателей и возможность применения этого ВВ в качестве дополнительных детонаторов (патронов-боевиков) для инициирования зарядов с недостаточной чувствительностью к первичным средствам инициирования; способа изготовления гранулированных и порошкообразных смесевых ВВ на основе аммиачной селитры с применением низкоплавких горючих компонентов с нагревом системы выше температуры плавления горючей добавки; способа и устройства для расширения области применения аммиачной селитры, подвергнутой термообработке-поризации, для последующего изготовления смесевых ВВ типа АСДТ стабильного состава. Основные положения и результаты работы докладывались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, НИТУ "МИСиС", 2014 - 2015 гг.), на X - XII Международной научной школе молодых учёных и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (г. Москва, ИПКОН РАН, 2013 - 2015 гг.), X Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Проблемы недропользования» (Институт горного дела УрО РАН совместно с Горным институтом КНЦ РАН, 2016 г.).