Состав и свойства отечественных водосодержащих взрывчатых веществ

Водосодержащие ВВ заводского изготовления. В СССР водосо­держащие ВВ были впервые опробованы и рекомендованы для использования на открытых работах Н. М. Сытым в 1945— 1951 гг. Отечественные ВВВ * — карбатолы, поставляемые пред­приятиям в сухом виде, превращают в водосодержащие путем добавления горячей воды при температуре 90 °С или горячего насыщенного раствора селитры.

Для повышения водоустойчивости в наполняемые водой кар­батолы (содержащие КМЦ) вводят в качестве добавок сульфат или нитрат хрома, сернокислую соль трехвалентного железа или алюминия. При использовании стационарных пунктов эти до­бавки вводятся в момент заряжания.

Скважины, заполненные водой, можно заряжать с применением зарядных машин путем нагнетания ВВ под столб воды.

Оптимальная величина промежуточного детонатора из тро­тила, необходимого для обеспечения надежного возбуждения скважинных зарядов карбатолов, составляет 400—800 г (1— 2 шашки ТП-400Г).

В сульфидных рудах ВВВ следует применять а оболочках, чтобы исключить контакт и взаимодействие раствора селитры с сульфидами, так как это может привести к реакции, сопровож­дающейся разогревом и воспламенением смеси.

Взрывчатые характеристики ВВВ приведены в табл. 5.5.

По предложению разработчиков ВВ — сотрудников бывшего сектора Института физики Земли АН СССР (ныне Институт ком­плексных проблем освоения недр АН СССР) водосодержащие ВВ, изготавливаемые по технологии смешивания у заряжаемой сква­жины, названы ифзаншпами. Научной основой создания этих ВВ в нашей стране явились исследования проф. Г. П. Демидюка и проф. Л. В. Дубнова, выполненные под руководством акад. Н. В. Мельникова.

Отличие ифзанитов от акватолов состоит в том, что эти ВВ рекомендуется изготавливать на взрываемом блоке путем насы­щения смеси гранулотола и гранулированной селитры раствором аммиачной селитры, загущенной КМЦ.

Раствор селитры изготовляется заранее в специальной стацио­нарной установке и транспортируется к взрываемому блоку в зарядной машине, в смеситель которой подают гранулированные селитру, тротил и раствор; готовое ВВ по рукаву подают на дно скважины. Допускается порционное приготовление ифзанитов в сухой скважине: подают порции сухого ифзанита на участок скважины 1—2 м, а затем заливают концентрированный раствор селитры с загустителем. При совмещении жидкого и твердых компонентов ифзанитов смесь без перемешивания густеет через 20—30 мин. При перемешивании в процессе заряжания и добав­ления структурообразователей смесь густеет через 3—5 мин. Ифзаниты предназначены для взрывания крепких и очень креп­ких пород (см. табл. 5.5).

Рекомендовано применять ифзаниты типов Т-20, Т-60, Т-80; цифра в марке означает температуру готового ифзанита. По со­ставу они практически одинаковы: гранулированная селитра, концентрированный раствор селитры и гранулированный или чешуйчатый тротил.

Главный недостаток — отсутствие контроля качества ВВ, по­даваемого или образуемого в скважине.

Горячельющиеся водосодержащие ВВ разработаны Ленинград­ским горным институтом под руководством проф. А. Н. Ханукаева. При изготовлении этих ВВ в отличие от ифзанитов всю селитру переводят в горячий (t = 80 °С) концентрированный раствор плотностью 1,4 г/см³, который в емкости на специальной зарядной машине подвозят на заряжаемый блок. В другой заряд­ной машине подвозят гранулотол, который подают в смеситель­ную установку первой машины, и готовую горячую смесь зали­вают в скважину в виде льющейся жидкой суспензии. В резуль­тате получают ВВ с содержанием тротила 20 %, а в составе ГЛА-20 — с добавками алюминиевой пудры-порошка.

Чтобы не допустить опускания более тяжелого гранулотола в заряде, раствор загущают КМЦ, гуаргамом с добавками бихромата калия. При смешивании горячего раствора с холодным гранулотолом температура смеси снижается до 75—80 °С, а при снижении температуры смеси в скважине до 25—30 °С происходит полная кристаллизация, и заряд твердеет.

Для заряжания обводненных скважин с высотой столба не­проточной воды до 1/2 длины заряда рекомендуется подавать жидкую смесь под столб воды. Инициирование зарядов производят от промежуточных шашек-детонаторов. Эти ВВ предназначены для взрывания крепких горных пород невысокой обводненности.

Приготовление ВВ типа ГЛТ-20 с использованием зарядных машин «Акватол-1У» может производиться по следующим схемам.

1. Машину «Акватол-1У» снаряжают горячим раствором се­литры на пункте его приготовления, а на складе ВМ дозаряжают требуемым количеством гранулотола и направляют в карьер на подготавливаемый к взрыву блок. По пути следования в машине

происходит перемешивание компонентов и приготовление ВВ при температуре до 80 °С. Заряжание готового ВВ производится под столб воды по шлангу с производительностью 1000 кг/мин.

2. Машина Акватол-1У с горячим раствором селитры сле­дует на карьер, где на заряжаемом блоке догружается гранулотолом или чешуйчатым тротилом из машины МЗ-ЗВ по зарядному шлангу, закрепленному на приемной горловине емкости с раство­ром селитры, и после перемешивания компонентов в течение 15— 20 мин готовое ВВ через дозатор подается в заряжаемые сква­жины.

3. Машину Акватол-1У снаряжают горячим раствором се­литры и тротилом из специальных машин непосредственно в карьере.

При низких температурах в зимний период необходимо:

перед заряжанием скважин промыть (прогреть) горячей водой тракт подачи в скважину ГЛТ-20 на машине Акватол-1У;

производить непрерывное заряжание скважин;

после завершения заряжания промыть систему подачи ВВ горячей водой. Это надо сделать и при непредвиденных перерывах в заряжании скважин. Промывочную воду с остатками ВВ необ­ходимо сливать в заряженные скважины.

Для устойчивой детонации заряда ГЛТ-20 необходимо уста­навливать в скважинном заряде два промежуточных детонатора: из трех шашек ТП-400Г в нижней части заряда на уровне подошвы уступа и из двух шашек в верхней части заряда на расстоянии 1,0—1,5 м от его верхней отметки.

Карбатолы — горячельющиеся водосодержащие ВВ, тверде­ющие при остывании зарядов в скважине.

Эти ВВ готовят из расплавленной практически безводной эвтектической смеси компонентов (аммиачной селитры и карба­мида) с добавлением гранулотола. Плотность расплава близка к плотности гранул тротила, благодаря чему гранулотол почти не тонет в заряде. Загуститель вводится в состав ВВ для повы­шения его водоустойчивости. В настоящее время рекомендованы карбатолы 15Т и металлизованный ГЛ-10В. Затвердевшие карба­толы могут, по данным изготовителя, находиться в скважинах с про­точной водой до 20 сут. без потери детонационной способности. Плотность заряда карбатолов в скважинах 1,5—1,64 г/см³. Ини­циирование зарядов карбатолов производят промежуточными де­тонаторами. Испытаниями установлено, что карбатолы на 20— 25 % эффективнее гранулотола и алюмотола при взрывании крепких обводненных пород.

Водосодержащие ВВ являются новыми и не во всех отноше­ниях исследованными составами. Поэтому необходимо дальней­шее изучение области их применения, технологии приготовления и заряжания.