Классификация и область применения промышленных взрывчатых веществ. История появления эмульсионных взрывсистем. Безопасность при производстве, хранении, транспортировании и применении ПВВ. Теплота взрыва, работоспособность и чувствительность эмульсии.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Оглавление

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Классификация и области применения промышленных ВВ

1.2 Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества

1.2.1 История появления эмульсионных взрывчатых систем

1.2.2 Принцип построения ПЭмВВ

1.2.3 Технология производства эмульсионных взрывчатых веществ

1.2.4 Безопасность при производстве, хранении, транспортировании и применении ПВВ

1.3 Физико-химические характеристики ПЭмВВ

1.3.1 Стабильность эмульсионных ВВ

1.3.1.1 Методы контроля

1.3.1.2 Роль эмульгатора в производстве ЭВВ

1.3.2 Вязкость эмульсии

1.3.2.1 Загустители как добавки к ЭВВ

1.3.3 Другие свойства ЭмПВВ

1.4 Взрывчатые характеристики эмульсионных ПВВ

1.4.1 Теплота взрыва, работоспособность и чувствительность сенсибилизированной эмульсии

1.4.2 Скорость детонации и критический диаметр

1.5 Сходство и различие промышленных взрывчатых дисперсий на гелеобразной и эмульсионной основе

1.6 Способы управления реологическими свойствами эмульсионных взрывчатых веществ

2. Методическая часть

2.1 Оборудование, используемое в эксперименте

2.2 Методика приготовления эмульсионного состава на основе аммиачной селитры

2.3 Методика введения загустителя гидрозоля ПАА в раствор окислителя

2.4 Методика введения загустителя гидрозоля ПАА в масляную фазу

2.5 Методика введения загустителя гидрозоля ПАА как отдельного компонента в готовую эмульсию

2.6 Методика повышения вязкости эмульсионного состава на основе аммиачной селитры путём сильного вторичного сдвига

2.7 Методика введения инициатора сшивки полимера в эмульсионную матрицу

3. Экспериментальная часть

3.1 Влияние гидрозолей ПАА (на примере кросс-линкеров на основе ПАА) на вязкость эмульсии

3.1.1 Способы введения загустителя ПАА в эмульсию

3.1.2 Инициирование «сшивки» ПАА-кросс-линкера

4. Обсуждение результатов

Выводы

Список используемой литературы

Введение

Основные технико-экономические задачи предприятий горно-металлургического комплекса заключаются в обеспечении эффективности буровзрывных работ, конкурентоспособности и снижении себестоимости конечной продукции. Основными направлениями в области промышленных взрывов являются применение новых энергоёмких и экологически безопасных взрывчатых веществ, рациональных схем и надёжных средств взрывания. Обеспечение заданных объёмов взрывания и увеличения при этом эффективности работ становится в современных условиях производства невозможным при использовании старых технологий, ориентированных главным образом на вещества, содержащие тротил.

Среди основных требований индустрии промышленных взрывчатых веществ можно выделить следующие. Во-первых, она должна быть недорога и удобна в применении, то есть не должна содержать дорогих и дефицитных компонентов, должна позволять механизацию зарядных работ и обеспечивать их безопасность. Во-вторых, она должна быть стабильна и универсальна для сухих и обводненных скважин (закупать несколько видов ВВ для разных условий горнякам не выгодно). В-третьих, она должна быть достаточно мощной. И, наконец, должна нести минимальный экологический вред (экономически он выражается во времени простоя для проветривания карьера после взрыва). Анализируя эти показатели, можно увидеть, что эмульсионные ВВ водоустойчивы, как гранолутол, но дешевле его в два раза и более (в зависимости от состава), однако выделяют в несколько раз меньше ядовитых газов.

ЭВВ превосходят тротил и тротилсодержащие вещества по целому ряду характеристик. В частности, исследования показали, что эмульсионные взрывчатые вещества при взрыве выделяют в десять раз меньше газов по сравнению с тротилом. Они водоустойчивы, что полностью исключает загрязнение грунтовых вод.

Кроме того, использование ЭВВ способно исключить возможности совершения диверсий или несчастных случаев во время транспортировки (эмульсионное взрывчатое вещество как конечный «взрывной продукт» образуется только в заряженных скважинах). Компоненты взрывного вещества, перевозимые к месту проведения взрывов на специальных машинах, не являются взрывоопасными. Похищать готовые ЭВВ в случае их отказа при ведении взрывных работ бессмысленно, так как они имеют весьма непродолжительный срок хранения.

Помимо всего перечисленного важную роль влияет экономическое обоснование выбора компонентов и высокая энергоэффективность. Индивидуальные взрывчатые вещества, такие как тротил и гексоген, дорогостоящие, поэтому не применяются в качестве промышленных ВВ. Однако, их используют в качестве добавок - модификаторов, повышающих КПД взрыва.

Новизна данной дипломной работы заключается в исследовании взрывчатых веществ, обладающих характеристиками эмульсионных ПВВ и способных к загущению ПАА, как гелеобразные ПВВ.

Актуальность работы состоит в том, что выпускаемые в настоящее время ПВВ не в полной мере удовлетворяют всем предъявленным к ним требованиям. До сих пор остаётся важной проблема дальнейшего совершенствования технологии производства ВВ, а именно освоение методик управления реологическими свойствами непосредственно при заряжании эмульсионных взрывчатых веществ.

Изготовление взрывчатых веществ на основе матричных эмульсий непосредственно на горных предприятиях, а также их использование, является приоритетным направлением в области освоения недр с применением взрывных технологий.

Таким образом, целью работы является совершенствование технологий управления реологических показателей энергоёмких эмульсий.

Перед нами стоят следующие задачи:

1) изучить существующие в настоящее время методики управления реологическими показателями ЭВВ;

2) экспериментально проследить изменения показателей вязкости и ёмкости от компонентного состава эмульсии;

3) обеспечить контролируемую вязкость и структуру смеси за счёт введения «сшивающих агентов» и загустителей;

4) изучить характеристики эмульсии, обеспечивающие её стабильность

5) провести работу по созданию эмульсии, применение которой будет соответствовать требованиям безопасности;

Объектом исследования послужат энергоёмкие эмульсионные составы, применяемые в горноподрывных и подземных буровзрывных работах.

1. Литературный обзор

1.1 Классификация и области применения промышленных ВВ

Профессор Л.В. Дубнов [1] считает, что взрывчатыми называют вещества (химические соединения) или их смеси, способные к крайне быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением тепла и образованием газообразных продуктов. Взрывчатыми могут быть вещества любого агрегатного состояния - твердые, жидкие, газообразные, в том числе суспензии, эмульсии, коллоидные растворы, взвеси твердых или жидких веществ в газах. В сравнении с обычными видами топлив, при сгорании которых расходуется газообразный кислород, большинство ВВ содержит связанный кислород и выделяет тепло в результате внутримолекулярных окислительно-восстановительных реакций распада или реакции взаимодействия между составными частями взрывчатой смеси, продуктами их разложения или газификации. Вторая особенность ВВ состоит в большой скорости выделения энергии при взрыве. Выделившаяся тепловая энергия преобразуется в кинетическую энергию первоначально сильно сжатых газообразных продуктов взрыва, которые, расширяясь, способны произвести механическую работу и оказать сильное разрушающее действие в окружающей плотной среде (или на сооружение). В результате быстрого расширения газообразных продуктов взрыва в окружающей среде возникает ударная волна.

По имеющимся данным из Горной энциклопедии [2], промышленные взрывчатые вещества - бризантные взрывчатые вещества, применяемые в горном деле при вскрытии и эксплуатации месторождений, в строительстве при сооружении плотин и насыпей, прокладке авто- и железнодорожных магистралей, водных каналов, нефте- и газопроводов, особенно в труднодоступных для техники местностях, при проходке тоннелей, шахтных стволов, а также при взрывных способах обработки металлов в машиностроении и металлургии, при сейсморазведке, при тушении лесных пожаров, уплотнении грунтов, в гидромелиоративном строительстве, расчистке и выравнивании местности и для других технических нужд. При анализе источников можно выделить промышленные взрывчатые вещества, различающиеся по составу, свойствам, структуре или агрегатному состоянию (жидкие, пластичные, пенообразные, малоплотные, газообразные и др.), по параметрам детонации (в узком диапазоне или с предельно низкой или максимально высокой скоростью детонации), по критическому...