Исследоваhие процесса приготовлеhия эмульсиоhhой композиции для получеhия ЭВВ при использоваhии различhых компоhеhтов, входящих в ее состав Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 99» МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99_______

А.П. Срилец, асп., Д.Г. Гопанюк, к.т.н., В.Ю. Швец, к.т.н.,

Национальная гоpная академия У^аины

ИССЛЕДОВАHИЕ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕHИЯ ЭМУЛЬСИОННОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕHИЯ ЭВВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ,

ВХОДЯЩИХ В ЕЕ СОСТАВ

Эмульсионная композиция

представляет собой обратную высококонцентрированную эмульсию бинарного раствора окислителя (аммиачная, кальциевая селитры) и горючего вещества (эмульгатора). Она предназначена для приготовления эмульсионного ВВ, которое является экологически чистым и в 1.5 - 2.0 раза дешевле по сравнению с промышленными ВВ типа граммонита 50/50, 79/21, грану-лотола, а также ВВ приготавливаемых на местах ведения взрывных работ типа ГЛТ-20. Кроме того, достоинством ЭВВ является еще и то, что для его приготовления может быть использовано оборудование для получения и заряжания в скважины горяче-льющихся ВВ ГЛТ-20 при дополнении к нему лишь нескольких мерных емкостей для раствора окислителя и эмульгатора, что несущественно отражается на его стоимости.

Из вышеизложенного видно, что для получения эмульсионной композиции одним из основных компонентов является бинарный раствор окислителя, который готовится из аммиачной и кальциевой селитры, смешанных в воде в необходимом соотношении при температуре нагрева 80 - 100 0С.

Однако, известно, что кальциевая селитра, необходимая для получения бинарного раствора окислителя, поставляется различных модификаций, т.е., с разным содержанием в ней воды, аммиачной селитры и других примесей. Так, например, в чешуйчатой кальциевой селитре содержится 8.0% воды, 3.0% аммиачной селитры, а в гранулированной -воды до 2.0%, а аммиачной селитры до 4.0%. Кроме того, в ней могут быть и другие примеси. Это, соот-

ветственно, может существенно повлиять не только на качество получения бинарного раствора окислителя, но и эмульсионной композиции.

В связи с этим, возник вопрос, какое же влияние оказывает разное процентное соотношение компонентов в составе кальциевой селитры на процесс приготовления бинарного раствора окислителя.

Под руководством проф. Р. С. Крысина были выполнены исследования по установлению рациональных режимов приготовления раствора и соответственно эмульсионной композиции в случае поступлений различных модификаций кальциевой селитры.

Так, при использовании кальциевой селитры чешуйчатой формы, окислитель получали следующим образом. В емкость для приготовления бинарного раствора окислителя заливали недостающее количество воды, подогревали ее и одновременно засыпали кальциевую и аммиачную селитры, причем, аммиачной селитры давали меньше на количество, имеющееся в составе кальциевой селитры. Процесс получения бинарного раствора окислителя осуществляли при температуре 80 -90 0С до полного растворения смеси. В конце процесса температура снижалась до 80 0С. Время приготовления составляло 50 - 60 минут.

При использовании кальциевой селитры гранулированной формы, окислитель получали аналогичным путем, однако, в этом случае, процесс растворения осуществлялся несколько по-иному. В емкость для приготовления окислителя заливали уже большее количество воды, подогревая ее до определенной температуры. Затем растворяли одну только кальциевую селитру. Температура растворения поддерживалась

равной 100-110 0С до полного растворения кальциевой селитры. После чего в раствор засыпали аммиачную селитру с учетом ее наличия в кальциевой селитре. При этом температура снижалась до 800 С и в дальнейшем поддерживалась на этом уровне до получения раствора бинарного окислителя. Время приготовления окислителя равнялось также 50-60 минут.

Также были выполнены исследования по установлению влияния на процесс получения бинарного раствора окислителя завышенного процентного содержания в смеси кальциевой селитры по сравнению с аммиачной или заниженного процента воды . В первом случае большее количество кальциевой селитры приводит к снижению точки кристаллизации, но требует большего расхода тепловой энергии на ее растворение и соответственно увеличивается время на приготовление окислителя. При наличии меньшего количества воды повышается насыщенность раствора, что приводит к увеличению его вязкости, а процесс растворения требует больших затрат тепловой энергии.

Установление влияния содержания компонентов, применяемых для получения бинарного раствора окислителя, дает возможность получать окислитель необходимого качества при рациональном использовании энергоресурсов.

Вторым основным компонентом для приготовления эмульсионной композиции, является горючее вещество - эмульгатор, представляющий собой раствор полиэтиленгли-колевых эфиров оксиэтилированных жиров растительного или животного происхождения, растворенных в дизельном топливе, который поставляется на места приготовления эмуль-

сионной композиции в готовом виде. Процесс приготовления эмульсионной композиции осуществляется следующим образом. Из емкости приготовления бинарного раствора окислителя, раствор с помощью насоса по трубопроводам подается в мерную емкость для окислителя. Время закачивания порции равно 55 секунд. Затем, из мерной емкости эмульгатора самотеком в миксер сливается необходимая порция для приготовления эмульсионной композиции. После слива эмульгатора включается миксер и начинается слив окислителя. Слив окислителя также производится самотеком. Время слива окислителя равно 5-6 минут. После полного слива окислителя в миксер, эмульсионная композиция считается готовой. Затем с помощью центробежного насоса она перекачивается в смесительнозарядные машины "Акватол-3", "Акватол-1у" или же в емкость-

хранилище. Следует отметить, что эмульсионная композиция обладает слабой чувствительностью к инициатору. Это подтверждается результатами исследований, полученных в условиях карьеров, обслуживаемых ГП "Запорожвзрыв-пром" (1).

Установлено, что эмульсионная композиция в скважинах диаметром 220, 400 мм не взрывается даже от двух тротиловых шашек и лишь в зарядах диаметром 600 мм она взрывается от 3-х тротиловых шашек. Аналогичными свойствами к детонации в зарядах диаметром 600 мм обладает и аммиачная селитра.

Итак, приведенные выше результаты показывают, что взрывные свойства эмульсионной композиции аналогичны взрывным свойствам аммиачной селитры, что дает право отнести ее при транспортировании к разряду невзрывоопасных грузов.

В заключении можно отметить, что результаты исследований, отражающие процесс получения эмульсионной композиции, дают возможность не только более эффективно использовать, имеющееся оборудование для приготовления горячельющихся ВВ ГЛТ-20, но и уменьшить энергозатраты, что соответственно снижает стоимость ЭВВ, которые можно применять для разрушения скальных пород с различными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разработка технической документации для проведения регламентных испытаний эмульсионной композиции (эмульком), ЭВВ украинит-Д, а также оборудования для их приготовления и заряжания в скважины. Отчет. НИР/НГАУ. Рук. Р.С. Крысин. N ГР. 0198 002203. - Днепропетровск. 1997. -120 с.

© А.П. Сфилец, Д.Г. Гопанюк, В.Ю. Швец