1.2. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества

Разбор источника [5], показал, что же первые опыты применения ЭВВ показали их неоспоримые преимущества перед другими классами промышленных взрывчатых веществ:

• высокая безопасность по отношению к механическим и тепловым воздействиям (удару, трению, теплу, огню, прострелу пулей);

• возможность регулирования взрывчатых характеристик с широким интервалом рабочих плотностей от 0,5 до 1,5 кг/см³;

• превосходная водоустойчивость, в результате чего сохраняются взрывчатые характеристики в проточных водах и даже на большой глубине;

• избирательная чувствительность при инициировании от стандартного капсюля и при необходимости от промежуточного детонатора;

• отсутствие пыления, электролизации компонентов и контакта с токсичными продуктами;

• полная механизация процесса заряжания скважин при взрывных работах;

• близкий к нулевому кислородный баланс системы за счёт сбалансированного содержания окислителя и горючего, что обеспечивает при взрыве газовыделение с низкой токсичностью;

• возможность создания комбинированных и смесевых составов на основе матричной эмульсии, введение различных добавок и утилизация маточных растворов окислителей и переработанных нефтепродуктов;

• универсальная технология изготовления для выпуска различных типов ЭВВ, включая невзрывчатые товары народного потребления;

• варьирование реологических свойств эмульсий позволяет выпускать их в виде патронов разнообразного типа и размера, изготавливать на местах применения с зарядкой на полное сечение и получать в виде отвержденных монолитов;

• доступная и дешевая сырьевая база даёт возможность получить одно из самых недорогих ПВВ с высокой технико-экономической эффективностью применения;

• разнообразные области использования ЭВВ на открытых и подземных работах, в том числе категорийных шахтах по газу и пыли, контурное взрывание, сварка и резка металлов, промежуточные детонаторы, специальные взрывные работы.

При получении ЭВВ и ведении взрывных работ с их применением возможны полная механизация и автоматизация производственных процессов и автоматизация производственных процессов изготовления, транспортирования и заряжания взрывных выработок. Всё вышеуказанное также говорит и о безопасности проведения буровзрывных работ с применением ЭВВ.

1.2.1. История появления эмульсионных взрывчатых систем

История эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) началась в 1961 году, когда Ричард Эгли и Альберт Некар из Коммерческой Корпорации растворителей подали заявку на патент в патентное ведомство США на взрывчатое вещество, состоящее из смеси эмульсии «масло в воде»и твердого окислителя - нитрата аммония. Это было предоставлено в 1964 году как патент США №3161551. Но вместо того чтобы искать новый вид взрывчатого вещества в виде эмульсии, они пытались сделать водонепроницаемым ANFO. Последующее развитие событий в 1960-х и начале 1970-х привело к созданию эмульсионных взрывчатых веществ с минимальным критическим диаметром детонации, скоростью, сравнимой с различными сортами динамита.

Анализ патентной литературы показывает, что в конце 60-х годов начались исследования в области разработки нового класса ПВВ на принципе обратных эмульсий. Особенно интенсивно они проводились фирмой Atlas, которая стала в 1969 году держателем первого патента на состав и способ по­лучения ЭВВ современного типа с основным автором Н.Е.Блюмом. Он впервые описал воспроизводимые способы получения эмульсионных ПВВ, и поэтому большинство исследователей считают, что впервые эмульсионные взрывчатые вещества появились в мире 3 июня 1969 года благодаря Н.Е.Блюму. Данные ЭВВ были еще нечувствительны к капсюлю-детонатору и их инициировали с помощью промежуточного заряда, а заряды из них еще трудно было использовать даже в скважинах большого диаметра, но с этого момента началась активная разработка новых типов эмульсионных ВВ, оборудования и технологии их получения, получения различных эмульгаторов и т.п. с опубликованием множества патентов .

В России долгое время основную часть применяемых ПВВ составляли гранулированные и порошкообразные патронированные аммиачно-селитренные вещества, сенсибилизированные тротилом, т.к. производство гранулированных веществ основывалось на более простой технологии и главное на доступном и дешёвом в России сырье – таком, как тротил. Таким образом, в СССР, а потом некоторое время и в России при наличии больших мощностей тротила и его невысокой цены в основном применялись смесевые ПВВ на его основе с аммиачной селитрой. В последнее время стоимость тротила в России, основного компонента заводских ПВВ, значительно возросла, и, как следствие этого, возросли цены на традиционные граммониты и порошкообразные аммониты. Это способствовало развитию производства других классов ПВВ, в том числе нового поколения – водосодержащих и эмульсионных взрывчатых веществ.

Сложившийся отечественный ассортимент ПВВ, механизация применения и заряжания их на горных предприятиях при отсутствии промышленной технологии применения водосодержащих веществ привели к тому, что разработка эмульсионных составов велась в направлении получения гранулированных сыпучих материалов. Вследствие этого в 1972 году были получены водоустойчивые эмульсионные вещества гранитолы, представляющие собой обратную эмульсию раствора солей окислителей в расплаве взрывчатого горючего с последующим переводом её в гранулированный продукт. Поэтому разработка эмульсионных составов велась в направлении возможности переведения льющихся эмульсий в гранулированные сыпучие материалы. С учётом существующего на тот период в СССР дефицита гранулотола в новом составе гранитола, разработанном на основе эмульсии «вода в масле», более 50% тротила было заменено на раствор аммиачной селитры, и его промышленное внедрение было осуществлено на Исфаринском химзаводе. Эго позволило частично решить данную проблему и значительно увеличить выпуск водоустойчивых ПВВ, что на тот период имело важное государственное значение. Таким образом, в СССР были получены первые эмульсионные составы обратной структуры и отработана их промышленная технология изготовления [5].