ВВЕДЕНИЕ

С исторических времён оружие и военное дело находятся на уровне современной им техники. От дубины древнего человека, отравленной стрелы дикаря, меча античного воина и через средневековый порох развитие средств войны приводит к современной армии, пользующейся бризантными взрывчатыми веществами, и, наконец, к боевым химическим веществам.

Со временем неиспользованные взрывчатые материалы начинают накапливаться. Тысячи тонн опаснейших веществ покрываются пылью на складах, грозя взорваться в любой момент…

Поэтому весьма актуальной стала проблема утилизации боеприпасов. Однако, уничтожение списанных боеприпасов расценивается как ущерб по крайней мере по двум причинам. Во-первых, результаты общественного труда различных слоёв общества (учёных, инженеров, рабочих, испытателей), материалы, зачастую достаточно ценные, затраченная электроэнергия – всё это представляет собой безвозвратные затраты и потери. Во-вторых, утилизация боеприпасов наносит неоценимый вред окружающей среде: загрязнению почвы, поверхностных и подземных вод, растительному и животному миру.

Поэтому простое уничтожение списанных боеприпасов нецелесообразно и нелепо. Гораздо рациональнее подходить к этой проблеме с позиции применения «ненужных» боеприпасов в качестве промышленных взрывчатых веществ. Это позволит не только уменьшить запасы устаревших боеприпасов, опасных для хранения и экологически вредных для уничтожения, но также и уменьшит экономические убытки – ресурсы, потраченные на их изготовление, будут использованы не зря.

В этой работе я попыталась раскрыть некоторые особенности этой весьма актуальной проблемы – проблемы превращения убийственно опасных веществ в весьма мирные, промышленно необходимые материалы.

1. ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Взрывчатыми веществами называются химические соединения или их смеси, склонные под влиянием внешнего воздействия к очень быстрому химическому превращению с выделением большого количества энергии и большого объема газов с высокой температурой. Сжатые газообразные продукты, мгновенно расширяясь, способны производить механическую работу по перемещению или разрушению окружающей среды и образовывать в окружающей среде ударные волны.

Взрывчатые вещества являются концентрированными источниками энергии, их широко применяют в военном деле и различных отраслях техники. В настоящее время ВВ широко используют в горной промышленности, при строительстве, на гидромелиоративных работах, в сельском хозяйстве, при борьбе с пожарами; они находят применение при резке, штамповке, сварке, упрочнении металлов взрывом и в других областях техники.

Число приготовленных и известных до настоящего времени ВВ исчисляется тысячами, и опытному химику всегда легко скомбинировать по своему желанию и в зависимости от целей всё новые и новые взрывчатые вещества. По своему внешнему виду они бывают самых разнообразных цветов и имеют самые разнообразные формы.

До настоящего времени ещё не удалось создать общей классификации ВВ. Их физические и химические свойства весьма сильно зависят от причин внутреннего и внешнего характера, что отражается на их систематизации. В большинстве случаев наиболее ценной до сих пор оказывалась практическая классификация, построенная на различии целей и возможностей применения взрывчатых веществ. По этой классификации ВВ можно разделить на две обширных основных группы: практически применяемые и безопасные в обращении ВВ и высокочувствительные, практически неприменяемые соединения, причём число последних значительно больше

Класс практически применяемых взрывчатых веществ в свою очередь делится на группы:

1.Промышленных (гражданских) взрывчатых веществ, в большинстве случаев применяемых в виде патронов при строительстве туннелей, в каменоломнях, в каменноугольных шахтах, в сельском и лесном хозяйстве.

2. Военных или боевых взрывчатых веществ, подвергаемых плавлению или прессованию или употребляемых в виде пластичных масс, служащих для снаряжения снарядов, бомб, мин, торпед.

Инициирующих взрывчатых веществ, употребляемых для изготовления капсюлей-воспламенителей, капсюлей-детонаторов и детонаторов (гремучая ртуть, азид свинца, смеси с хлоратом калия).

3.Метательных средств, куда относятся ружейные и орудийные пороха с замедленной, регулируемой скоростью горения, .изготовляемые путем желатинизации бризантных взрывчатых веществ.

Класс чувствительных, неприемлемых в обращении соединений включает огромное число сильно взрывчатых химических соединений; к числу их относятся все весьма многозначительные нестойкие вещества .

По физическому состоянию промышленные взрывчатые вещества (ПВВ) могут быть твёрдыми, пластичными (эластичными) и жидкими.

В настоящее время для взрывных работ главным образом используют ВВ в твердом (монолитном и сыпучем) и пластическом состояниях.

Монолитные твердые ВВ (примером могут служить заряды из литого или прессованного тротила) применяются на взрывных работах в сравнительно небольшом количестве. В большинстве случаев твердые ПВВ используются в виде порошков или гранул. Для удобства применения порошкообразные ВВ часто патронируют в бумажные гильзы, полимерные оболочки или в шланговые заряды, находящиеся в твердой оболочке.

Сыпучими твердыми ВВ являются индивидуальные бризантные ВВ (тротил, гексоген и др.) и механические смеси компонентов, вступающие между собой в реакцию при взрыве (смесевые ВВ).

К смесевым ВВ принадлежат наиболее типичные промышленные взрывчатые составы: аммониты, детониты, динамоны, алюмотолы и др. Смесевые ПВВ обычно имеют в своем составе вещество, богатое кислородом (селитра аммиачная, натриевая или кальциевая; хлораты и перхлораты), а также компоненты, сгорающие в процессе взрыва частично или полностью за счет кислорода перечисленных веществ.

Пластичные ПВВ. Обычно они бывают двух типов: состоящие из смеси твёрдых компонентов и с жидкой желатиновой массой или представляют собой полимерную матрицу, заполненную твёрдыми дисперсными наполнителями (композиционные пластичные ВВ)

Гелеобразные ВВ – это взрывчатые вещества, содержащие в качестве жидкого наполнителя и пластифицирующего материала водные гели.

Эмульсионные ВВ состоят в основном из высококонцентрированного раствора аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта (дизельного топлива, индустриального масла, мазута и т.д.)

Жидкие ПВВ. По структуре и составу жидкие ПВВ можно разделить на две группы: смеси на основе жидких нитроалканов и на основе солей гидразина. .

2. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

2.1 Взрыво- и пожароопастность утилизации взрывчатых веществ

Боеприпасы после их изготовления на предприятиях промышленности и проведения различных испытаний закладываются на хранение на складах, базах и арсеналах. При этом назначается гарантийный срок хранения (ГСХ), в течение которого обеспечивается сохранность их технических характеристик и боевых свойств. В процессе хранения осуществляются контроль качественного состояния и регламентные работы, в том числе ремонт боеприпасов, связанный с удалением коррозии с металлических деталей корпусов, заменой смазки, а также ремонт деревянной укупорки и др.

Опыт хранения боеприпасов показывает, что их чувствительность к внешним воздействиям со временем повышается, что связано с изменением свойств взрывчатых веществ (ВВ), которыми снаряжены боеприпасы. Несмотря на лакокрасочные покрытия поверхностей корпусов, соприкасающихся с зарядом ВВ, с течением времени могут происходить взаимодействие ВВ с материалом корпуса боеприпасов и образование более чувствительных по сравнению с исходным ВВ соединений, что повышает опасность дальнейшего хранения боеприпасов.

Тротил при взаимодействии с щелочью образует очень чувствительное ВВ: на чувствительность тротила влияет аммиак (NН 3) в газообразном состоянии, поэтому снаряжение аммотолом боеприпасов заблаговременно нецелесообразно.

Азид свинца, взаимодействуя с медью, также образует очень чувствительное ВВ, поэтому медные оболочки для изготовления детонаторов с азидом свинца не применяют.

Недопустим непосредственный контакт азида свинца с гремучей ртутью, так как при этом происходит образование весьма чувствительного ВВ.

Существуют и другие сочетания, которые недопустимы при изготовлении и хранении боеприпасов. Чувствительность к внешним воздействиям во многом зависит от стойкости ВВ, которая, в свою очередь, зависит от его химической природы, наличия примесей и условий хранения.

Уменьшают стойкость ВВ продукты его разложения (N0, N0 2), кислоты и щелочи.

Изменение физико-химических свойств ВВ в процессе хранения может существенно повлиять на сроки хранения боеприпасов.

В процессе старения изделий в течение гарантийного срока хранения (ГСХ) происходят накопление продуктов распада, их взаимодействие с лакокрасочным покрытием (ЛКП) и конструкционным материалом. Глубина превращения зависит как от условий и времени хранения, так и от конструктивных особенностей изделий. Нарушение технологии производства ВВ, повышение в основном продукте примесей кислот и щелочей даже на доли процента могут существенно изменять характеристики снаряжения боеприпасов, повышать взрыво- пожароопасность при их длительном хранении.

Вместе с тем теория длительного хранения боеприпасов до сих пор в достаточной степени не разработана. Не установлена количественная связь между химической стойкостью ВВ и гарантийным сроком хранения боеприпасов. Поэтому на практике сроки хранения устанавливают эмпирически по результатам контрольных испытаний, в процессе которых определяются сохранность боеприпасов и их боевые свойства. Принятые в настоящее время сроки хранения, после которых боеприпасы подлежат списанию, во многом занижены, назначены с гарантированной осторожностью. Между тем некоторые боеприпасы, снаряженные тротилом и применявшиеся во второй, а иногда и в первой мировой войне, сохранили свои взрывчатые свойства, несмотря на коррозию, а иногда и разрушение корпуса. Об этом свидетельствует опыт сплошного разминирования территорий, на которых шли боевые действия или которые подвергались бомбардировкам и артобстрелу .

2.2 Хранение списанных взрывчатых веществ

После окончания гарантийного срока хранения боеприпасы подлежат списанию. Списанные боеприпасы переводятся в другие хранилища: запрещено хранить их совместно с исправными боеприпасами, срок хранения которых не истек.

Списанные боеприпасы требуют более тщательного контроля при дальнейшем хранении. Сроки контрольных испытаний сокращаются, повышается трудоемкость регламентных работ, необходимы более квалифицированные специалисты, поэтому затраты на хранение списанных боеприпасов возрастают. При этом сроки дальнейшего хранения становятся неопределенными. Если, например, списанная техника может храниться достаточно долго и практический ущерб от этого невелик, так как ценность представляет главным образом металлолом и затраты на его хранение малы, то боеприпасы нельзя оставить без надежной охраны, организованной противопожарной службы, системы контроля качественного состояния боеприпасов и т.д.

Таким образом, уменьшение запасов боеприпасов за счет списания их части, отслужившей гарантийные сроки хранения, не только не сокращает, а, наоборот, увеличивает затраты на хранение. Это относится как к отдельному складу боеприпасов, так и к системе их хранения в целом.

Предварительные оценки показывают, что затраты на хранение списанных боеприпасов могут увеличиться на 10 - 20 % по сравнению с затратами на хранение боеприпасов, у которых ГСХ не истек.

Максимальное сокращение сроков хранения списанных боеприпасов путем их утилизации может существенно уменьшить затраты и снизить взрывопожароопасность хранения .

Таким образом, все изложенные выше отрицательные аспекты содержания списанных боеприпасов свидетельствуют о том, что простое уничтожение списанных боеприпасов нецелесообразно, а в больших масштабах - недопустимо.

Поэтому в нашей стране и за рубежом основным направлением снижения запасов устаревших боеприпасов является их утилизация и, главным образом, расснаряжение боевых частей, особенно снаряженных большими массами ВВ.

3. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РАССНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ

3.1 Общие сведения

В настоящее время скопилось десятки тысяч вагонов боеприпасов, технически непригодных или запрещенных к боевому применению. Вооруженным силам не требуются огромные запасы боеприпасов, которые были накоплены в предыдущие годы. Поэтому весьма актуальной стала проблема утилизации боеприпасов.

Отечественными и зарубежными специализированными предприятиями уже накоплен положительный опыт промышленного применения взрывчатых материалов из утилизированных боеприпасов различного назначения (авиационных, артиллерийских, инженерных и др.)

Под методами расснаряжения боеприпасов понимают методы извлечения из них элементов взрывчатых веществ с последующей утилизацией как ВВ, так и элементов корпусов.

Технологии расснаряжения боеприпасов имеют определенную специфику, которую следует обязательно учитывать при проведении работ. Во-первых, в боеприпасах используются чувствительные к механическим и тепловым воздействиям вещества, представляющие собой значительную потенциальную взрывоопасность. Случайный взрыв одного снаряда в месте, где сосредоточены их значительные запасы, во многих случаях приводит к трагическим последствиям. Во-вторых, подлежащие утилизации боеприпасы, как правило, представляют собой неразъемную конструкцию, изначально не предполагаемую для демонтажа и, следовательно, для извлечения заполненных продуктов. В-третьих, необходима раздельная утилизация, например металлической составляющей боеприпаса, и значительной доли ВВ, порохов, твёрдых ракетных топлив и т.д.

3.2 Основные принципы утилизации ВВ

Как сложная техническая задача переработки взрывоопасных изделий длительного хранения, нередко с неизвестной историей эксплуатации, утилизация должна строиться на ряде основных принципов:

I. Процесс утилизации должен предусматривать переработку всех элементов изделий, включая боевые части, метательные заряды и двигатели, средства инициирования, системы управления, тару и т.д.

II. Безопасность ведения процессов утилизации.

Процесс утилизации в ряде случаев более опасен, чем процесс снаряжения, как по ряду объективных причин (большое разнообразие конструкций, сосредоточенных в одном производстве, разнообразные условия хранения и эксплуатации конкретных изделий, трудности разборки и извлечения ВВ и т.д.), так и в силу субъективных причин, вызванных меньшей изученностью процессов расснаряжения, малым производственным опытом отечественной промышленности по утилизации, организационными вопросами поставки боеприпасов на утилизацию и т.п.

Поэтому должен быть создан специальный комплекс методов (технологий и специализированного оборудования) в зависимости от типа ВВ, порохов и топлив, габаритно-весовых характеристик изделий и их конструкций, а также решены вопросы контролируемой поставки изделий на утилизацию, проектирования и эксплуатации производств, технологической дисциплины и подготовки кадров.

III. Процессы утилизации должны быть экологически чистыми.

При прямом сжигании на открытом воздухе или подрывах в окружающую среду попадает большое количество токсичных окислов, цианидов, солей тяжелых металлов, диоксинов. Происходит загрязнение воздуха, воды и почвы. Поэтому технологии утилизации должны исключить отравление окружающей среды.

IV. Применяемые процессы утилизации должны осуществляться с минимальными экономическими потерями, а при глубоких вторичных переделах получаемого сырья в местах утилизации они должны быть экономически выгодны, за исключением переработки отдельных классов и видов боеприпасов .

3.3 Технология расснаряжения боеприпасов

В большинстве случаев расснаряжение боеприпасов предполагает выполнение следующих типовых операций: удаление взрывателя, вскрытие корпуса для доступа к взрывчатому веществу, извлечение взрывчатого материала, последующая переработка элементов корпуса и ВВ.

Удаление и расснаряжение взрывателя также предполагают вскрытие корпуса, извлечение иницирующего ВВ, последующую утилизацию корпуса и взрывчатого вещества.

В настоящее время практически нет универсального способа расснаряжения боеприпасов. Это связано с большим разнообразием конструкций боеприпасов, взрывателей, а также широкой рецептурой штатных бризантных ВВ, используемых для целей снаряжения и отличающихся своими физико-химическими и механическими свойствами.

Удаление взрывателя из корпуса боеприпаса осуществляют: вывинчиванием его из корпуса средствами механизации или автоматизации; отделением встроенных взрывателей; применением кумулятивных зарядов, пиротехнических составов для термической резки; использованием ультразвуковых или гидродинамических резаков; обычной механической резкой на станках.

Вскрытие корпуса боеприпаса для осуществления доступа к взрыв; чатому веществу может осуществляться следующими средствами и способами:

Гидравлической резкой;

Взрывной резкой кумулятивными струями;

Прожиганием корпуса продуктами сгорания пиротехнических составов (термической резкой);

Разрушением корпуса в химически активной среде;

Механическим резанием (фрезерованием, сверлением) лезвием (резцом) на металлообрабатывающих станках;

Электрохимическим растворением (травлением);

Воздействием лазерного луча.

Извлечение взрывчатого материала из корпусов боеприпасов или их элементов может осуществляться следующими способами:

Выплавлением;

Вымыванием струей жидкости;

Выбиванием с помощью механических средств;

Импульсным способом (нагружением импульсом ударной волны);

Механическим вытачиванием;

Магнитодинамическим воздействием на корпус;

Растворением в химических средах;

Воздействием сверхнизких (криогенных) температур.

Технологический процесс извлечения взрывчатых веществ из каморы боеприпаса является наиболее опасным и сложным с точки зрения обеспечения специальным оборудованием и осуществления технологического процесса. Выбор способа извлечения ВВ из корпуса зависит от многих факторов, например, состава взрывчатого материала и его свойств, подготовки утилизируемого взрывчатого вещества к дальнейшей переработке, выполнения условий и требований по безопасности .

4. СПОСОБЫ И МЕТОДЫ РАССНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ И УТИЛИЗАЦИИ ВВ

4.1 Общие сведения утилизации

Практически все страны, производящие обычные боеприпасы, всегда сталкивались с проблемой их утилизации применительно к устаревшим и снятым с вооружения, а также непригодным к использованию по прямому назначению.

В военных руководящих документах рекомендуется взрывчатые вещества и средства взрывания, непригодные для взрывных работ (ВР), уничтожать взрыванием, сжиганием, потоплением в водах морей и океанов или растворением в воде. Для уничтожения ВВ путем возбуждения в них детонационной волны (взрыванием) выбирают территорию (полигон) достаточной площади, удовлетворяющей следующим основным требованиям:

Воздействие взрывов, проводящихся на полигоне, не должно превышать допустимых норм (как и при любом производственном процессе) на окружающие объекты;

При проведении работ необходимо гарантировать отсутствие на территории полигона людей, непосредственно не занятых в процессе уничтожения;

Расстояние от мест складирования ВВ до полигона должно обеспечивать как безопасность складских помещений, так и минимум транспортных операций.

При организации взрывных работ необходимо достигать максимальной степени реагирования ВВ (полной детонации зарядов) путем установки достаточного количества инициирующих устройств .

4.2 Основные методы расснаряжения боеприпасов

Под методами расснаряжения боеприпасов понимают методы извлечения из них элементов взрывчатых веществ с последующей утилизацией как ВВ, так и элементов корпусов. Все известные операции по извлечению ВВ из боеприпасов можно условно объединить в три группы.

1. Для удаления ВВ из боеприпасов, снаряженных тротилом и другими плавкими веществами на его основе, используют различные варианты контактного и неконтактного нагрева и плавления ВВ паром, расплавом парафина или тротила, горячей водой, индукционного способа нагревания корпуса боеприпаса и вымывание ВВ из корпуса боеприпаса струей воды высокого давления.

2. Крупногабаритные боеприпасы, снаряженные смесевыми плавкими ВВ, расенаряжаются различными способами вымывания высококипящи- ми инертными жидкостями, а также струей воды высокого давления.

3. Боеприпасы, снаряженные неплавкими ВВ типов А-1Х-1 (флег- матизированный гексоген) и А-1Х-2 (смесь флегматизированного гек- согена с 20% алюминиевой пудры) прессованием в корпус, расснаряжаются различными способами механического разрушения разрывного заряда, в том числе струей воды высокого давления.

Не вызывает принципиальных сложностей извлечение ВВ (разрывного заряда) из корпуса боеприпаса, снаряженного раздельно-шашечным способом на закрепителе с относительно низкой температурой плавления. При нагревании корпусов таких боеприпасов закрепляющее разрывной заряд вещество плавится и компактированное ВВ легко извлекается. Для утилизации боеприпасов тротилового снаряжения используют методы плавления ВВ при контактном и бесконтактном нагреваниях разрывного заряда .

4.3 Расснаряжение боеприпасов методом выплавки

Технология и оборудование расснаряжения головных частей боеприпасов типа реактивных глубинных бомб (РГБ), снаряженных смесевыми взрывчатыми веществами (ТНТ, гексоген), основан на нагревании корпусов до температуры плавления ВВ и его истечении через горловину корпуса.

Подготовленные к выплавке ВВ изделия устанавливают в кассеты по одному или группами, состоящими из нескольких штук. Кассеты с изделиями загружают в камеры установок выплавки, куда подается пар, обогревающий внешнюю поверхность изделия и оплавники. При движении камеры выплавки вниз обеспечивают соприкосновение среза заряда с оплавником, обогреваемым паром. Затем включают вибраторы на камере выплавки и оплавниках. При этом происходит плавление ВВ, которое в виде расплава вытекает через кольцевой зазор между оплавником и очком корпуса изделия. Расплав направляется в сборник-разбавитель. В сборнике-разбавителе извлеченный взрывчатый материал перемешивается с тротилом. Тротил предварительно плавится в плавителе, накапливается в копильнике, затем отмеренная в мернике 6 доза сливается в сборник-разбавитель, в котором происходит приготовление одной из специально разработанных рецептур промышленного ВВ.

Приготовленная в сборнике-разбавителе смесь сжатым воздухом передавливается в установку гранулирования.

Установка гранулирования состоит из кондиционера, диафрагменного насоса, диспергатора, ленточного кристаллизатора.

Установка работает следующим образом. Из кондиционера термостатированная и дополнительно перемешанная смесь диафрагменным насосом подается в диспергатор. Здесь из расплава формируются капли, которые распределяются на охлаждаемую ленту кристаллизатора. При движении на ленте капли кристаллизуются, образуя гранулы полусферической формы. Затвердевшие гранулы собираются в накопительном бункере, из которого выгружаются в транспортную тару или расфасовываются в мешки.

Все технологические аппараты модуля выплавки и установки гранулирования связаны обогреваемыми трубопроводами. Контактирующие с взрывчатым материалом части оборудования и продуктопроводы выполнены из нержавеющей стали. Управление работой установки осуществляется в местном или дистанционном автоматическом режиме с помощью электропневматической системы управления .

4.4 Рассняряжение боеприпасрв методом гидравлического вымывания

Вымывание ВВ струей воды высокого давления позволяет извлекать как плавкие, так и неплавкие композиции разрывных зарядов при расснаряжении боеприпасов, имеющих сложную внутреннюю конструкцию.

Так, для извлечения гексогенсодержащих и других штатных В В из корпусов артиллерийских боеприпасов среднего калибра (100-152 мм), подлежащих утилизации, применяют установки модульного типа для вымывания ВВ струей высокого давления, обеспечивающие безопасность и экологическую чистоту технологического процесса. Каждая установка работает совместно с блоком очистки технологической воды.

Модуль вымывания кабинный размещен в железобетонной кабине с защитным шиберным устройством специализированных снаряжательных заводов; при наличии аналогичных кабин модуль может применяться на базах и арсеналах хранения боеприпасов.

Модуль вымывания содержит П-образную раму с закрепленным на ней вверху механизмом вращения снарядов. В центре П-образной рамы установлена пара направляющих с тележкой, а внизу смонтирована емкость с двумя сопловыми головками. Сопловые головки закреплены на штангах, которые связаны гибким трубопроводом с гидростанцией и могут перемещаться в вертикальном направлении от пневматического привода.

Подача корпусов в кабину осуществляется тележкой, установленной на четырех катках и оснащенной приводом от телескопического пневмоцилиндра. Модуль имеет табло, предназначенное для наблюдения за процессом вымывания (за передвижением сопел), которое установлено на внешней стенке кабины.

Управление работой модуля осуществляется с дистанционного пульта пневматической системы управления.

Вода под давлением порядка 250 МПа по гибкому трубопроводу поступает в сопловые головки и через форсунки воздействуют на срез разрывного заряда, вымывая ВВ.

В нижней части модуля установлен сборник водной суспензии ВВ, представляющий собой емкость с разделительными сетками под различные фракции продукта. Сборник связан трубопроводом с пневмонасосом, который предназначен для перекачки суспензии «вода - ВВ» в блок очистки воды .

5. ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В УКРАИНЕ

Одной из составляющих проблемы национальной безопасности в Украине является загрузка складов боеприпасами с истекшим гарантийным сроком хранения. В настоящее время на базах и арсеналах МО Украины скопились тысячи тонн разнообразных боеприпасов, списанных или подлежащих списанию. К ним относятся авиабомбы, ракеты, масса ВВ в которых достигает сотен и даже тысяч килограммов, а также артиллерийские снаряди, инженерные мины и заряды с массой ВВ до нескольких килограммов (обычно не более 10 кг).

На складах и базах ограниченные емкости хранилищ не позволяли придерживаться необходимых условий хранения, поэтому допускалось, например, боеприпасы держать на открытых площадках в штабелях под навесом или брезентом. Такое временное хранение часто оставалось постоянным. Прибывающие очередные партии боеприпасов переполняли территории складов. Для строительства новых хранилищ с соблюдением безопасных расстояний требовались новые площади и территории, а строительство заглубленных или подземных хранилищ боеприпасов связано с большими материальными затратами, поэтому хранилища строились недостаточными темпами. В этих условиях на открытые площадки для дальнейшего хранения перевозились боеприпасы с истекшими сроками хранения и, следовательно, с повышенной взрыво- и пожароопасностью. Участились взрывы и пожары на складах боеприпасов. Создалась проблема, решить которую можно было только путем сокращения запасов боеприпасов. Новая оборонительная доктрина, сокращение Вооруженных сил, и в т.ч. обычных вооружений, также привели к необходимости сокращения запасов боеприпасов. Этому способствовало и моральное старение боеприпасов.

Донецкий казенный завод химических изделий является одним из некоторых предприятий Украины, которые осуществляют непосредственно расснаряжение артиллерийских снарядов и мин, противотанковых мин, авиабомб и боевых частей ракет. На ДКЗХВ созданы и введены в эксплуатацию такие мощности по утилизации боеприпасов: выплавка тротиловых артиллерийских снарядов средних калибров методом контактной выплавки горячей водой; выплавка тротиловых артиллерийских снарядов средних калибров методом неконтактной выплавки паром; выплавки артиллерийских снарядов, снаряженных раздельно-шашечным методом; утилизация противотанковых тротиловых мин путем разрезания корпуса с последующим дроблением продукта; утилизация гексогенсодержащих осколочно-фугасных артиллерийских снарядов калибра 122-152 мм методом распиливания; расснаряжение кумулятивных снарядов калибра 100-125 мм путем разборки с последующим подплавлением мастики и извлечением продукта А-ІХ-1; поток утилизации противопехотных мин; поток разборки на составные элементы снарядов с готовыми поражающими элементами; поток утилизации головных частей реактивных снарядов калибров 160-240 мм, методом бесконтактной выплавки .

В последние годы проблема хранения, переработки и утилизации боеприпасов на складах Украины становиться всё актуальнее.

По ряду причин Украина после распада СССР превратилась в огромный арсенал. Боеприпасы остались в наследство от Первой и Второй мировых войн и послевоенной гонки вооружений. Сейчас на складах хранится 2,5 млн. тыс. тонн боеприпасов, из которых 340 тыс. тонн нуждаются в срочной утилизации. Через 2,5 года количество таких боеприпасов возрастет до 500 тыс. тон. Боеприпасы с истёкшим сроком хранения представляют постоянную угрозу несанкционированных взрывов и пожаров, что может приводить к катастрофическим последствиям, сопряженным с гибелью людей и невосполнимым ущербом природе .

Процесс утилизации взрывчатых веществ весьма сложен и опасен. Опасность заложена в виду ряда причин. В ходе процесса утилизации происходи т масса необходимых дополнительных операций, при которых ВВ подвергается механическому и тепловому воздействию. Опасность возрастает также из-за того, что этому воздействию подвергаются "состарившиеся" ВВ (которые находились в изделиях и имеют в своем составе продукты разложения и, возможно, продукты их взаимодействия с корпусом изделия). Необходимо отметить, что на утилизацию наиболее часто поступают боеприпасы, которые находились в служебном обращении - ржавые, имеющие повреждения и дефекты корпуса.

К тому же, применяемые в настоящее время способы утилизации далеко не идеальны и получаемые ПВВ не в полной мере удовлетворяют всем предъявленным к ним требованиям. Именно поэтому изыскание новых, более эффективных методов утилизации и использования «ненужных» взрывчатых веществ является важной задачей специалистов, работающих в данной области.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Генералов М.Б. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ: Учебное пособие для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 397с.

2. Штетбахер А. Пороха и взрывчатые вещества – М.:ОНТИ, 1936 – 585 с.

3. Под общей ред. Щукина Ю.Г. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1988. – 319с.

4. Мацеевич Б.В. Номенклатура и характеристика промышленных взрывчатых материалов. – М.:Наука, 1986. – 80сю

5. Кутняшенко И.В., Бован Д.В. Перспективы и проблемы утилизации взрывчатых веществ на предприятиях Украины: сборник научных трудов ДонНТУ серия «Химия и химическая технология», 1995-2005., 110с.

Модульный мобильный пункт производства представляет собой скомпилированные технико-технологические наработки, которые были накоплены в процессе осуществления буровзрывных работ. Нельзя утверждать, что известные подобные комплексы, включая представленный, являются конечным решением всех задач, однако нисколько не сомневаемся в достигнутых показателях работы.

Первое на что обращаем внимание, это на практичность - баланс между:

Стоимостью (в дальнейшем сказывается на конечной цене выпускаемого продукта);

Легкости эксплуатации (нет необходимости в долгом обучении персонала и большом штате сотрудников);

Ремонтопригодность (максимальное использование недорогих компонентов при изготовлении оборудования);

Гибкость технологии при производстве продукта (нет жёсткой привязки к определенному сырью, так же возможно внесение конструктивных изменений вплоть до замены основного аппарата эмульгирования с динамического на статический).

Безопасность производства обеспечивается выполнением требований надзорных органов в плане конструкции оборудования, а так же электронной системой управления, контролирующей технологические процессы. При этом не забыт современный подход к эргономике и эстетическом виде. Применяемые компоненты, материалы и технологии производства гарантируют долгосрочную стабильную работу на протяжении всего срока службы оборудования и может осуществляться десятки лет.

Изготавливаемые смеси и растворы:

Эмульсионная матрица (требуемой вязкости от 15000 до 60000 сантипуаз (ограничение вязкости по условиям прокачиваемой эмульсии через зарядный шланг))

Водный раствор кислоты (ГГД-1 (подкислитель))

Водный раствор нитрита натрия (ГГД-2 (сенсибилизатор))

Водный раствор этиленгликоля (в зимний период (лубрикация зарядного шланга))

Краткая характеристика предлагаемого пункта приготовления и отличительные особенности:

1) Основным критерием производительности при производстве эмульсионной матрицы является скорость растворения аммиачной селитры и приготовление раствора окислителя.

В случае использования пара от паровой котельной с температурой 110 О С производительность по эмульсионной матрице составляет 2,5 тонн/час, в пересчете на общий объем производимой эмульсионной матрицы по году при 12-ти часовой односменной пятидневной рабочей неделе составит 7800 т/год

При температуре пара 140 О С производительность по эмульсионной матрице составит 5,0 тонн/час., в пересчете на общий объем производимой эмульсионной матрицы по году при 12-ти часовой односменной пятидневной рабочей неделе составит 15600 т/год. При круглосуточной работе и полной рабочей неделе производительность достигает 40000 тонн эмульсии в год.

Параллельно с изготовлением эмульсионной матрицы, в необходимом количестве приготавливаются компоненты, участвующие в приготовлении готового ЭВВ при заряжании скважин (газогенерирующая добавка, раствор для лубрикации и промывки зарядного шланга).

2) В качестве энергоносителя для получения пара на растворение аммиачной селитры, а так же обогрева бытовых и технологических помещений экономичнее использовать каменный уголь, отличающийся простотой в хранении, меньшей зависимости от изменения курса валют, высокой экономической отдаче на второй год эксплуатации пункта приготовления компонентов ЭВВ, сохранность общего объема угля, так как существует малая вероятность его хищения.

Для ориентирования в стоимости на энергоноситель для приготовления горячего раствора окислителя ниже по тексту приведена справочная информация.

3) Удельный расход воды на приготовление 1 тонны эмульсии составляет 0,25 м 3 , с учетом потерь на приготовление пара, технологических операций и приготовление водных растворов ГГД и лубрикации. При полной загрузке производства суточная потребность в воде составит 30 м 3 в сутки.

4) Установленная суммарная электрическая мощность 300 кВт.

5) Срок эксплуатации оборудования для приготовления эмульсии и модульной паровой котельной, при должном внимании со стороны эксплуатирующего персонала, составляет не менее 20 лет. Учитывая агрессивную среду внутри помещений МПП НК ЭВВ, всё технологическое ёмкостное оборудование, трубопроводы, внутренняя отделка и покрытия выполняются из нержавеющей стали, что гарантирует отсутствие необходимости производства косметических ремонтных работ на весь срок эксплуатации, легкость поддержания чистоты, а так же высокий эстетический фактор.

Компоновочное решение

мобильного пункта производства невзрывчатых компонентов

эмульсионных взрывчатых веществ.

Назначение: Мобильный пункт производства невзрывчатых компонентов эмульсионных взрывчатых веществ (далее по тексту МПП НК ЭВВ) спроектирован для осуществления полного цикла производства компонентов ЭВВ с последующей их загрузкой в смесительно-зарядные машины.

Суммарная установленная электрическая мощность электрооборудования оставляет 300 кВт.

Потребляемое количество пара от 0,6 до 1,7 тонн/час при температуре от 110 до 160 градусов Цельсия.

Мобильный пункт состоит из четырёх модулей на основе утеплённых 40-ка футовых морских контейнеров в которых располагается всё необходимое технологическое оборудование, а так же размещаются тепловые комнаты для разогрева эмульгатора, индустриального масла и этиленгликоля в зимний период времени:

Модуль приготовления и хранения раствора окислителя

Модуль разогрева компонентов и приготовления топливного раствора

Модуль эмульгирования с отделением для электрических компонентов

• Модуль разогрева компонентов и приготовления растворов ГГД-1, ГГД-2 и водного раствора лубрикации

Стационарные пункты подготовки и приготовления ВВ или их компонентов подразделяются на следующие пункты:

приготовления бестротиловых простейших ВВ (игданитов) из невзрывчатых компонентов;

растаривания промышленных ВВ и снаряжения зарядных машин;

приготовления горячего насыщенного раствора селитр со ста­билизирующими добавками для приготовления на взрываемом блоке водосодержащих ВВ;

приготовления обратных эмульсий из раствора селитр с эмуль­гаторами для приготовления на взрываемом блоке эмульсионных ВВ.

Ниже рассмотрены схемы и технология работ на перечислен­ных пунктах подготовки и приготовления компонентов ВВ.

Пункты для приготовления игданитов. На крупных карьерах или на участке специализированной организации, ведущей взрыв­ные работы на группе карьеров (по типу объединения Северо-Во­сток золото), с большим объемом потребления игданита могут создаваться специализированные стационарные пункты его при­готовления. Оборудование пунктов должно обеспечивать высокопроизводительное

и безопасное выполнение следующих опе­раций: приемка аммиачной селитры и размещение ее в хранилище; хранение селитры в режиме, исключающем ее излишнее увлаж­нение и слеживание; подача селитры в узел приготовления игданита; приготовление игданита и дозированная погрузка получен­ного ВВ в зарядные машины.

В настоящее время основным типом ВВ, используемым для разработки россыпей Северо-востока СССР, является игданит, доля которого превысила 60 % общего объема потребления ВВ в этом регионе.

Созданный ВНИИ-1 комплекс «Берелех» позволил механизи­ровать приготовление игданита в объединении Северо-восток-золото на 100 % и в объединении Якутзолото на 60 %. В настоя­щее время в промышленной эксплуатации находятся 35 комплек­сов «Берелех». Одновременно была создана технология бестарного хранения аммиачной селитры (АС) в буртах вместимостью 600 т. Исследования, проведенные ВНИИ-1 и ИПКОН АН СССР по оценке пригодности для изготовления игданита аммиачной селитры десяти различных заводов-изготовителей, показали, что АС, не подвергнутая специальной обработке, способна удержи­вать лишь 3-4 % дизельного топлива (ДТ). Низкая стабильность игданита сокращает допустимое время нахождения зарядов в сква­жинах, что ограничивает объемы массовых взрывов, увеличивает их количество и приводит к неоправданным издержкам от про­стоев буровых станков, землеройной техники, а в целом к сниже­нию технико-экономических показателей взрывных работ.

Перспективны два метода повышения стабильности игданита: введение в дизельное топливо поверхностно-активных веществ (ПАВ) и введение в состав игданита на стадии смешивания его компонентов дисперсных горючих добавок.

Наилучшие результаты получены при использовании смеси, состоящей из неионогенных и катионного ПАВ. Добавка этой композиции в сочетании с сорастворителем ПАВ к ДТ обеспечи­вает стабильность игданита при температуре от -5 до -45 °С в течение 72 ч.

Схема дозирования жидкого горючего компонента при изго­товлении игданита на установке ИСИ-2 показана на рис. 13.9. На нагнетательной ветви магистрали жидкого горючего компо­нента от шестеренчатого насоса устанавливаются регулятор рас­хода (дроссель) жидкого компонента 3 и обратный клапан 2. Для осуществления контроля за расходом жидкого горючего ком­понента в системе его подачи предусматривается установка двух дозаторов 8, оборудованных соответствующей запорной армату­рой. Из накопительной емкости 1 жидкий компонент самотеком поступает через входные клапаны 9 в дозаторы 8, после чего входные краны устанавливают в закрытое положение. Подача жидкого компонента в смесительный шнек ИСИ-2 через распыли­тельную форсунку 5 осуществляется установкой одного из кранов

Рис. 13.9. Схема дозирования подачи жидкой горючей добав­ки для приготовления игданита на установке ИСИ-2

дозатора 7 в открытое положение с последую­щим включением насоса 6. Расход жидкого горючего компонента устанавлива­ется с помощью дросселя 4, при этом избыточное количество его возвращается через обратный клапан в ра­ботающий дозатор. Непрерывное дозирование обеспечивается попеременной работой дозаторов посредством переключения од­ного дозатора на другой после опорожнения работающего дозатора. Благодаря тому, что вместимость каждого дозатора рассчитана на вместимость бункера-накопителя готового игданита, создается возможность постоянного контроля за соблюдением соотношения смешиваемых компонентов, и по мере необходимости осуществляется корректировка в подаче жидкого горючего компонента. Введение добавок композиции ПАВ и сорастворителя при изготовлении стабильного игда­нита осуществляется в накопительную емкость с ДТ. В на­стоящее время во ВНИИ-1 разработана и прошла про­мышленные испытания на предприятиях технология изготовле­ния трехкомпонентного игданита, обладающего одновременно улучшенной стабильностью и повышенной энергией взрыва. Для изготовления этого игданита был применен разработанный ВНИИ-1 комплекс оборудования ИСИ-2 производительностью 20 т ВВ в час.

Разработан новый способ получения алюминизированных ВВ методом холодного смешивания компонентов в условиях горных предприятий.

Дисперсный горючий компонент равномерно распределяется в жидкой добавке до образования однородной суспензии, после чего этой суспензией обрабатываются гранулы аммиачной се­литры, при этом поверхностный контакт между дисперсным ком­понентом и гранулами АС усиливается наличием в составе ВВ добавок ПАВ. Применение этой технологии для приготовления многокомпонентных составов позволяет исключить расслоение взрывчатой смеси в процессе ее приготовления, транспортирова­ния и заряжания. В основу устройства для приготовления су­спензий был положен принцип работы струйного аппарата в ре­жиме жидкость-воздух по замкнутой гидравлической схеме (рис. 13.10). При этом в качестве рабочей жидкости использова­лась жидкая горючая добавка, циркулирующая между насосом 1 и баком 2 по кольцевому трубопроводу. Загрузка дисперсного

Рис. 13.10. Схема смешивания жидкой горючей добавки с алюминиевой пудрой

компонента 3 (порошок алюминия) в смесительный бак устрой­ства производилась из поставляемой тары- стальных барабанов по гибкому шлангу под действием разряжения, создаваемого струей рабочей жидкости в смесительной камере гидроэлеватора. Устройство для приготовления суспензий, получившее название гидровакуумный смеситель, вошло в состав установки ИСИ-2 для изготовления трехкомпонентных игданитов с повышенной энергией взрыва. Селитра подается в емкость 4 и смешивается с суспензией в наклонном шнеке 5 (см. рис. 13.9).

Пункты для механизированного растаривания и загрузки ВВ в зарядные машины должны обеспечивать выполнение следующих операций: прием ВВ в мешках или мягких контейнерах, растаривание мешков или контейнеров в накопительный бункер для снаря­жения зарядных машин, сбор использованной тары. Такой пункт растаривания показан на рис. 13.11.

Доставка ВВ на пункт предусматривается на поддонах акку­муляторным погрузчиком ЭШ-181 грузоподъемностью 1000 кг, автомашинами или железнодорожными вагонами.

Погрузчик опускает мешки с ВВ на площадку у концевой части наклонного ленточного конвейера. Отсюда мешки поступают на ленту, поднимаются на верхнюю площадку и при сходе с кон­вейера захватываются растаривающей вибрационной установкой УРВ-2, в которой разрезаются бумажные мешки, происходит частичное измельчение слежавшегося ВВ, а неразрушившиеся куски ВВ поступают в валковую дробилку. Из-под сита и от дробилки измельченное ВВ поступает в бункер-накопитель. Бу­мажная упаковка по лотку направляется в сборную емкость. Выпускные отверстия бункера оборудованы затворами-дозаторами, из которых ВВ поступает в емкости зарядных машин.

Рис. 13.11. Схема стационарного механизированного пункта подготовки (при­готовления) ВВ:

1 - наклонная галерея с конвейером; 2 - здание растеривающей установки; 3 - бун­кер-накопитель; 4 - лоток для выпуска мешкотары; 5 - зарядная машина

С пункта до места взрывов ВВ доставляется в транспортно-зарядных автомашинах. Такой пункт целесообразно оборудовать двумя бункерами, в один из которых загружается гранулотол, а во второй - гранулированная аммиачная селитра. Для за­правки зарядных машин имеется емкость с соляровым маслом.

Целесообразно бункеры двухбункерных зарядных машин сна­ряжать игданитом и гранулотолом и использовать каждое ВВ раздельно для заряжания нижней (обводненной) и верхней (су­хой) частей скважин.

В организациях Кривбассвзрывпром и Кмавзрывпром при­меняются передвижные растаривающие установки, смонтирован­ные на автомашине, которой можно растаривать мешки непосред­ственно из железнодорожных вагонов и снаряжать зарядные машины вблизи места взрыва в любом месте карьера (рис. 13.12).

Применение передвижных растаривающих установок типа МПР-30 делает ненужным сооружение стационарного растаривающего пункта, что обеспечивает снижение затрат на растаривание ВВ и позволяет менять место растаривания ВВ (снаряжение зарядных машин). Недостатками передвижных растаривающих установок являются низкая производительность снаряжания зарядных машин и повышенная запыленность в рабочей зоне опе­ратора на верхней площади растаривания.

Пункты для приготовления горячего насыщенного раствора селитр. В этих пунктах готовится раствор аммиачной, натриевой и кальциевой селитр со стабилизирующими добавками (полиакриламид, карбоксилметилцеллюлоза, ПАВ и т. д.). Раствор

Рис. 13.12. Схема самоходной погрузочно-растаривающей установки МПР-30

применяется в качестве компонента для приготовления на взры­ваемом блоке горячельющихся ВВ путем добавления в него гранулированного или чешуйчатого тротила. При этом образуется суспензия из раствора и частиц тротила, имеющих различную плотность. Для стабилизации заряда в него вводят в процессе заряжания добавки и поперечные сшивки, ускоряющие его за­гущение.

Взрывчатые смеси на основе горячего раствора аммиачной селитры типа ГЛТ-20 освоены на Лебединском ГОКе по разра­боткам Ленинградского горного института с участием НИИКМА. В 1975 г. на этом ГОКе был построен пункт для приготовления горячего раствора селитры. В состав пункта входят склад селитры, установка для приготовления горячего раствора окислителя, машина УДС для доставки готового раствора окислителя и смесительно-зарядный агрегат СЗА-1. На этом пункте производятся растаривание с измельчением слежавшейся селитры, приготовле­ние горячего ее раствора со стабилизирующими добавками, за­грузка готового раствора в доставочную машину УДС.

С 1986 г. комбинат использует для приготовления водосодержащих ВВ зарядные машины «Акватол-1У» и «Акватол-3», кото­рые снаряжают на пункте горячим раствором селитр и достав­ляют его на заряжаемый блок. Сюда же в зарядной машине МЗ-ЗА доставляют тротил (гранулированный или чешуйчатый), откуда он по зарядному рукаву через объемные дозаторы подается в ем­кость машины «Акватол-1У», из которой после перемешивания в течение 15 мин поступает по зарядному шлангу в скважину под столб воды.

Изготовленная на комплексе взрывчатая смесь ГЛТ-20 имеет плотность заряжания в 1,4-1,6 раза выше по сравнению с гра­нулированными ВВ.

Применение взрывчатой смеси ГЛТ-20 обеспечивает снижение себестоимости 1 т ВВ в 1,7-2 раза и дает возможность уменьшить объем бурения скважин на 15-20 % за счет повышения объемной концентрации энергии заряда ВВ. ГЛТ-20 целесообразно при­менять в первом ряду скважин с увеличенной величиной линии сопротивления по подошве, взрывать блоки с расширенной сеткой скважин.

АО «ГосНИИ«Кристалл» - ведущая организация России в области разработки и освоения производства новых видов промышленных взрывчатых веществ для горных взрывных работ.

Со времени основания в 1953 году исследования новых взрывчатых веществ и технологических процессов их производства были одним из важнейших звеньев работы института. В 80-е годы ОАО «ГосНИИ«Кристалл» возглавил и развернул исследования по отечественным ЭВВ, которые пришли на замену гранулотолу и другим тротилсодержащим материалам.

В настоящее время в России по технологии АО «ГосНИИ «Кристалл» эксплуатируется четырнадцать промышленных производств ЭВВ, на которых производится более 250 000 т/год ЭВВ (около 15% всего объема потребления ПВВ в России). Запущено производство ЭВВ на Украине, Таджикистане и планируются к созданию производства ЭВВ в Казахстане и Вьетнаме.

Технология и установка получения ЭВВ получила золотую медаль ВДНХ (1989), дипломы международных выставок IV форума «Высокие технологии 21 века» (Россия, 2003) и г. Ганновер (Германия, 2005). Лауреат конкурса «100 лучших товаров России» (2006).

АО «ГосНИИ«Кристалл» предлагает к поставке:

Базовая технологическая линия включает оборудование для осуществления приема, подготовки и переработки исходных компонентов в полуфабрикаты и загрузки их в смесительно-зарядную машину (СЗМ).

Оборудование предлагаемой установки размещается в стационарном варианте. Получения игданита производится в шнековом смесителе. Дизельное топливо дозировано подаются в смеситель. Топливо - плунжерным насосом-дозатором распыляется в смесителе через форсунку, расположенную непосредственно после приемного бункера селитры аммиачной.

Модульная установка представляет собой комплекс технологических аппаратов, объединенных в технологическую линию. Оборудования модуля заключено в каркас стандартного 40 футового контейнера, что обеспечивает удобство транспортировки, быстроту монтажа и демонтажа, сохранность оборудования.

Изобретение относится к способу изготовления промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) на основе порошкообразных, гранулированных и жидких компонентов и может найти применение в горнодобывающей промышленности при изготовлении ВВ. Установка состоит из трех узлов: дозирования, смешивания и упаковки готового продукта. Узел дозирования включает емкости-дозаторы для твердых и жидких компонентов. Узел смешивания включает смеситель барабанного типа циклического действия. Бункер смесителя представляет собой вращающийся барабан, состоящий из верхнего и нижнего усеченных конусов, соединенных между собой цилиндром. На внутренней поверхности верхнего конуса и цилиндра установлены по три пластины с зазором 8-15 мм от корпуса, равноудаленные друг от друга, под углом 30-45 o к оси барабана. Пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60 o . Узел упаковки готового продукта включает приемный разгрузочный бункер, соединенные с ним мерные емкости, калибровочные вставки, оснащенные шиберами. Установка позволяет изготавливать многокомпонентные ПВВ, осуществлять любой порядок ввода компонентов, проста в эксплуатации. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области производства промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) на основе порошкообразных, гранулированных и жидких компонентов и может найти применение в горнодобывающей промышленности для изготовления ПВВ как на местах ведения взрывных работ, так и в условиях изготовления ПВВ на заводах-изготовителях взрывчатых веществ (ВВ). Технология приготовления гранулированных ПВВ весьма проста - она сводится к механическому перемешиванию твердой и жидкой фаз. Технологическая схема изготовления таких ПВВ определяется видом оборудования, применяемого для подготовки, дозирования, смешения компонентов и упаковки готового продукта. Известно производство гранулированных двухкомпонентных ВВ таких, как игданит на основе гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта на установках УИ-1(2), ИСИ-11 циклического и непрерывного действия, в смесительно-зарядных машинах, например, МЗС-1М, где смешение аммиачной селитры с дизельным топливом осуществляется в шнеко-смесительной камере. Недостатками названных установок является невозможность изготовления многокомпонентных систем. Кроме того, такие смесители не могут обеспечить безопасность изготовления промышленных ВВ, содержащих в своем составе вещества, обладающие повышенной чувствительностью к механическим воздействиям (пороха, ВВ). Известен способ получения взрывчатых смесей и устройство для его осуществления (пат. России N 2111941), которое включает емкости для твердых и жидких компонентов, смеситель с рассеивающей поверхностью и устройство подачи жидкой фазы. В поток твердых частиц на верхнем уровне вводится только дизельное топливо, а на нижнем - только водомасляная эмульсия. Известен способ диффузионно-поточного изготовления простейших взрывчатых смесей (пат. России N 2105951), заключающийся в непрерывной подаче исходных компонентов из бункера через калибровочные выпускные отверстия на поверхность движущегося ленточного транспортера в форме слоевого потока. При этом происходит диффузионное проникновение частиц верхнего слоя в нижний и образуется первичная смесь заданного состава. При свободном падении слоевого потока с транспортера в поток вводится жидкая фаза, превращая его в простейшую взрывчатую смесь с заданным стехиометрическим соотношением компонентов. Недостатками данных установок является низкая степень перемешивания, особенно при изготовлении трех и более компонентных взрывчатых смесей, содержащих в качестве твердой фазы ингредиенты разной плотности и степени измельчения. Кроме того, нельзя изменить порядок ввода жидкой и твердой фаз: жидкая фаза вводится или одновременно с твердой фазой или после предварительного смешения ингредиентов твердой фазы. Известны установки для изготовления гранулированных ВВ таких, как игданит, в которых смешение компонентов осуществляется в смесителях барабанного типа - установка "Миксэнол" фирмы "Нитро Нобель" (Швеция) ("Механизация взрывных работ"/ Под редакцией А. М. Бейсабаева и др. М. , Недра, 1992). Конический барабан смесителя названной установки выполнен из нержавеющей стали и имеет три радиальных ряда лопаток, смонтированных на корпусе барабана. Барабан смонтирован на станине, оснащенной специальным устройством для регулирования частоты вращения, и может быть закреплен под определенным углом для обеспечения загрузки и выгрузки. Смеситель приводится в действие пневмодвигателем, или гидравлическим, или электрическим двигателем. Названная установка принята за прототип. Недостатком установки "Миксэнол" является сложность и неудобство чистки и ремонта его из-за конструктивных особенностей смесителя. Технической задачей изобретения является создание установки для изготовления многокомпонентных ПВВ с улучшенными технико-экономическими показателями за счет интенсификации процесса смешения, оптимизации конструкции перемешивающего органа, улучшения санитарно-гигиенических условий работы обслуживающего персонала, расширения технологических схем производства ПВВ. Необходимо учитывать, что в настоящее время для производства ПВВ используются порошкообразные, гранулированные, чешуйчатые и кристаллические компоненты, значительно отличающиеся по удельному весу (1,5-7,5 г/см 3), например торф и металлическое горючее; размеру частиц (0,004-4 мм), например микросферы перлитового песка, алюминиевая пудра и гранулотол, а массовое соотношение компонентов в составе ПВВ весьма различно. Поставленная задача решена созданием установки для изготовления ПВВ, в которой дополнительно установлены емкости-дозаторы для ввода трех и более сыпучих и жидких компонентов; барабан-смеситель циклического действия выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных цилиндром, и снабжен по внутренней поверхности верхнего конуса и цилиндра тремя пластинами, установленными под углом 30-45 o к оси барабана-смесителя, равноотстоящими друг от друга (через 120 o) с зазором 8-15 мм от его корпуса, пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60 o , а узел разгрузки выполнен в виде приемного разгрузочного бункера, соединенных с ним мерных емкостей и сменных калибровочных вставок, оснащенных шиберами, что обеспечивает возможность формировать навеску массы ВВ единичной транспортной упаковки с высокой точностью с учетом насыпной плотности ВВ. На фиг. 1 изображена установка для изготовления промышленных взрывчатых веществ, включающая узел дозирования компонентов А, узел смешения Б, узел разгрузки продукта В. Узел дозирования А включает емкости-дозаторы для твердых и жидких компонентов ПВВ. Узел смешения Б включает: 2 - барабан-смеситель, 3 - траверсу, 4 - редуктор, 5 - электродвигатель, 6 - раму, 7 - механизм опрокидывания, 8 - выносной пульт управления, 9 - кнопочный пульт управления. Для фиксации барабана-смесителя предусмотрено запорное устройство. Аппаратура управления электродвигателем барабана-смесителя размещена в выносном электрошкафу с настенным креплением. Предусмотрено также дублирование управления барабана-смесителя непосредственно с рабочего места с помощью кнопочного поста типа КУ-92 во взрывозащищенном исполнении. Узел разгрузки продукта В включает: 10 - приемный разгрузочный бункер, 11 - мерную емкость, 12 - сменную калибровочную вставку, 13 - шибер (верхний ии нижний), 14 - оправку для закрепления упаковки, 15 - единичную транспортную упаковку. На фиг. 2 представлена предлагаемая конструкция барабана-смесителя. Барабан-смеситель выполнен в виде верхнего 16 и нижнего 17 усеченных конусов, соединенных между собой цилиндром 18. На внутренней поверхности верхнего конуса и цилиндра установлены по три пластины 19 с зазором 8-15 мм от их корпусов, равноотстоящие друг от друга (через 120 o) под углом 30-45 o к оси барабана-смесителя. Пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60 o . Пластины крепятся к поверхности барабана-смесителя болтами или сваркой. Размер пластин, установленных в верхнем конусе, 80х400х2 мм, в цилиндре - 80х150х2 мм. Барабан-смеситель и его внутренние детали выполнены из нержавеющей стали, например, хромоникелевой. Оптимальное расположение пластин авторами установлено экспериментально. Угол наклона пластин, равный 30-45 o к оси барабана-смесителя, обеспечивает максимальную интенсивность перемешивания компонентов. При этом наибольшая равномерность распределения компонентов в готовом ВВ получена при условии смещения пластин 19 верхнего конуса 16 и цилиндра 18 относительно друг друга на 60 o (см. фиг. 2). Установка пластин от корпуса с зазором 8-15 мм позволяет осуществить равномерность смешения компонентов по всему объему барабана смесителя и исключает налипание компонентов на стенки корпуса и пластин. Установка работает следующим образом (фиг. 1). С помощью механизма опрокидывания 7 барабан-смеситель 2 устанавливают на требуемый угол, например 30 o , и в соответствии с рецептурой ПВВ и регламентом техпроцесса осуществляют загрузку компонентов из емкостей-дозаторов 1, после чего с выносного пульта 8 или кнопочного поста управления 9 включают привод вращения барабана-смесителя 5 через редуктор 4. Частота вращения барабана-смесителя 20-40 мин -1 . Время смешения 5-15 мин в зависимости от компонентного состава и порядка ввода компонентов. Угол наклона барабана-смесителя изменяется от 0 до 125 o . Выгрузку готовой продукции осуществляют путем опрокидывания барабана-смесителя в крайнее нижнее положение при включенном приводе вращения до полного его освобождения в приемный разгрузочный бункер 10. Из приемного разгрузочного бункера масса ВВ при открытом верхнем шибере 13 поступает в мерную емкость 11 и калибровочную вставку 12. Таким образом формируется масса ВВ единичной транспортной упаковки. Мерная емкость 11 рассчитана на единичную транспортную упаковку, например 40 кг, при максимально возможной насыпной плотности ВВ. При изготовлении ПВВ другой (меньшей) насыпной плотности навеска (40 кг) корректируется калибровочной вставкой 12, являющейся сменной. Сформированная таким способом в мерной емкости и калибровочной вставке навеска через нижний шибер 13 поступает в транспортную тару, например в многослойный бумажный мешок с полиэтиленовым мешком-вкладышем 15, закрепленным на держателе 14. При вращении барабан-смесителя с установленными в нем пластинами смешиваемый материал подвергается перемещению по сложной траектории за счет воздействия на него сил трения по боковой поверхности барабана-смесителя и пластин и сил гравитации, что приводит в конечном счете к интенсивному перемешиванию. Предлагаемая конструкция барабана-смесителя предотвращает образование застойных зон, расслаивание компонентов и позволяет получать высокое качество смешения. Кроме того, такая конструкция барабана-смесителя облегчает и упрощает чистку оборудования, т. к. не образуется налипание и скопление компонентов смеси на внутренних элементах барабана-смесителя. Установка дополнительных емкостей-дозаторов позволяет изготавливать ПВВ, содержащие более трех компонентов, и осуществлять любой порядок ввода компонентов при изготовлении многокомпонентных взрывчатых смесей, например ввод аммиачной селитры, омасливание ее дизельным топливом при перемешивании, опудривание мелкодисперсным компонентом (микросферами, торфом и др.) с последующим смешением с другими гранулированными компонентами (гранулотолом, чешуйчатым тротилом и др.). Конструкции разгрузочного бункера с мерной и калибровочной емкостями позволяют пр изготовлении ПВВ с различной насыпной плотностью формировать единичную транспортную упаковку с высокой точностью. Предлагаемая установка по изготовлению ПВВ характеризуется высокой безопасностью, надежностью и простотой конструкции и может быть смонтирована как в заводских условиях, так и на специализированных пунктах изготовления ВВ предприятий, ведущих взрывные работы. Установка обеспечивает производительность по готовому продукту 500-1000 кг/ч. С использованием предлагаемой установки изготовлено и поставлено потребителю 100 т взрывчатого вещества на основе гранулированной аммиачной селитры, гранулированного тротила и дизельного топлива; 200 т взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, торфа и дизельного топлива. При изготовлении указанных взрывчатых веществ по согласованию с потребителем использовали аммиачную селитру различной плотности, в том числе гранулированную плотную с насыпной плотностью 0,96 г/см 3 , пористую гранулированную селитру с насыпной плотностью 0,76 м/см 3 и их смесь в различном соотношении. При этом качество изготовленных ВВ, а также масса транспортной упаковки соответствовали требованиям нормативно-технической документации.

Формула изобретения

1. Установка для изготовления промышленных взрывчатых веществ, включающая емкости-дозаторы для ввода аммиачной селитры и дизельного топлива, барабан-смеситель циклического действия, узел разгрузки, отличающаяся тем, что барабан-смеситель выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных цилиндром, и снабжен по внутренним поверхностям верхнего конуса и цилиндра равноотстоящими друг от друга тремя прямоугольными пластинами, установленными под углом 30-45 o к оси барабана-смесителя с зазором 8-15 мм от его корпуса, причем пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60 o , а узел разгрузки выполнен в виде приемного разгрузочного бункера, соединенных с ним мерных емкостей и сменных калибровочных вставок, оснащенных шиберами. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит емкости-дозаторы для ввода сыпучих и жидких компонентов.