Работоспособность ВВ - характеризует способность взрывчатого вещества производить механическую работу по разрушению и отрыву породы от массива. Она зависит от объема газов и количества тепла, образующегося при взрыве. Практически работоспособность ВВ определяют взрывом заряда весом 10 Г в свинцовой бомбе. О работоспособности судят по изменению объема канала бомбы в кубически? сантиметрах. Например, работоспособность ВВ в 370 см3 говорит о том, что объем канала бомбы после взрыва навески данного ВВ в 10 Г увеличился на 370 см3.
Бризантность ВВ - характеризует способностью взрывчатого вещества производить дробящее действие (дробление породы на большие или меньшие обломки). Зависит она, главным образом, от скорости взрыва. О бризантности судят по величине усадки свинцового цилиндра в результате взрыва навески ВВ в 50 Г. Бризантность выражается в мм.
Чувствительность ВВ - это степень их восприимчивости к различным внешним воздействиям: тепловому (огонь, искре, повышение температуры), механическому (удар, трение), а также к передаче детонации. Это чрезвычайно важное свойство обусловливает основные меря безопасности при обращении с взрывчатыми материалами, особенно при их перевозке и хранении. Способность взрывчатых веществ к передаче детонации используется не только в самих взрывных работах, но и при испытании ВВ для определения их качества.
Чувствительность ВВ к различной воздействиям зависит от природы взрывчатого вещества, физического состояния, температуры, плотности, влажности, наличия примесей и т.д. Чувствительность ВВ может быть повышена или понижена за счет добавок соответствующих веществ.
Кумуляция. Эффект этого явления подобен выпуклой линзе, фокусирующей свет. Если заряд на своем торце имеет выемку подобной формы, то при взрыве он способен оказывать усиленное действие в направлении фокусирования. При этом не происходит суммарного увеличения энергии, и лишь концентрация ее (подобно швейной игле, на кончике которой при небольшом усилии на небольшую площадь ткани возникает мощное давление). Такое направленное действие заряда называется кумулятивным. Оно объясняется тем, что при взрыве заряда, имеющего кумулятивную выемку в торце, противоположном детонатору, взрывные газы части заряда, прилегающей к выемке, разлетаясь вначале по нормали к поверхности выемки, встречаются на ее оси и образуют мощную тонкую кумулятивную струю. Скорость кумулятивной струи намного превышает скорость детонации, достигая 10 000-12 000, а иногда и 30 000 м/сек, а давление превышает 100 000 кГ/см2, чем и объясняется ее пробивное действие. На эффективность кумулятивного действия оказывают влияние скорость детонации заряда, форма и размер выемки, оболочка выемки и расстояние заряда от преграды. Чем больше скорость детонации, тем сильнее кумулятивный эффект. Наилучшими будут конические и полусферические формы выемки. Картонная оболочка выемки ухудшает, а стальная улучшает кумулятивный эффект.
Кислородный баланс. Относительная доля кислорода в составе ВВ, является их важным показателем, так как от этого зависит качественный состав, образующихся при взрыве газов, в том числе и появление ядовитых. К последним относятся угарный газ - СО и окислы азота. Чистый азот и углекислота не относятся к ядовитым газам, но повышенное их содержание снижает относительную долю кислорода, нормальное содержание которого для человека в обычных условиях составляет около 21%. Поэтому в подземных выработках применяют ВВ с так называемым нулевым кислородным балансом. В них кислорода достаточно для полного окисления углерода и превращения его в углекислоту, но не слишком много, чтобы окислять азот. При недостатке кислорода ВВ имеют отрицательный баланс, а при избытке - положительный.
3.2. Классификация ВВ по составу компонентов
Промышленные ВВ представляют собой в основном смеси природных взрывчатых веществ и добавок. Последние меняют свойства ВВ, так, чтобы обеспечить их эффективность и безопасное обращение с ними в определенных условиях применения, например во влажных условиях забоя выработки, или в шахтах, опасных по газу и пыли. Большинство взрывчатых химических веществ представляет собой химические соединения из углерода, кислорода, водорода и азота в различных соотношениях, то есть элементов - окислителей и восстановителей, которые при энергетическом инициировании (получении дополнительной энергии из вне) способны вступать между собой в быстропротекающую реакцию.
Нитроглицериновые ВВ.
К ним относятся динамиты, детониты, победиты, в основе которых имеются нитроглицерин или нитроглицерин с нитрогликолем.
Нитроглицерин С3Н5(NO3)3 - жидкое маслянистое ВВ слегка желтоватой окраски. Нитроглицерин ядовит - проникая через кожу в органы дыхания в организм, вызнает сильные головные боли и сердцебиение.. Он весьма чувствителен к огню и механическим воздействиям. Горение нитроглицерина зачастую переходит во взрыв. Работоспособность его составляет 550 см3, бризантность - 20 мм, скорость детонации непостоянна и колеблется от 1165 до 9150 м/сек.
Нитроглицерин имеет очень большой недостаток - замерзает при температуре +13°. Замерзший нитроглицерин особенно опасен в обращении. Температуру замерзания можно значительно снизить с помощью добавок нитро-гликоля.
Нитроглицерин, из-за большой опасности в обращении с ним, самостоятельно для взрывных работ не используется, но входит, как один из компонентов, в состав многих взрывчатых веществ.
Нитрогликоль С2Н4(NO3)2 - представляет собою бесцветную прозрачную жидкость, работоспособность равна 650 см3, бризантность-30 мм, скорость детонации - 8300 м/сек, температура замерзания равна минус 22,6°. Он легко смешивается с нитроглицерином и понижает температуру замерзания последнего. Нитрогликоль по сравнению с нитроглицерином менее чувствителен к механическим воздействиям, однако в качестве промышленного ВВ в чистом виде также. не применяется
Динамиты - это смесь нитроглицерина, нитрогликоля с поглотителями - древесной мукой, калиевой, натриевой или аммиачной селитрой и т.д. Для повышения химической стойкости динамитов в их состав, в качестве стабилизаторов, вводят небольшие добавки мела или соды. Качества динамитов в значительной мере определяются свойствами основного компонента - нитроглицерина. Так, например, температура замерзания обычного динамита равна +10°. Замерзшие динамиты очень опасны в обращение применять их для взрывных работ нельзя, запрещается такая разминать их, ломать, резать, сникать бумажную оболочку. Оттаивание динамитов, как правило, производится в ящиках в отапливаемом помещении при температуре порядка +20° или в специальных сосудах-отогревателях. Для снижения температура замерзания динамитов в их состав вводят добавки нитрогликоля, 62% труднозамерзающий динамит имеет температуру замерзания -20°. Цифры в процентах перед маркой динамита свидетельствуют о процентном содержании в нем нитроглицерина, нитрогликоля или их суммы.
Кроме того, динамиты обладают и еще весьма существенными недостатками: при длительном хранении они "стареют", у них проявляется экссудация. Экссудацией называется способность динамитов выделять на поверхности патронов содержащийся в них нитроглицерин ."Старение" динамитов выражается также и в увеличении их плотности, что приводит к частичной или даже полной потере ими взрывчатых свойств. Эти динамиты становятся столь же опасны в обращении, как и исходные вещества в их чистом виде. Патроны динамитов с явными признаками экссудации запрещено применять для целей взрывных работ. Отсюда следует, что нарушать сроки и условия хранения нитроглицериновых ВВ ни в коем случае нельзя. Для большинства из них срок хранения равен 6-8 месяцам. ВВ, срок хранения которых истек, подлежат уничтожению.
К достоинству динамитов относят их высокую работоспособность, бризантность и особенно водоустойчивость, что позволяет использовать в породах любой крепости, во влажных и обводненных забоях.
Динамиты выпускаются только в патронированном виде. Применяются они сравнительно редко та как стоимость в 2-3 раза выше стоимости аммиачно-селитренных ВВ, но в ряде случаев их применение более эффективно, чем аммонитов.
Детониты - это промышленные ВВ, в состав которых входят нитроглицерин /от 6 до 15%) и аммиачная селитра. Они могут применяться для взрывных работ в самых различных условиях, кроме шахт, опасных по газу или пыли.
Победиты - промышленные ВВ, в состав которых входят нитроглицерин /в небольшом количестве, аммиачная селитра, тринитротолуол и соль в качестве пламегасителя. Добавка в небольшом количестве нитроглицерина не сообщает взрывчатому веществу всех отрицательных свойств, присущих динамитам, в то же время она существенно повышает способность к детонации и некоторые другие полезные свойства. Соль вносится для снижения температуры взрыва, что позволяет использовать победиты в выработках, опасных по газу или пыли.
Детониты и победиты выпускаются в патронированном виде, по хранению, перевозке и обращению с ними они приравниваются к аммиачно-селитренным ВВ, однако к их химической стойкости предъявляются более высокие требования, чем к аммонитам.
Несомненным достоинством детонитов и победитов при всей их гигроскопичности является то обстоятельство, что при увлажнении их они еще некоторое время не теряют восприимчивости к детонации и поэтому могут применяться во влажных забоях.
Нитросоединения.
Нитросоединения в отличие от механических смесей представляют собой химические взрывчатые вещества, образующиеся в результате взаимодействия органических или неорганических соединений с азотной кислотой в присутствии серной или уксусной кислоты. Некоторые ВВ этой группы применяются в качестве добавок к аммонитам /тротил, гексоген/, другие в детонирующих шнурах или в качестве инициирующего ВВ в капсюлях-детонаторах. В качестве рабочих ВВ, как правило, не применяются.
Тротил /тол, тринитротолуол/ С6Н2(NO2)3 * СН3 - представляет из себя порошок или пластинчатые чешуйки желтого цвета. Кроме того, тротил может выпускаться в прессованном виде или в виде отдельных литых зарядов.
Тротил мало чувствителен к влаге, удару и трению, легко загорается и спокойно горит. Работоспособность его равна 360 см3, бризантность 15 мм, скорость детонации 7000 м/сек. При взрыве тротил выделяет много ядовитых газов, поэтому в чистом виде его можно применять только на поверхностных работах.
Динитронафталин С10Н6(NO2)2 - слабое взрывчатое вещество, представляющее из себя порошок серо- желтого цвета. Употребляется при изготовлении некоторых сортов аммиачно-селитренных рабочих ВВ /динафталит/.
Тетрил С6Н2(NO2)3 * СН3 *NO3 - мелкокристаллическое ВВ бледно-желтого цвета. Его работоспособность равна 380 см3, бризантность - 22 мм, скорость детонации - 7200-7700 м/сек. Тетрил не боится влаги, а по своим взрывным свойствам превосходит тротил, но, из-за большой чувствительности к механическим воздействиям, самостоятельно для взрывных работ не применяется. Тетрил обладает большой восприимчивостью к детонации и хорошо ее передает другим ВВ. Поэтому его применяют при изготовлении капсюлей-детонаторов как вторичное инициирующее ВВ.
Тен /пентрит/ С2Н2(NO3)4 - кристаллический порошок белого цвета. Работоспособность тэна равна 500 см3, бризантность 25-26 мм, скорость детонации - 8200-8700 м/сек. Тен влаги не боится. Применяется он, как и тетрил, в качестве вторичного инициирующего ВВ при изготовлении детонаторов, а также, при изготовлении детонирующего шнура.
Гексоген С3Н6(N4O2)3 - кристаллический порошок белого цвета. Гексоген химически устойчив, не боится влаги, по чувствительности к механическим воздействиям близок к тетрилу, но значительно превосходит его по мощности. Так, работоспособность гексогена равна 520 см3, бризантность - скорость детонации - 8300 м/сек. Применяется для изготовления детонирующих шнуров, детонаторов /как вторичное инициирующее ВВ/ и некоторых сортов мощных аммонитов.
Гремучая ртуть Нg (СNO)2 - мелкокристаллическое вещество белого или серого цвета. Сухая гремучая ртуть весьма чувствительна к огню и механическим воздействиям. При взрыве наносит сильный и резкий удар по окружающей среде. Поэтому она применяется в качестве первичного инициирующего ВВ при изготовлении детонаторов.
Гремучая ртуть не очень чувствительна к влаге, но при длительном хранении под водой впитывает ее до В055. Такая гремучая ртуть от огня и удара не взрывается, но .может взорваться от взрыва сухой гремучей ртути. В присутствии влаги гремучая ртуть способна взаимодействовать с некоторыми материалы, образуя весьма опасные взрывчатые соединения - фульминаты. Особенно легко она реагирует с алюминием, потому ее никогда не помещают в алюминиевые гильзы. Детонаторы с гремучей ртутью помещают в картонные гильзы и реже - в медные или латунные.
Азид свинца Pb (N3)2 - мелкокристаллический порошок белого цвета. Влаги он не боится и при ее содержании до 30% не теряет своих взрывных свойств.
Азид свинца менее чувствителен к огню и механическим воздействия, чем гремучая ртуть, однако по своей мощности превосходит последнюю. Он также применяется в качестве первичного инициирующего ВВ при изготовлении капсюлей-детонаторов.
В присутствии влаги и углекислоты азид свинца легко взаимодействует с медью; с железом он взаимодействует с трудом, а с алюминием не взаимодействует вовсе. По этой причине детонаторы с азидом свинца изготавливают в алюминиевых и картонных гильзах. В медные гильзы азид свинца помещать нельзя.
ТНРС /тенерес/ С6Н(NO2)3 * PbO2H2O - это кристаллическое вещество золотисто-желтого цвета, темнеющее на воздухе. Тенерес в несколько раз слабее азида свинца и гремучей ртути. Но к огню он очень чувствителен и небольшая его доза поверх заряда азида свинца гарантирует безотказный взрыв азидного детонатора и от пламени огнепроводного шнура и от электровоспламенителя.
Аммиачно-селитренные ВВ.
Взрывчатые вещества этой группы представляют собой механические смеси аммиачной селитры /свыше 50% по весу/ с другими взрывчатыми и невзрывчатыми веществами. Они подразделяется на аммониты, аммоналы и динафталиты.
Аммиачная селитра NH4NO3 - белый кристаллический порошок. При температурах -16° и +32° происходит перекристаллизация аммиачной селитры, сопровождаемая спеканием, в результате чего она из рыхлой превращается в плотную, комковатую массу.
Аммиачная селитра очень гигроскопична и легко растворяется в воде. При длительном хранении, особенно в условиях временной влажности, происходит ее слеживание.
Аммиачная селитра является не только носителем кислэрода но и взрывчатым веществом. При достаточно сильном первоначальном импульсе она может взрываться. Инициирование происходит взрывом промежуточного патрона аммонита, вес которого должен составлять от 5 до 20% от веса селитры. Работоспособность ее равна 200 см3, бризантность - 1,5 мм, скорость детонации - 1500-3000 м/сек.
Аммониты - это смеси аммиачной селитры и взрывчатых нитросоединений с горючими добавками. В качестве нитросоединения чаще всего применяется тротил, который, в той или иной мере, входит в большинство различных марок аммонитов. Аммониты повышенной мощности дополнительно могут содержать добавки гексогена или ТЭНА. В качестве горючих, но невзрывчатых добавок чаще всего применяется древесная мука,
Свойства аммиачной селитры, как основного компонента аммонитов, во многом определяют и свойства последних. Большинство аммонитов рядовых марок обладают высокой гигроскопичностью, способностью к спеканию и слеживанию. Такие аммониты применять во взрывных работах нельзя, они могут давать отказы, или неполный взрыв, переходящий, в ряде случаев в простое горение.
Количество ядовитых газов при недостаточности взрыва резко возрастает, что создает дополнительные трудности при производстве вентиляционных работ в условиях подземных выработок.
Для уменьшения гигроскопичности аммонитов в состав марок вводят небольшие /до 1%/ добавки парафина, жирных кислот, содей стеариновой кислоты и т.п. Кроме того, парафинируют тонким слоем, с заворачиванием в парафинированную или пергаментную бумагу, все патроны аммонита.
Аммониты выпускаются в прессованном, патронированном и рассыпном виде. Они отличаются невысокой стоимостью и безопасностью в обращении, малочувствительны к огню, трению и удару. Взрывчатые свойства аммонитов зависят не только от их состава, но и от способа изготовления.
Некоторые марки аммонитов по основным своим показателям работоспособность, бризантность, скорость детонации и т.д./ не уступают динамитам, а по работоспособности превосходят и 62% динамит.
Для уменьшения теплоты и температуры взрыва в состав аммонитов вводят добавки поваренной соли и хлористого калия. Такие аммониты называются предохранительными, что позволяет их использовать в выработках, опасных по газу, угольной и серной пыли или по парам нефти и бензина.
Все это привело к тому, что в настоящее время аммонита получили преимущественное распространение при всех видах взрывных работ.
Аммоналы - состоят ив аммиачной селитры /до 70%/, взрывчатых нитросоединений и порошка алюминия или ферросилиция /до 16%/ . Отличаются они довольно высокой работоспособностью и влагоустойчивостью. Остальные свойства во многом напоминает свойства обычных аммонитов.
Динафталиты - это также аммиачно- селитренные ВВ, в состав которых входит динитронафталин. В отличие от аммонитов они негигроскопичны и не слеживаются, что является их весьма ценным свойством.
Все аммиачно-селитренные ВВ имеют гарантийный срок хранения не свыше 6 месяцев. На исходе срока хранения, а также случае возникновения сомнения в их доброкачественности аммиачно-селнтренные ВВ должны подвергаться испытаниям на полноту взрыва, на передачу детонация и на влажность. Аммиачно-селитренные ВВ, пришедшие в негодность, должны уничтожаться.
По характеру воздействия на окружающую среду ВВ делятся на две группы: бризантные (дробящие) и метательные (пороха). Среди бризантных ВВ в особую группу выделяют обладающие высокой чувствительностью инициирующие ВВ, которые применяют для изготовления средств инициирования -- капсюля-детонатора (КД), электродетонатора (ЭД) и детонирующего шнура (ДШ). Для изготовления средств инициирования, применяемых в горной промышленности, используют гремучую ртуть, азид свинца, тенерес, тетрил, гексоген, тэн.
3.3. Промышленные (рабочие) ВВ, их классификация и маркировка
Промышленные ВВ предназначаются для дробления, разрушения и перемещения горных пород. Из многокомпонентных смесевых ВВ применяются следующие основные группы ВВ: динамоны -- смеси аммиачной селитры с жидкими и твердыми невзрывчатыми горючими добавками; аммониты -- порошкообразные смеси аммиачной селитры с добавками тротила, гексогена, горючих веществ в разном процентном отношении; аммоналы -- смеси аммиачной селитры, тротила и алюминиевой пудры; граммониты (гранулированный аммонит) -- смеси из гранулированного или чешуйчатого тротила и гранулированной аммиачной селитры; алюмотол -- гранулированный сплав тротила и алюминиевой пудры, представляющий водосодержащее взрывчатое вещество (ВВВ) и обладающий повышенной плотностью, в состав которого входят тротил, аммиачная селитра, алюминиевая пудра и насыщенный или пересыщенный раствор селитры; динамиты -- многокомпонентные патронированные смеси на основе нитроглицерина и нитрогликоля с добавками нитроэфиров; детониты -- патронированные смеси аммонала с добавками нитроэфиров; оксиликвиты -- патроны из органических поглотителей с большой удельной поверхностью (торф, камыш и т. д.), пропитанные жидким кислородом; метательные ВВ (дымные пороха) применяются для отбойки штучного камня, когда надо отколоть блок от массива с минимальным дробящим эффектом.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
