2.8. Основные свойства взрывчатых веществ (вв) 5,6,9,11

Плотность ВВ – отношение веса вещества в граммах к занимаемому им объему в кубических сантиметрах.

Заводы изготовители выпускают промышленные ВВ в прессованном, плавленом, пластичном, порошкообразном и жидком видах, в результате чего они имеют различную плотность и подразделяются на монолитные тела и сыпучие массы. Поэтому принято различать две основные плотности: действительную и гравиметрическую.

Действительной плотностью называется отношение веса ВВ к занимаемому им объему с учетом полного отсутствия воздушных промежутков в этом объеме. К действительной плотности можно отнести плотность кристаллического вещества, жидкого нитроглицерина, налитого в какой-либо сосуд, при условии заполнения всего объема, или застывший после расплавления тротил.

Гравиметрической плотностью называется отношение веса ВВ к занимаемому им объему с учетом наличия воздушных промежутков между кристаллами или зернами ВВ в этом объеме. Гравиметрической плотностью обладают следующие порошкообразные ВВ: аммониты, тротил, дымный порох и др.

Действительная плотность определяется при помощи пикнометра и ареометра, гравиметрическая - денситометром.

Существуют также понятия оптимальной и критической плотности.

Оптимальная плотность – это такое соотношение массы ВВ к объему, при котором достигается наибольший эффект при взрыве ВВ.

Критическая плотность – плотность, при которой еще возможна устойчивая детонация. При дальнейшем увеличении плотности выше критической детонация затухнет.

Все взрывчатые вещества обладают присущими им оптимальными плотностями; изменения последних в сторону снижения или повышения ухудшают качества ВВ и даже лишают их способности взрываться. Увеличение плотности до определенного предела повышает концентрацию энергии ВВ в единице объема, скорость детонации ВВ (табл. 7), степень дробления горной породы и качество образования в ней упругих колебаний.

Таблица 7

Влияние плотности на скорость детонации ВВ (м/сек)

Взрывчатые вещества	Плотность ВВ, г/см3
	0,81	1,00	1,20	1,30	1,40	1,50	1,60	1,63
Тротил прессованный	4400	5000	5600	6025	6315	6610	6960	Не взрывается
Гексоген флегматизированный (5% парафина)	-	-	-	6875	7315	7690	7995	-

Плотность ВВ имеет большое практическое значение при взрывных работах. При равных условиях возбуждения упругих колебаний в горных породах для ВВ большой плотности требуется горная выработка (шурф, скважина) меньшего объема, чем для того же ВВ небольшой плотности.

В настоящей главе рассмотрим понятие плотности заряжания, которая имеет существенное значения при взрывных работах.

Плотностью заряжания называется отношение веса ВВ к объему зарядной камеры; при этом учитывается только объем шурфа или скважины, не занятый забоечным материалом. При размещении зарядов в воздухе или в водоеме зарядная камера условно будет равна объему размещенного заряда.

Плотность заряжания обусловлена теми же соотношениями, что и плотность, ВВ. Представление о плотности заряжания дает возможность судить о том, какое количество ВВ приходится на единицу объема зарядной камеры. Исходя из этого представления, при необходимости можно увеличивать или уменьшать мощность взрыва, так как последняя зависит от плотности заряжания. Наряду с этим большое значение имеет коэффициент заряжания, который представляет собой безразмерную величину, характеризующую степень заполнения шурфа, скважины и других камер взрывчатыми веществами. Коэффициент заряжания определяет отношение фактического объема заряда ВВ (в шашках, патронах, пакетах) к не занятому забойкой объему зарядной камеры, в которой он помещен. Эта величина дает представление о том, насколько рационально использован объем зарядной камеры. Если величина коэффициента заряжания равна 0,60, то зарядная камера использована только на 60% своей емкости. Полное использование зарядной камеры резко повышает эффективность взрыва, как это видно из табл. 8.

Таблица 8

Зависимость начального давления газов при взрыве от коэффициента заряжания

Коэффициент заряжания	Начальное давление газов, Гк/см2
	Аммонит № 8	Аммонит АП-1	Аммонит № 7
0,35	2800	3500	4500
0,38	3200	4000	5200
0,50	4400	5600	7600
0,60	6400	9200	12000
0,74	10000	15400	20000
0,94	18000	32500	57000

Получить коэффициент заряжания, равный единице, практически невозможно, так как в процессе заряжания образуются зазоры между зарядом и стенками скважины, а также между шашками тротила или патронами аммонита внутри заряда.

Максимальное использование коэффициента заряжания создает значительную экономию расхода ВВ и снижает затраты на бурение взрывных скважин и подготовку других зарядных камер.

Все взрывчатые вещества представляют собой неустойчивые химические соединения, в силу чего даже при идеальных условиях хранения с истечением установленного срока они стареют и в определенной степени начинают разлагаться. Процессы разложения ВВ происходят с различными скоростями. Малостойкие ВВ разлагаются быстрее, а стойкие - медленнее. Первоначально разложение протекает с весьма незначительной скоростью, с течением времени скорость увеличивается и бурная реакция приводит отдельные ВВ к самовоспламенению и даже взрыву. Все новые взрывчатые вещества и ВВ, находящиеся в обращении, проверяются на стойкость для установления гарантийного срока их хранения и безопасного использования в промышленности.

Способность ВВ сохранять в течение длительного времени практически неизменными их физико-химические (взрывчатые) свойства называется стойкостью взрывчатых веществ. Различают два вида стойкости - физическую и химическую.

Физическая стойкость находится в зависимости от ряда физических свойств вещества: летучести, гигроскопичности, сохранения без изменения плотности и однородности частиц в составе их общих способностей, сохранения физического состояния. Особенно большое влияние на физическую стойкость ВВ оказывает гигроскопичность. Ею обладают аммиачно-селитренные ВВ, она вызывает в них слеживание, снижение чувствительности к начальному импульсу и даже полную потерю взрывчатых свойств.

Явление эксудации (выделение жидких составляющих), к примеру у динамита, повышает опасность обращения с ним.

Химическая стойкость зависит от химической природы взрывчатого вещества, которая выражается главным образом в прочности взаимосвязи его молекул, способности их в той или иной степени реагировать на внутренние и внешние воздействия, и от наличия определенных примесей. Такие вещества, как тротил, дымные и бездымные пороха, относятся к числу химически стойких, и при нормальных условиях хранения они способны длительное время сохранять свои качества. Наоборот, динамиты, нитроглицерин и пироксилин при тех же условиях хранения довольно скоро начинают разлагаться, теряя свои качества.

Примеси с различными свойствами по-разному влияют на стойкость ВВ: одни повышают ее, а другие понижают. Примеси, повышающие стойкость, обладают способностью легко вступать в химическую реакцию с примесями, ускоряющими процесс разложения вещества, например, с остатками кислот или продуктами разложения. Вступая в реакцию с ускорителями разложения, они парализуют их действие, но не останавливают процесс распада молекул взрывчатого вещества, а только в некоторой степени замедляют его. Примеси, понижающие стойкость, обладают каталитическими свойствами, ускоряющими процесс разложения ВВ; к ним относятся следы свободных кислот и окислы азота.

Примеси, способные замедлять процессы разложения взрывчатых веществ и тем самым повышать их стойкость, называются стабилизаторами. Наиболее распространенными стабилизаторами являются: дифениламин, этиловый спирт, ацетон, углекислый аммоний и др.

Химическая стойкость взрывчатых веществ определяется различными методами. Все методы основаны на искусственном процессе разложения взрывчатых веществ при нагревании.

По энерговыделяющим (ЭК) композициям 11 дается следующее описание физико-химических свойств.

Водоустойчивость - способность ЭК сохранять взрывчатые свойства в водной среде. Вода растворяет твердую фазу окислителя или разбавляет насыщенный раствор, флегматизируя ЭК, что приводит к потере взрывчатых свойств. Мерой водоустойчивости служит время пребывания ЭК в воде, в течение которого ЭК снижает свои взрывные свойства на определенный процент.

Испытания на водоустойчивость проводятся следующим образом: ЭК в количестве, требуемом для взрыва, погружается в шпур и заливается водой. Через определенный промежуток времени (от нескольких минут до нескольких часов) происходит взрыв.

Таблица 9