3.2. Промышленные вв 6,9,10,11

3.2.1. Бризантные взрывчатые вещества

Бризантные ВВ характеризуются взрывчатым превращением, называемым детонацией, протекающим со скоростью порядка нескольких километров в секунду.

Тротил (тринитротолуол) C₇H₅(NO₂)₃ является продуктом тройной нитрации толуола.

Его нередко называют тол или сокращенно ТНТ. Основные продукты для получения тротила: толуол, азотная и серная кислоты.

Тротил – кристаллическое вещество желтоватого цвета; выпускают его заводы в виде тонких чешуек (чешуированный), в форме прессованных шашек и литых зарядов, специально предназначенных для сейсморазведки. Прессованные шашки тротила имеют вес 200, 300 и 400 г, а литые специальные заряды ‑ 2,5 - 2,6кг. По заявке заказчика вес шашек и специальных зарядов может быть изменен в меньшую или большую сторону.

Удельный вес тротила 1,66, плотность около 0,9—1 г/см³. Он хорошо прессуется до плотности 1,6 г/см³ , а литые заряды тротила имеют плотность 1,55 - 1,59 г/ см³. Температура затвердения химически чистого тротила 80, 85°С, а в отдельных случаях допускается затвердение тротила при температурах не ниже 80°С.

Теплота взрыва тротила 1010ккал/кг, работоспособность 285 см³, бризайтность 22 - 26 мм, при плотности 1,0 г/см³ температура взрыва достигает 3000°С, скорость детонации 5500— 6800 м/сек. Тротил мало гигроскопичен и практически не растворим в холодной воде. При кипении воды растворимость его достигает 0,15%. Тротил хорошо растворяется в спирте, бензоле, толуоле и в ацетоне. Под действием солнечных лучей тротил буреет, но образовавшийся поверхностный слой продуктов превращения защищает его от распространения реакции вглубь. Тротил ‑ химически стойкое взрывчатое вещество. Длительное нагревание до 130°С почти не изменяет его взрывчатых качеств. Температура вспышки тротила 290°С. Воспламенившийся тротил на открытом воздухе горит спокойным сильно коптящим пламенем и не взрывается в количестве до 200 кг, а иногда и больше (в зависимости от температуры и скорости движения воздуха). В замкнутом пространстве горение даже небольшого количества тротила переходит во взрыв. Тротил мало чувствителен к механическим воздействиям. Чувствительность его к удару на копре при грузе 10 кг и высоте падения 25см составляет 4 - 8% взрывов.

Тротил имеет отрицательный кислородный баланс (-74), в связи с чем при взрыве образуется большое количество окиси углерода, поэтому он используется в чистом виде только на открытых горных работах.

Восприимчивость тротила к детонации зависит от его физического состояния. Прессованный тротил детонирует от капсюля-детонатора, а для литого необходим более мощный детонатор, в качестве которого обычно используют промежуточный заряд в виде шашки прессованного тротила. Физическое состояние тротила влияет также па критический диаметр распространения детонации.

Гранулотол (гранулированный тротил). Применяют только в водной среде или в растворе аммиачной селитры. При заполнении водой воздушных промежутков между гранулами возрастает плотность заряжания до 1,3 г/см³, улучшаются условия детонации, увеличивается эффект взрыва. Растворение в воде аммиачной селитры повышает энергию взрыва на счет взаимодействия продуктов детонации тротила с кислородом селитры. Для возбуждения детонации гранулированного тротила требуется промежуточный детонатор.

Применение гранулотола для сейсмической разведки может быть эффективно при необходимости полного использования объема скважины, особенно для котловых зарядов.

Алюмотол. Гранулированный сплав тротила с алюминиевым порошком. Гранулы имеют серебристый цвет и диаметр 3 - 5 мм. Введение алюминия повышает энергию взрыва и работоспособность тротила. Алюмотол, выпускаемый промышленностью, содержит 15% алюминия. По взрывным характеристикам он превосходит гранулотол (см. табл. 8). Так же, как и гранулотол, алюмотол целесообразно применять в водонаполненном состоянии или в водном растворе аммиачной селитры, где он устойчиво детонирует в зарядах диаметром 30 мм. Для инициирования взрыва алюмотола используют промежуточный детонатор. Алюмотол применяют в скважинах с проточной водой.

Гексоген (CH₂NNO₂)₃ (циклотриметилентринитрамин). Высокобризантное взрывчатое вещество более мощное, чем тротил. Белое кристаллическое вещество без вкуса и запаха. Токсичен, удельным вес около1,8. Технический гексоген имеет вид мелкокристаллического порошка, который трудно прессуется, поэтому его применяют с небольшим содержанием флегматизатора, способствующего улучшению прессуемости и снижающего чувствительность гексогена к внешним воздействиям. Флегматизированный гексоген легко прессуется до плотности 1,66 г/см³ и для отличия окрашивается в красный цвет.

Температура плавления химически чистого гексогена 203°С, технического 201°С. В общих условиях при плавлении гексоген разлагается. Гексоген негигроскопичен и практически не растворим в воде, слабо растворяется в спирте и хорошо в ацетоне; с металлами он не вступает во взаимодействие.

Гексоген - высокостойкое ВВ, температура вспышки 230°С; от пламени загорается и горит ярким шипящим пламенем. Он относится к числу очень мощных ВВ и детонирует со скоростью 8380 м/сек; температура взрыва 3850°С. Работоспособность гексогена 490 см³, бризантность заряда (весом 25 г) 18 мм, теплота взрыва около 1400 ккал/кг, объем газов взрыва 900 л/кг.

Чистый гексоген используют в основном для снаряжения детонаторов и детонирующих шнуров. Флегматизированный гексоген в виде прессованных шашек успешно применяется для прострелочно-торпедировочных работ: заряды ‑ для кумулятивных перфораторов, для торпед ТШ и т. п.

Гексоген входит в состав некоторых взрывчатых смесей.

Таблица 13

Свойства бризантных взрывчатых веществ

Наименование ВВ	Плотность, г /см3	Температура плавления, °С	Теплота взрыва, ккал/кг	Объем газо-образных продуктов, л /кг	Чувствительность к удару (стандартная проба), %
Тротил	1,66	80	1000	685	4-28
Гексоген	1,80	204*	1320	900	70-90
Октоген	1,84	279	1380	900	96
Тан	177	142*	1400	800	100
Нитроглицерин	1,60	13,5	1480	715	100

Таблица 14.

Свойства бризантных взрывчатых веществ

Наименование ВВ	Бризантность, мм	Работоспособность, мл	Критический диаметр детонации, мм	Скорость детонации, км /с	Термостабильность в воздушной среде при диаметре заряда до 20 мм, С
Тротил	16	285	3	7	130
Гексоген	25**	475	1-2	8,4	180
Октоген	25**	480	1	8,4	200
Тэн	25**	470	1-2	8,2	100
Нитроглицерин	26	590	2	3,0	-

* ‑ плавится с разложением;

** ‑ При плотности 1,3 г/см³.

Октоген (CH₂NN0₂)₄. Аналог гексогена. По свойствам близок к гексогену, но отличается большей плотностью, более высокой температурой плавления, а также несколько более высокой термостойкостью. В чистом виде обладает высокой чувствительностью (выше гексогена). Применяется как мощное термостойкое ВВ в термостойких средствах взрывания и других изделиях для скважин с высокой температурой забоя. Флегматизированный октоген применяют в кумулятивных зарядах.

Тетрил С₆Н₂((NО₂)₃N(СН₃)NО₂ (тринитрофенилметилнитрамип) - вещество, исходным продуктом для получения которого являются диметиланилин, серная и азотная кислоты.

Диметиланилин представляет собой жидкость светло-желтого цвета с сильным специфическим запахом, кипящую при 192°С и имеющую удельный вес около 0,96. Он получается синтетическим путем из бензола.

Тетрил имеет цвет своего компонента – диметиланилина – светло-желтый. Он представляет собой кристаллическое вещество с удельным весом 1,78 и плотностью 0,9—1,0 г/см³; легко прессуется до плотности 1,60—1,65 г/см³. Температура затвердения химически чистого тетрила 128,5°С, а технического 127,7°С. Тетрил плавится с последующим разложением при температуре +131,5°С, а температура вспышки его около +195°С. Тетрил практически негигроскопичен и не растворим в воде; он плохо растворяется в спирте, свободно растворяется в бензоле, дихлорэтане и особенно хорошо в ацетоне.

C металлами тетрил не вступает во взаимодействие. Чувствительность тетрила к удару по стандартной пробе на копре 50—60% взрывов.

При максимальной плотности 1,68 г/см³ тетрил хорошо детонирует от капсюля гремучей ртути весом 0,54 г со скоростью 7700 м/сек. При плотности 1,63г/см³ тетрил детонирует от 0,29 г гремучей ртути со скоростью 7200 м/сек. Температура взрыва 3915°С, работоспособность 380 см³, бризантность 21‑22 мм. Объем газов взрыва 742 л/кг, теплота взрыва 1078 ккал/кг.

От пламени тетрил загорается и затем энергично горит с возможным переходом во взрыв. Тетрил применяется в качестве вторичного инициатора в капсюлях-детонаторах, электродетонаторах и в виде прессованных шашек для возбуждения детонации в менее чувствительных ВВ при взрывах в скважинах.

Тэн C(CH₂ONО₂)₂ (пентаэритриттетранитрат). Высокобризантное ВВ, белое, кристаллическое, без запаха. Плавление его сопровождается медленным разложением. Хорошо прессуется до плотности 1,6 г/см³. Химическая стойкость сравнительно высока. Не гигроскопичен и не растворим в воде. В небольших количествах на открытом пространстве сгорает спокойно, если вещества более 1 кг, горение переходит во взрыв. Тэн очень чувствителен к механическим воздействиям. При стандартных испытаниях на копре дает 100% взрывов. Восприимчивость тэна к детонации несколько выше, чем гексогена. Мощность тэна примерно равна мощности гексогена; он детонирует со скоростью 8400 м/сек; температура взрыва 4010°С. Работоспособность тэна 500 см³, бризантность 25 мм при плотности 1,3г/см³ и заряде 50 г, объем газов взрыва около 800 л/кг, теплота взрыва 1400 ккал/кг. Тэн применяется преимущественно флегматизироанным, реже чистый в тех же изделиях, что и гексоген.

Сплав тротила с тэном называют пентолитом. Его используют для отливки шашек-детонаторов.

Нитроглицерин С₃Н₅(ОNO₂)₃ (глицеринтринитрат). Мощное бризантное взрывчатое вещество, отличающееся очень высокой чувствительностью к механическим воздействиям. Маслообразная бесцветная прозрачная жидкость с плотностью 1,6 г/см³. Ядовит. При температуре +13,2 °С нитроглицерин затвердевает. Не гигроскопичен и плохо растворяется в воде, хорошо растворим в большинстве органических растворителей. Очень чувствителен к толчкам, трению, удару. Максимальная высота падения груза массой 2 кг, при которой не происходит взрыва, составляет для нитроглицерина всего 4 см.

Благодаря способности нитроглицерина растворять нитросоединения и нитроцеллюлозу (пироксилин, коллодионный хлопок) с образованием эластичной студнеообразной массы, чувствительность которой ниже чувствительности нитроглицерина, его •используют при производстве порохов и динамитов.

Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества

Это взрывчатые механические смеси, содержащие в качестве кислородсодержащего компонента аммиачную селитру. Дешевые ВВ, широко используемые промышленностью.

Аммониты. Взрывчатые механические смеси, в состав которых входит в основном аммиачная селитра с добавлением тротила или других нитросоединений. В некоторых случаях для повышения детонационной способности в них вводят дополнительный сенсибилизатор (нитроглицерин, гексоген или тан). Аммониты, в состав которых входит алюминий, называют аммоналами. Выпускается довольно много сортов аммонитов с содержанием селитры от 66 по 87%.

Аммониты нормального качества свободно взрываются от капсюля-детонатора № 8 и хорошо передают детонацию от патрона к патрону. Скорость детонации аммонитов колеблется от 2000 (аммонит серный № 2) до 7000 м/сек (аммонит скальный .№ 2, прессованный). Температура взрыва аммонитов 1800 - 2650°С, теплота взрыва 950—1300 ккал/кг, объем газов 830—920 л/кг.

Плотность порошкообразных аммонитов колеблется от 0,9 до 1,15 г/см³, критическая плотность многих аммонитов изменяется от 1,15 до 1,4 г/см³. Аммониты с содержанием мощных ВВ имеют критическую плотность более 1,5 г/см³. Если плотность аммонитов и других ВВ превышает критическую, то они теряют способность к детонации. Однако аммониты с максимально допустимой плотностью обладают наиболее высокой мощностью.

При хранении, перевозке и применении аммониты сравнительно безопасны. С трудом загораются от искры или огня. На открытом воздухе сгорают без взрыва. В большой массе горение может перейти во взрыв. К трению и удару аммониты мало чувствительны.

Зерногранулиты (разновидность аммонитов). Смесь гранулированной аммиачной селитры и тротила. Зерногранулиты с добавкой алюминия называются граммоналами.

Зерногранулиты обладают меньшей детонационной способностью, чем порошкообразные аммониты. Для полной детонации зарядов зерногранулита требуется мощный дополнительный детонатор. Зерногранулиты применяют для скважин диаметром более 80 мм.

Аммиачно-селитренные взрывчатые смеси, содержащие водные гели в качестве жидкого наполнителя и пластифицирующего вещества, называются водонаполненными ВВ (ВВВ). Содержание гелеобразующего агента (загустителя) составляет 0,7—1,5%, воды — от 5 до 15%. ВВВ имеют различную консистенцию - от жидкотекучих до густых резиноподобных масс. Промышленностью выпускаются две основные разновидности ВВВ — акватолы и акваниты разных составов.

Динамоны. Смеси аммиачной селитры с невзрывчатыми горючими материалами. В связи с отсутствием взрывчатого сенсибилизатора в составе динамонов детонационная способность их в значительной степени зависит от физического состояния (влажности, степени уплотнения и т. п.

Гранулиты. Гранулированные динамоны заводского изготовления.

Таблица 14

Свойства гранулированных и некоторых негранулированных

аммиачно-селитренных взрывчатых веществ

Наименование ВВ	Плотность, г/см3	Теплота взрыва, ккал/кг	Критический диаметр, мм	Скорость детонации, км /с	Работоспособность, мл	Чувствительность к удару (стандартная проба), %
Игданит	0,9	920	150	2,2-2,8	320	0
Гранулит С-2	0,9	917	130	2,4-3,2	320	0-4
Зерногранулит 79/21	0,9	967	60	3,0-3,6	360	4-24
Алюмотол	1,1	1260	80	4,3-4,8	420	12-44
Гранулотол	1,0	870	80	4,5-5	285	4
Аммонит № 6ЖВ	1-1,2	1030	13	3,6-4,8	360	16-32
Акватол	1,4	1100	120	4,9-5,3	400	0-4
Акванит ЗЛ	1,5	840	45	4,5-5,5	335	0
Детонит М	1,1-1,3	1382	10	3,9-5	460	40-60