2. Взрыв – источник упругих колебаний

2.1. Краткие исторические сведения [1, 11]

Первое применение ВВ имело место в военном деле и первым известным человечеству ВВ был черный (дымный) порох. Имена изобретателей пороха и дата его открытия затерялись в глубине веков и честь его изобретения присваивается многими нациями.

В 673 г. при обороне Константинополя впервые применяется «греческий огонь» - зажигательная смесь из смолы, серы, канифоли, селитры и аэрозольных присадок; пламя практически не гасилось водой. В 682 г. китайский алхимик Сун Сымяо описывает способ изготовления весьма эффективной горящей смеси: селитры, серы и опилок.

Фридрих Энгельс в статье «Артиллерия» следующими строками:

«В настоящее время почти общепризнано, что изобретение пороха и применение его для бросания тяжелых тел в определенном направлении - восточного происхождения. В Китае и Индии селитра самопроизвольно выделяется из почвы и вполне естественно, что население быстро ознакомилось с ее свойствами. Огнестрельные припасы, изготовленные из смеси этой соли. с другими горючими веществами, выделывались в Китае в весьма ранний период и употреблялись как для военных целей, так и при общественных торжествах».

И далее:

«Арабы получили селитру и огнестрельные припасы от китайцев и индусов. Два из арабских наименований селитры означают китайская соль и китайский снег»…

Сведения, имеющиеся в старинных летописях, позволяют утверждать, что порох для военных целей применялся на Руси до 1382 г., так как достоверно известно, что при Дмитрии Донском во время обороны Москвы от нашествия татаро-монгольских орд хана Тохтамыша в 1382 г. русские войска применяли дымный порох для стрельбы из артиллерийских орудий.

В Западной Европе англичане приписывают заслугу открытия пороха Рожеру Бэкону (1257 г.), итальянцы - Майпери (1216 г.), немцы - монаху Бертольду Шварцу (1354 г.). Из этих несовпадающих дат можно, по - видимому, сделать одно заключение, что все они правдоподобны, как правдоподобны и имена «первооткрывателей», но каждая дата и каждое имя характеризуют время первого случая использования пороха в данной стране…

Первое применение пороха в горном деле относится к 1627 г. (по другим данным - к 1617 г.), когда Каспар Вейндль использовал его для разрушения горного массива в Верхне-Бобровой штольне в Силезии.

В 1812 г. в России член-корреспондент Петербургской академии наук Павел Львович Шиллинг впервые успешно применил электрический воспламенитель для взрывания пороховых зарядов.

В 1831 г. Бикфорд изобрел огнепроводный шнур.

Тысячелетнее господство дымного пороха в 1845 г. нарушил Шенбейн Кристин Фридрих, синтезировавший в Базельском университете (Швейцария) пироксилин.

Химики разных стран испытывали действие азотной кислоты на различные органические вещества, изобретая тем самым все новые и новые ВВ. В 1788 г. Таусманом открыт тринитрофенол (пикриновая кислота), вначале известный только как краска для шелка и шерсти; его взрывчатые свойства открыты Шпренгелем в 1873 г.; в 1799 г. Говардом была открыта гремучая ртуть, которая впоследствии произвела переворот и истории ВВ, будучи применена в качестве инициирующего ВВ, вызывающего детонацию других ВВ. В 1834 г. был получен нитробензол, а в 1835 г. Лорен изготовил нитронафталин. Затем, почти одновременно, были открыты два мощных ВВ, совершивших переворот как в военной, так и в гражданской технике: в 1845 г. А.А. Фадеев вновь получил пироксилин, а в 1846 г. Асканио Собреро открыл нитроглицерин. Последний пытались применить в военном деле ( Зинин, 1853 ) и при промышленных взрывных работах, однако попытки использования его в чистом виде сопровождались несчастными случаями, причиной которых являлась его высокая чувствительность. В дальнейшем сотрудник Н.Н. Зинина В.Ф. Петрушевский нашел прекрасный способ безопасного использования нитроглицерина и предложил в 1866 г. артиллерийскому ведомству снаряжать гранаты вместо пороха специальным составом, содержащим смесь нитроглицерина с углекислым магнием, получившим название динамита. Полевые опыты, проведенные В.Ф. Петрушевским, дали положительные результаты, и динамит был предложен для использования в горном деле, но вследствие пренебрежения к отечественным открытиям со стороны русских промышленников и царского генералитета предложение реализовано не было. Наряду с этим Альфред Нобель, живший в то время в России и знакомый с опытами Зинина и Петрушевского, реализовал в 1867 г. это важное открытие вначале в Германии, затем в Швеции и далее в других странах Европы. Именно поэтому за рубежом неправильно приписывают Нобелю авторство в открытии динамитов…

…В связи с разработкой новых ВВ (впоследствии получивших название бризантных) А. Нобель, открыв явление детонации, в 1867 г. применял для взрывания зарядов медный капсюль, снаряженный чистой гремучей ртутью. По другим сведениям такое предложение было сделано в 1865 г. капитаном Л.И. Андриевским.

Начало второй половины XIX в. важно с точки зрении развития взрывных работ. В этот период открыт третий (Вильбранд, 1863. ), а в 1867 г. шведские химики Ольсен и Норбин получили патент на способ изготовления аммиачно-селитренных ВВ – аммонитов.

Русская наука и русские инженеры справедливо выдвигали требования, которым должны удовлетворять промышленные ВВ, что, в частности, подтверждается мыслями, изложенными в статье инж. А.Ф. Путвинского, который писал: «При современном состоянии горного дела всем требованиям практики может удовлетворять только идеальный взрывчатый состав; на мой взгляд требования эти следующие: 1) чтобы работы с взрывчатым составом не были вредны для здоровья рабочих: 2) чтобы при взрыве он развивал возможно большую силу; 3) чтобы работа с ним во всякое время года и при всяких климатических условиях была совершенно безопасна; 4) чтобы работа с ним велась легко и скоро; 5} чтобы работа с ним могла вестись в любом месте рудников или копен, не требуя усиленной тяги воздуха; 6) чтобы сила его при взрыве развивалась постепенно и руда или уголь получались в достаточно крупных кусках; 7) чтобы взрыв состава не производил взрыва рудничных газов; 8) чтобы он был прост и безвреден при фабрикации; 9) чтобы он сохранялся, не подвергаясь атмосферному влиянию и не угрожая опасностью неожиданного взрыва; 10) чтобы он был дешев.

Применение взрыва и ВВ в сейсморазведке, по всей видимости, случилось с момента её зарождения, в 20-х годах XX в. В сейсморазведке, как правило, при взрывных работах применяются тротил, аммониты, тетрил, гексоген, тэн, гремучая ртуть, стифнат свинца, азид свинца, дымные пороха, бездымные пороха.