1)Краткие исторические сведения. Понятие о взрыве

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.

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.

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.

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 1846 г. Асканио Собреро открыл нитроглицерин.

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 1867 г. шведские химики Ольсен и Норбин получили патент на способ изготовления аммиачно-селитренных ВВ – аммонитов.

Применение взрыва и ВВ в сейсморазведке, по всей видимости, случилось с момента её зарождения, в 20-х годах XX в.

Понятие о взрыве

Взрывом называют физическое или химическое превращение вещества, при котором его энергия быстро переходит в энергию сжатия и движения самого вещества или продуктов его превращения и окружающей среды.

Энергия, выделяющаяся при взрыве, переводится в механическую работу, которую совершают сжатые газы или пары, имевшиеся до взрыва или образовавшиеся в момент взрыва, или же прилегающие к месту взрыва слои воздуха. Быстрота выделения энергии и огромное давление (десятки и сотни тысяч атмосфер) сжатых газов предопределяют особый разрушительный характер механического действия взрыва.

Быстро расширяющиеся сжатые газы вызывают в окружающей среде волну возмущения, называемую ударной волной. Последняя представляет собой скачкообразное изменение давления, температуры и плотности, распространяющихся в среде со сверхзвуковой скоростью

Взрывы бывают физического и химического порядка.

Примерами взрывов физического порядка можно назвать взрывы паровых котлов или баллонов со сжиженными или сжатыми газами, электрический взрыв можно наблюдать при разряде конденсаторов (молния в природе), падение метеоритов на Землю.

Основное значение в народном хозяйстве, в частности, в сейсморазведке имеет химический взрыв.

При взрыве химического характера происходит исключительно быстрое превращение вещества из одной формы в другую с коренным изменением его химического состава, выделением тепла и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Химическое превращение вещества при взрыве отмечается тремя основными факторами:

- мгновенной скоростью превращения,

- выделением большого количества тепла,

образованием значительного количества газов.

Только совокупность указанных факторов обусловливает возможность процесса взрывчатого превращения.

Из всех факторов наиболее влиятельным является скорость взрывчатого превращения. Скорость реакции взрыва определяет мощность того или другого взрывчатого вещества. Чем больше скорость взрывчатого превращения, тем выше мощность взрывчатого вещества.

При взрыве высокое давление создается главным образом за счет повышения температуры - результат выделения тепла в про­цессе химической реакции взрывчатого превращения вещества. Под непосредственной силой давления разрушается среда и в ней создаются упругие колебания.

Образование значительного количества газов в продуктах взрыва, нагретых выделившейся при этом процессе теплотой, является неотъемлемой частью взрыва.

Чем больше объем газов при взрыве относительно объема вещества до взрыва, тем сильнее данное ВВ.

Внешние признаки взрыва - звуковой эффект, сотрясение окружающей среды, распространение ударной воздушной волны, наличие пламени и грибообразного столба черных газов.

Они определяются средой, в которой произведен взрыв (в воздухе, на поверхности земли, в шурфе или скважине).

Следовательно, взрыв можно характеризовать как чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества, сопровождающееся выделением большого количества тепла (энергии) и образованием сильно нагретых газов, производящих работу вследствие резкого повышения давления в месте их образования.

«Взрыв - быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу».