2) Взрывчатые вещества. Классификация взрывчатых веществ

Взрывчатые вещества (ВВ) – вещества, способные к взрывному превращению, а именно - такие химические системы, которые под влиянием определенного внешнего импульса способны со значительной скоростью переходить в другие системы с образованием газов или паров и выделением тепла, нагревающего газы до высокой температуры.

Классификация ВВ

Все ВВ, применяемые в сейсморазведке, можно классифицировать по различным признакам:

физическому состоянию,

составу,

взрывчатым свойствам и т.д.

По физическому состоянию ВВ могут быть:

твердыми,

пластичными

и жидкими.

К твердым относят все порошкообразные, прессованные и плавленые ВВ (тротил).

Наиболее типичные пластичные ВВ – высокопроцентные динамиты, в состав которых входят твердые компоненты: селитра и некоторые горючие взрывчатые добавки, а также желатинизированный нитроглицерин или смеси его с другими жидкими нитратами.

К жидким ВВ относятся: нитроглицерин, нитрогликоль.

По составу ВВ подразделяются на

индивидуальные химические соединения

механические смеси, реакционно-способные при взрыве компонентов (при необходимости с примесью инертных веществ).

К первой группе относятся: тротил, нитроглицерин, тетрил, гексоген, гремучая ртуть, азид свинца и т.д.

Механические смеси представлены динамитами, аммонитами и др. ВВ.

По взрывчатым свойствам по обусловленным ими областям применения ВВ подразделяются на:

инициирующие (первичные),

бризантные (вторичные)

и метательные (пороха).

Инициирующие ВВ – характеризуются чрезвычайно высокой скоростью взрывчатого превращения. Чувствительность их высока, горение их неустойчиво и быстро переходит в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть вызван поджиганием, ударом или трением.

К инициирующим ВВ относятся:

азид свинца,

гремучая ртуть.

Они используются для возбуждения взрывчатого превращения других ВВ.

Бризантные ВВ более инертны. Чувствительность их к внешним воздействиям гораздо меньше инициирующих. Горение может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки либо большого количества ВВ. Поэтому они относительно безопасны в обращении. Детонация обычно возбуждается небольшим зарядом инициирующего ВВ. Типичные представители: тротил, гексоген, тэн.

Бризантные ВВ применяются для изготовления основных зарядов.

Метательные ВВ горят еще более устойчиво, чем бризантные.

Основной режим взрывного превращения метательных ВВ – горение (порох).

По условиям безопасности применения ВВ делятся на следующие группы:

- допущенные только на открытых работах;

- допущенные на всех видах открытых и подземных работ, за исключением шахт, опасных по газу и пыли;

- допущенные на всех видах открытых и подземных работ, включая и шахты, опасные по газу и пыли.

3)Горение, детонация, дефлаграция

Для ВМ существуют две формы быстрого химического превращения: горение и детонация. Они имеют различные механизмы передачи тепла из зоны реакции к новым порциям ВМ, вступающим в реакцию, и различные скорости распространения.

Горение - самораспространяющийся процесс химического превращения вещества, при котором, как уже отмечалось, распространение химической реакции в структурных слоях вещества обеспечивается теп­лопроводностью. Выделяющееся при химической реакции тепло пред­шествующего слоя нагревает следующий слой. Процесс зависит от ха­рактера протекающей химической реакции и скорости передачи тепла к новому, прогреваемому слою. В обычных условиях горение - сравни­тельно медленный процесс. Если изменить условия теплопередачи, го это сразу же скажется на процессе горения ВМ. Каждый материал, в том числе ракетные топлива, имеет свою строго определенную скорость горения. Под скоростью горения понимают ли­нейную скорость распространения фронта реакции вглубь вещества пер­пендикулярно поверхности горения. Распространение горения по поверх­ности заряда происходит значительно быстрее. В зависимости от условий скорость горения изменяется в широких пределах (от долей миллиметра до нескольких метров в секунду) даже у одного и того же вещества.

Скорость горения ВМ с увеличением давления. Горение лежит в основе использования порохов, твердых ракетных топлив и пиротехнических смесей.

Различают нормальное послойное горение и взрывное горение.

Если вещество пористое или порошкообразное, то при давлении, превышающем определенное критическое значение газообразные го­рячие продукты горения могут проникать вглубь вещества и поджигать его перед фронтом горения. Тогда горение будет протекать уже не по­слойно, не параллельными слоями, а охватывать определенный объем. Скорость горения вещества при этом резко возрастает до десятков и даже сотен м/с. Такой вид горения обычно называют взрывным горе­нием (конвективное горение, дефлаграция).

Детонация-самораспространяющийся процесс чрезвычайно быс­трого химического превращения вещества. Детонация обеспечивается распространением по веществу механической волны с очень крутым фронтом, которую называют ударной волной. Распространяясь по ве­ществу, УВ сжимает его в своем фронте до очень высоких давлений (порядка десятков и сотен тысяч атмосфер), и за счет этого выделяется очень большое количество тепла, в результате чего происходит хими­ческая реакция. Выделяющаяся тепловая энергия при этом поддержи­вает параметры УВ, и она становится стационарной. Такая волна назы­вается детонационной.

Из сказанного следует, что в одном и том же ВМ можно возбудить процессы горения или детонации в зависимости от подбора инициа­торов, физического состояния вещества и ряда внешних факторов.