Вибухові речовини зі вмістом нітроефірів

Промислові ВР, що містять рідкі нітроефіри (нітрати спиртів), незалежно від природи та вмісту інших компонентів часто називають нітроефіровмісними. Їх класифікують за вмістом НГЦ та інших рідких нітроефірів, за консистенцією тощо. За першою ознакою сполуки розподіляють на низько -, середньо - і високопроцентні. Низькопроцентними вважають сполуки зі вмістом нітроефірів до 15%, високопроцентними – більше 60 – 75%. За другою ознакою розрізняють таки сполуки: порошкоподібні, напівпластичні й пластичні, дві останні групи називають динамітами.

До порошкоподібних ВР,що містять нітроефір, належать сполуки, до складу яких входить не більше 15% рідких нітроефірів.

Іноді з пластичних динамітів виділяють желатину вибухову. Вона являє собою динамітний желатин без твердих наповнювачів, який складається з 92 – 93% НГЦ (або в суміші з нітрогліколями) і 7 – 8% нітроклітковини, а також амонітні динаміти, що містять як окиснювач аміачну селітру.

НГЦ має високу Т_крист=10 – 15⁰С, а з переходом у твердий стан сполуки на його основі тверднуть, втрачають пластичність, сипкість, збільшується їх небезпека в обігу.

До складу сучасних ВР, зі вмістом нітроефіру, входять речовини, що добре змішуються з НГЦ або розчиняються в ньому і знижують його температуру кристалізації. Зазвичай як такі домішки використовують нітрати інших багатоатомних спиртів (нітрогліколі), наприклад нітродигліколь, що відрізняється меншою лет-

кістю, ніж нітрогліколь. При цьому суміш НГЦ із нітрогліколем переходить у твердий стан за Т = (-19,5⁰С).

Щоб запобігти ексудації НГЦ і інших нітроефірів зі складу ВР їх зазвичай желатинізують нітроклітковиною, що містить від 12 до 12,5% N (колоїдна бавовна). Нежелатинізовані нітроефіри застосовують тільки в тих випадках, коли їх вміст у складі ВР не перевищує 5 – 6%.

В Україні застосовують такі порошкоподібні ВР, зі вмістом нітроефірів: детоніт М, детоніт К; запобіжні ВР (вугленіти Е-Б, 12ЦБ, іоніт). У СРСР динаміти припинили використовувати на початку 60-х років ХХ ст.. через небезпеку обігу. У деяких країнах їх виготовляють досі (Німеччина, Швеція, Великобританія).

Запобіжні вибухові речовини

Основна особливість запобіжних вибухових речовини (ЗВР) полягає в тому, що вони не запалюють вибухові суміші горючих рудникових газів або пилу з повітрям, які утворюються в атмосфері гірських виробок вугільних, сірчаних, нафтових та інших шахт.

Із погляду техніко-економічної ефективності застосування ЗВР найбільш важливим є зв'язок між енергетичними параметрами ВР і показниками його антигризутності (запобіжності). Чим вищі енергетичні характеристики ВР, тим легше продукти вибуху запалюють горюче шахтне середовище. Таким чином, вимоги безпеки підривних робіт у шахтах із горючою атмосферою вступають у протиріччя з вимогами максимальної ефективності цих робіт. Тому основне завдання під час створення сучасних ЗВР полягає в тому, щоб за заданого рівня запобіжності ВР за рахунок оптимізації їх хімічного складу або пристрою заряду забезпечити найбільш високі енергетичні характеристики. Це не виключає пошуків та застосування інших способів підвищення безпеки проведення вибухових робіт у шахтах – інертизації атмосфери призабійного простору, пристрій водяних завіс тощо.

Найбільш ефективним засобом регулювання енергетичних характеристик ЗВР є введення до їх складу каталітично активних вогнегасників – інгібіторів ланцюгової реакції окиснення СН₄ та інших горючих рудникових газів. Використання таких солей дає значний енергетичний виграш порівнянно з каталітично неактивними (інертними) матеріалами, які вводять до складу ВР як охолоджувальні агенти. Найбільш широко як вогнегасники застосовують NaCl, KCl, меншою мірою – інші солі лужних і лужноземельних металів. Для посилення інгібуючої дії солей їх вводять у тонкодисперсному виді, подрібнені окремо або разом із активними компонентами в процесі змішування сполук.

Серед недоліків даного способу регулювання енергетичних характеристик ЗВР варто назвати наявність або утворення твердої фази в продуктах вибуху (ПВ), що зменшує термодинамічний ККД вибуху. Експериментально встановлено, що кількість вогнегасників не повинна перевищувати 8 – 10%, якщо вибуховою основою ЗВР є індивідуальні ВР або суміші, що мають малі Q_вибух (менше, ніж суміші АС із тротилом або іншими нітросполуками, їх Q_вибух ~ 4300 кДж/кг). При цьому варто брати такі індивідуальні ВР або суміші, які утворюють унаслідок вибуху найбільшу кількість газоподібних ПВ і характеризуються малим значенням Q/V,а самі ПВ складаються переважно з малоатомних газів із низькою теплоємністю.

Зазначеним характеристикам найбільшою мірою відповідають сполуки, що містять багато азоту, такі як нітропохідні гуанідину, нітрати сечовини й ін. Так, відкритий заряд ВР із масою 200 г, що містить 90% нітрату сечовини й 10% KCl із працездатністю 227 см³, не запалює суміш метану з повітрям. Такий рівень запобіжності відповідає ЗВР класу V – вугленіту Е-6, що має працездатність

160 – 170 г/см³. Виграш із працездатності становить 38%.