6.4. Обращение с взрывчатыми веществами

Все виды работ с взрывчатыми веществами – производство, транспортирование, хранение, использование, утилизация – относятся к особо опасным и требуют выполнения соответствующих наставлений и инструкций. Несоблюдение этих инструкций может привести к тяжелым последствиям. Допуск к работе с взрывчатыми веществами и материалами оформляется после специального обучения и сдачи необходимых экзаменов. При работе с конкретными типами взрывчатых веществ разработаны соответствующие инструкции, в которых подробно изложены все необходимые положения. Поэтому приведем лишь несколько основных требований.

• К работам с взрывчатыми веществами допускается персонал, прошедший специальное обучение и аттестацию.

• При любых работах с взрывчатыми веществами необходимо соблюдать инструкцию для каждого конкретного взрывчатого вещества.

• При хранении взрывчатых веществ необходимо предохранять их от сырости, для этого используются запаянные металлические коробки.

• Необходимо предохранять взрывчатые вещества от воздействия высокой температуры, солнечного и теплового излучения, открытого огня. Температура при хранении должна быть от + 5 до +15⁰С.

• При транспортировке необходимо оберегать взрывчатые вещества от ударов, тряски, трения.

7. Воздействие взрыва на окружающую среду

Основными факторами воздействия продуктов детонации конденсированных взрывчатых веществ на окружающую среду являются их бризантное и фугасное действие.

Бризантность (от французского слова «brizer» – дробить) – это способность взрывчатых веществ к местному разрушительному действию в результате резкого удара продуктов взрыва по окружающей среде. Бризантность проявляется в непосредственной близости от поверхности заряда взрывчатого вещества и является ближней формой работы взрыва.

Фугасность – это общее действие взрыва на некотором расстоянии от поверхности заряда взрывчатого вещества. Фугасное действие проявляется в совершении работы разрушения или перемещения среды продуктами взрыва в процессе их расширения. В качестве примера можно привести работу, затраченную на разрушение горных пород или выброс грунта. Наряду с термином фугасность используют термин «работоспособность взрывчатого вещества» – полная удельная (на один килограмм взрывчатого вещества) работа взрыва.

7.1. Оценка фугасности взрывчатого вещества

Ввиду очевидной важности величины фугасности, необходимо проводить ее оценки для каждого конкретного взрывчатого вещества и условия его применения. Такие оценки можно проводить как теоретически, так и экспериментально.

Расчетные методы оценки фугасности взрывчатого вещества

Теоретической характеристикой работоспособности взрывчатого вещества служит потенциальная энергия – наибольшая работа, которую могут совершить газообразные продукты взрыва при их бесконечном адиабатическом расширении:

,

где – теплота взрыва, Дж/кг;

– показатель адиабаты продуктов взрыва;

с_р, с_V – удельные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме, соответственно, Дж/(кг·К);

– сила взрывчатого вещества, Дж/кг.

Величина , которая может некоторым образом характеризовать работоспособность взрывчатого вещества (без учета степени расширения), рассчитывается по формуле

,

где = с_р- с_V – газовая постоянная продуктов взрыва;

Т₁ – температура взрыва, К.

При адиабатическом расширении газа (без теплопотерь на нагрев окружающей среды), работа взрыва _в совершается за счет внутренней энергии Е =  . Если принять, что Т₁ – начальная температура (температура взрыва), а Т₂ – конечная температура газообразных продуктов взрыва, то для идеального газа работа адиабатического расширения равна:

, (7.1)

где – термодинамический коэффициент полезного действия взрыва.

В предельном случае (при ) коэффициент полезного действия и, соответственно, .

Формулу (7.1) можно использовать для грубых оценок, поскольку точные данные по величине получить трудно. На практике, при совершении работы в виде общего действия взрыва (разрушение значительного объема горных пород, выброс грунта) используются приближенные формулы Чельцова:

,

,

где , – начальный и конечный объем газообразных продуктов взрыва;

р₁ – начальное давление продуктов взрыва;

р₂ – давление продуктов взрыва, которое они приобретают после расширения и совершения работы .

Для взрывчатых веществ, продукты взрыва которых будут иметь приблизительно одинаковый состав, величина _в пропорциональна произведению . Поэтому работоспособность того или иного взрывчатого вещества может оцениваться по его теплоте взрыва . При расчете _в по формулам Чельцова предполагается, что величина  = const = 1.25. Например, для аммонита 6ЖВ расчет по формулам Чельцова дает значение _в= 4,23 МДж/кг. Для взрывчатых веществ более сложных составов, величина не является константой, а зависит от температуры и давления по сложному закону. Поэтому точно рассчитать работоспособность взрывчатого вещества невозможно и для ее определения используются экспериментальные методы.