6. Оцінка чутливості вибухових речовин

Чутливість ВР – ступінь сприйнятливості до певного зовнішнього імпульсу, що викликає детонацію заряду. Вона залежить від властивостей ВР, його стану (порошкоподібні, гранульовані, пресовані і т.д.), температури, вологості, ступеня засмічення домішками і ступеня обмеження заряду (зовнішнього, в шпурі) і т.д.

Для оцінки чутливості ВВ проводять випробування: на, удар, тертя, нагрівання (зокрема на дію від критого полум'я), на дію ударної повітряної хвилі (передача детонації на відстань), на дію детонатора. Чутливість до ініціації прийнято оцінювати мінімаль-ним зарядом, який необхідний для збудження детонації ВР.

Чутливість ВР до удару визначається на спеціальних копрах. На наважку ВР, розміщену між двома металевими поверхнями скидають вантаж певної маси. При випробуванні ініціюючих ВР використовують важільний копер.

Для випробування бризантних ВР застосовують вертикальні копри при висоті падіння вантажу до 3 м. Як критерій чутливості приймається відсоток вибухів з 25, 50 або 100 випробувань або при скиданні вантажу масою 10 кг з висоти 25 см.

Іноді визначають максимальну висоту скидання ударника масою 2 кг, при якій не відбувається жодного вибуху, і мінімальну висоту, при якій вибух наважки відбувається при кожному скиданні.

На чутливість до тертя ВР випробовують за допомогою маятника тертя або шляхом розтирання наважки у фарфоровій ступці. На тертя (на ковзаючий удар) ВР випробовують шляхом зрушення наважки ВР бічним ударом ролика, притиснутого з певною силою до поверхні ВР.

Чутливість ВР до механічних дій (до удару, тертя і т.д.) різко підвищується при засміченні його піском, дрібними частинками породи і іншими твердими домішками. Чутливість до удару і тертя має велике значення при оцінці ступеня безпеки даного ВР.

Чутливість ВР до теплового імпульсу визначається температу-рою спалаху. Температурою спалаху називають ту температуру (з точністю до 5°С), нижче за яку при витримці наважки ВР протягом 5 хв. в термостаті спалах не відбувається.

7. Кумулятивна дія вибуху

Кумулятивний ефект – це суттєве підвищення місцевої дії вибу-ху (від латинського слова cumulo – накопичую). Цей ефект отримується при використанні зарядів ВР, які мають на одному з кінців поглиблення – кумулятивну виїмку. Якщо такий заряд ініціювати з протилежного кінця, то бризантна дія у напрямку осі виїмки є значно більшою, чим при вибуху звичайних зарядів ВР.

Параметри кумулятивного струменя визначається рядом пара-метрів, поміж яких певну роль відіграє форма кумулятивної виїмки. При руйнуванні гірських порід більш над усе використовують циліндричні заряди ВР з конічною (рис. 2.7, а) чи сферичною (рис. 2.7, б) кумулятивною виїмкою.

При проходженні детонаційної хвилі по заряду ВР за нею рухаються газоподібні продукти вибуху (рис. 2.7, в). Якщо вибух проводиться в атмосфері, то поблизу бокової поверхні подовженого заряду ВР продукти вибуху формують повітряну ударну хвилю, фронт якої для більшості промислових ВР рухається під кутом α= 30...45º у напрямку детонаційної хвилі. Розглянемо якісний бік процесу формування кумулятивного струменя на прикладі циліндричного заряду з конічною виїмкою.

Розповсюджуючись усередині кумулятивної виїмки заряду ВР, повітряні ударні хвилі накладаються одна на другу і створюють єдину куполоподібну ударну хвилю (рис. 2.7, г). Продукти вибуху, які рухаються за цією хвилею, сходяться до осі заряду.

У результаті такого руху у відповідності із загальними законами динаміки створюється потік продуктів детонації уздовж осі кумулятивного поглиблення, який має підвищену швидкість (12000...15000 м/с) і густину у порівнянні з продуктами детонації, які розлітаються з бокової поверхні заряду ВР (чи з торця патрона без поглиблення).

Рис. 2.7 – Схема кумулятивної дії вибуху (стрілками показаний рух фронту ударної хвилі продуктів вибуху у повітрі): а) заряд ВР з конічною кумулятивною виїмкою; б) заряд ВР зі сферичною кумулятивною виїмкою; в) розліт продуктів вибуху з поверхні звичайного заряду; г) формування кумулятивного струменя коніч-ною виїмкою

Такий кумулятивний струмінь має значну пробивну силу. На деякій відстані від основи поглиблення відбувається найбільше ущільнення продуктів вибуху у струмені. Ця відстань f (рис. 2.7, г) визначає місце розташування кумулятивного фокуса. На відстані, яка перевищу фокусну, кумулятивний струмінь швидко заро-джується внаслідок радіального розльоту стиснених при великому тиску продуктів детонації.

Слід враховувати, що при наявності кумулятивного поглиблення загальна енергія заряду ВР не збільшується, а концентрується, зосереджуючись уздовж осі поглиблення. Значна концентрація відбувається тільки при симетричній формі поглиблення, а у інших випадках енергія ділиться по-іншому і її використання стає менш ефективним.

Якщо поглиблення має сферичну форму, то найбільш ефективний кумулятивний заряд (з максимальним стисненням потоку і найбільш віддаленим фокусом) отримується при таких його параметрах (рис. 2.7, б):

(2.24)

Ефект кумуляції дуже широко використовується у військовій техніці у бронебійних снарядах, при вибуху зовнішніми зарядами міцних споруджень. У гірничій справі цей ефект використовується для підсилення ініціювальної дії детонаторів (на торці детонатора є кумулятивна виїмка), а також відкритих роботах для подрібнення негабариту (великих скельних брил) спеціальними кумулятивними зарядами.

Питання самоконтролю:

1)