10

Введение

Работы с применением взрывчатых материалов (ВМ) получили широкое распространение во многих отраслях: горнодобывающей, строительной, металлургии, сейсморазведке, торпедировании и перфорации глубоких скважин и других областях деятельности человека.

Разнообразие областей, где применяются взрывные работы, предполагает использование большого количества различных по свойствам и условиям применения взрывчатых веществ и средств инициирования. В настоящее время разработан и выпускается очень большой ассортимент ВВ и СИ, которые постоянно обновляются и совершенствуются.

Первым ВВ, которое использовал человек, является дымный порох. В горном деле впервые дымный порох применен для проходки штольни (горизонтальная выработка сечением не менее 1,2 м²) в 1627 г. Быстрое развитие промышленности в ХIХ веке привело к созданию и производству мощных ВВ: в это время получены нитроглицерин, тротил, тетрин, пикриновая кислота, запатентованы детонатор (запал Нобеля), ВВ на основе аммиачной селитры и динамиты.

В начале ХХ века получены ТЭН и гексоген, которые очень широко применяются в настоящее время.

В 30-ые годы возникла необходимость замены ранее применявшихся нитроглицериновых динамитов на более безопасные ВВ на основе аммиачной селитры (аммониты и динамоны). Важной вехой в истории взрывного дела является разработка и выпуск в начале 60-ых годов простейших ВВ-игданитов (смеси АС-ДТ) и гранулированных ВВ (граммониты и гранулиты), что позволило применить механизированное заряжание, повысить плотность ВВ в зарядах, улучшить условия труда взрывников.

Одной из особенностей взрывных работ в настоящее время является использование промышленных ВВ, полученных из утилизируемых боеприпасов. Широко внедряются в производство утилизируемый из снарядов и бомб тротил (тротил У, УД), пироксилиновые и нитроглицериновые пороха в качестве мощных бризантных ВВ для дробления крепких горных пород.

1. Основы теории детонации и свойства

ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ

1. Природа взрыва

По своей природе взрывы делят на:

физические - происходит физическое преобразование вещества без изменения химической природы (взрывы паровых котлов, баллонов с сжиженным газом и т.д.);

химические - происходит чрезвычайно быстрое химическое превращение веществ (образование новых химических соединений за счет реакций окисления углерода, водорода, алюминия) с выделением большого количества тепла (до 6^.10³ кДж/кг) и газообразных продуктов (до 1000 л/кг);

ядерные - происходят реакции синтеза и деления ядер с образованием новых химических элементов и выделением значительного количества тепла (до 4^.10¹⁴ кДж/кг).

В горном производстве применяются химические взрывы.

2. Параметры взрыва промышленных вв

Взрывчатые вещества под действием внешнего импульса (удар, накол, быстрый нагрев) способны детонировать (взрываться), т.е. вступать в химическую реакцию с выделением теплоты и газов и совершать механическую работу (дробление и перемещение горных пород).

Энергия при взрыве выделяется при протекании реакций окисления водорода в воду, углерода в оксиды СО и СО₂ кислородом, входящим в состав молекул взрывчатого вещества (при взрыве 1 л нитроглицерина выделяется ≈ 10⁴ кДж, что значительно меньше энергии, выделяемой при сгорании такого же количества спирта или бензина). Однако , при взрыве энергия выделяется в течение доли секунды, что обеспечивает большую мощность взрыва.

Выделяемым теплом нагреваются образующиеся продукты взрыва (газы) до температуры 2^.10³ - 5^.10^{3 о}С. Так как скорость взрыва очень велика, то в зоне взрыва в начальный момент газы развивают давление до 10⁴ Мпа, что обеспечивает разрушение и перемещение горных пород.

Отличительными признаками взрыва ВВ являются:

1. Сверхзвуковая скорость выделения энергии.

2. Высокая объемная концентрация энергии.

3. Экзотермичность процесса.

4. Образование большого количества газообразных продуктов.