
- •По характеру воздействия на окружающую среду
- •Октоген. Физические свойства[править | править вики-текст]
- •Лекция 2 (19-26)
- •Лекция 3(1-5)
- •8. Взрыв одиночного заряда в грунтах
- •9. Взрыв заряда в скальном монолитном массиве
- •10. Взрыв заряда в трещиноватом скальном массиве
- •13. Основные факторы, определяющие эффективность короткозамедленного взрывания
- •14. Использование на практике интерференции волн.
- •15. Преимущества дополнительных открытых поверхностей.
Лекция 1
1. ВЗРЫВ— процесс быстрого физико-химического превращения вещества, при котором выделяется энергия и совершается работа. Источником энергии взрыва чаще всего служат экзотермические химические (химический взрыв) и ядерные реакции (ядерный взрыв). Высвобождение потенциальной химической энергии заряда взрывчатых веществ результате его детонации или быстрого сгорания (пороховой заряд) приводит к резкому повышению давления в его объёме, что вызывает характерное движение окружающей среды и продуктов химического превращения. Полость, занятая первоначально зарядом, расширяется, окружающая среда деформируется и разрушается, отдельные её части приобретают значительную кинетическую энергию и т.п. Характерная особенность движения среды при взрыве — образование взрывной волны, распространяющейся по среде со скоростью, превышающей или равной скорости звука, благодаря чему в движение за короткое время вовлекаются большие объёмы среды.
В более широком смысле под взрывом понимают совокупность химических и механических эффектов, вызываемых быстрым выделением энергии в ограниченном объёме, не обязательно связанных с применением взрывчатых веществ.
2. При взрыве заряда в вакууме (или в атмосфере на большой высоте) потенциальная энергия продуктов детонации расходуется на сообщение им кинетической энергии, продукты могут расширяться беспрепятственно. Скорость движения продуктов при этом максимальна на периферии облака, а давление — в центре. В центральной части заряда произвольной формы всегда имеется множество точек, в которых скорость движения равна нулю.
При взрыве заряда в какой-либо среде расширение продуктов детонации будет происходить иначе. В момент взрыва заряда в среде во все стороны распространяется ударная волна, параметры которой определяются ударной адиабатой среды и начальным давлением на границе заряд — среда.
При взрыве заряда в воздухе (акустическая жёсткость которого всегда меньше, чем продуктов детонации) возникает ударная волна, за фронтом которой давление спадает по определённому закону.
При взрыве в воде выход детонационной волны на поверхность заряда приводит к образованию интенсивной ударной волны, распространяющейся в воде, движению границы раздела, колебаниям газового пузыря, который всплывает к поверхности разрушительное действие взрыва объясняется не только ростом давления газов и даже не только мгновенным ( динамическим) действием этого давления. Сила взрыва во многом зависит от величины объема, который заполняется газовоздушной смесью, а точнее от удельного давления на окружающие стенки. Кроме того, интенсивность действия взрывной волны определяется тем, насколько равномерно успели перемешаться молекулы газа и воздухл: взрыв молекулярно-однородных смесей особенно опасен но своим последствиям. Так, в топочных камерах котлов и печей в момент подачи газа к горелке часто наблюдаются так называемые хлопки, не приводящие к серьезным разрушениям только потому, что газ и воздух еще не успели как следует перемешаться. Если же розжиг горелок производится без предварительной вентиляции топки и газоходов котла, а в период остановки - котла или печи в топку попал газ, то взрыв может полностью разрушить обмуровку и нанести серьезный ущерб и травмы.
3. Фронт ударной волны
движущаяся от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью поверхность раздела между сжатой и невозмущёнпой средой. По мере удаления от центра взрыва скорость Ф. у. в. непрерывно уменьшается и постепенно приближается к скорости звука, после чего прекращается её поражающее действие.
4. Ударная волна распространяется со сверхзвуковой скоростью. Это тонкая переходная область в которой происходит резкое увеличение плотности давления и температуры вещества Возникает при взрывах, полетах со сверхзвуковой скоростью, в фокусе лазерного луча Может поражать людей. Звуковые волны это продольные колебания среды. Распространяются со звуковой скоростью в данной среде. Это распространение звука в средах Отличие ударной волны от звуковой именно в том, что изменение давления достаточно велико по сравнению с самим давлением, при этом уже нет независимости скорости распространения возмущения от величины возмущения. Поэтому чем больше давление во фронте ударной волны - тем быстрее она движется. Но косой скачок, привязанный к самолёту, движется в точности со скоростью самолёта, поэтому в районе самого самолёта не может быть перепад давления больше, чем для движения с такой скоростью.
5 Химическое превращение ВВ может осуществляться в трех формах:
1. Горение.
2. Взрывное горение.
3. Взрыв-детонация.
1. Для процесса горения ВВ характерно большое количество выделяемого тепла и газообразных продуктов горения, а также достаточно высокая скорость процесса. Но отличие горения от взрыва заключается в том, что распространение процесса химического превращения обусловлено передачей тепла от одного горящего слоя ВВ к другому за счет теплопроводимости диффузией и теплового излучения газообразных продуктов горения. Обычно процесс горения ВВ имеет скорость от миллиметров до десятков сантиметров в секунду. Некоторые ВВ могут сгореть на воздухе со скоростями до десятков метров в секунду, однако столь высокая скорость горения еще не является показателем способности к распространению в таком ВВ полноценного взрывчатого превращения, то есть детонации.
2. Взрывное горение по своему механизму не отличается в значительной мере от процесса горения ВВ, то есть когда некоторый слой ВВ под воздействием тепла продуктов горения прогревается до температуры его испарения, затем пары испарившегося вещества прогреваются до температуры их воспламенения, при которой и воспламеняются, во время процесса температура в зоне горения (химической реакции) повышается до тех пор, пока не произойдет полное химическое превращение паров вещества в продукты горения. Обычно взрывное горение может распространиться в ВВ при поджигании его в оболочке достаточной прочности, в этом случае скорость горения повышается от десятков метров в секунду до сотен метров в секунду. В некоторых ВВ процесс взрывного горения может перейти в процесс полноценного взрыва, то есть детонацию. Однако прочность оболочки должна быть значительна, а масса ВВ помещенного в эту оболочку должна быть достаточно велика (от десятков граммов до нескольких килограммов). Форма взрывного горения свойственна в основном для ВВ малой насыпной плотности, а также дымным и бездымным порохам, а также многим пиротехническим смесям. Схема процесса взрывного горения.
Полноценный взрыв-детонация, это процесс, при котором химическое превращение возбуждается ударной волной, движущейся по массе ВВ со сверхзвуковой скоростью в данном веществе. Во фронте волны в веществе скачком меняется давление (рис.1), плотность и температура. Сжатие и нагревание химического вещества ВВ вызывают в нем быстропротекающую реакцию, идущую уже за фронтом ударной волны в зоне химических реакций, где образовавшиеся продукты реакции и ее тепло поддерживают высокое давление питающее ударную волну, и восполняющие потери ее энергии на прохождение слоев ВВ. 6.
ЛЕКЦИЯ 1
14. Для контроля качества ВВ на полигонах наиболее простым и доступным
способом определения скорости детонации является хорошо испытанный метод
Дотриша.
15. суммарный тепловой эффект некоторой последовательности химических реакций не зависит от пути превращения исходных веществ в конечные продукты, а определяется только начальным и конечным состоянием системы:
Qвзр. = ΣQпв – Qвв
16. Кислородным балансом называют достаточное, избыточное или недостаточное количество кислорода в составе ВВ по сравнению с количеством, необходимым для полного окисления содержащихся в нем углерода, водорода и других элементов, способных окисляться при взрыве. Для оценки энергетических параметров ВВ необходимо находить соотношение между горючими компонентами и окислителем в молекуле. Это соотношение характеризуется величиной кислородного баланса – КБ, выраженного в процентах.
КБ=Аг*100/М
17.Специальные технические устройства, служащие для создания начального импульса при инициировании взрывчатых веществ, называются средствами инициирования.
Для гранулированных и водосодержащих ВВ требуется усиление начального импульса, для чего применяется дополнительный инициатор из более чувствительного ВВ (шашки тротила, патрон аммонита 6ЖВ).
В соответствии с видом используемых средств инициирования применяют следующие способы взрывания: огневой, электроогневой, электрический и с помощью детонирующего шнура.
Капсюли-детонаторы предназначены для возбуждения детонации ВВ при огневом способе взрывания зарядов, а также для инициирования детонирующего шнура.
Серийно выпускаются капсюли-детонаторы КД-8УТБ и КД-8УТС. В обозначении первая буква после цифры указывает наименование материала гильзы (Б – бумага, С – сталь или биметалл, УТ – с уменьшенной массой первичного инициирующего вещества).
Огнепроводный шнур служит для передачи луча огня к инициирующему ВВ в капсюлях-детонаторах. В зависимости от материала водоизолирующего покрытия выпускают следующие марки шнура: асфальтированный (ОША), с пластиковым покрытием (ОШП) и экструзионный с полиэтиленовой оболочкой (ОШЭ).
18.Температура вспышки — наименьшая температура летучего конденсированного вещества, при которой пары над поверхностью вещества способны вспыхивать в воздухе под воздействием источника зажигания, однако устойчивое горение после удаления источника зажигания не возникает. Вспышка — быстрое сгорание смеси паров летучего вещества с воздухом, сопровождающееся кратковременным видимым свечением
19. В соответствие с правилами безопасности и охраны труда предусмотрены
следующие основные меры защиты от электризации:
- непрерывный отвод образующихся зарядов путем заземления оборудования;
- принятие мер для повышения объемной и поверхностной проводимости (увлажнение поверхности частиц, поддержание в помещении относительной влажности свыше 65%, введение антистатических добавок, электропроводящих добавок (металлов, графита и т.п.);
- обслуживающий персонал должен быть в электропроводной одежде и обуви (человек, изолированный от земли, может накопить на себе заряд до 15000 В);
- в наиболее опасных с точки зрения электризации узлах устанавливаются приборы, непрерывно фиксирующие фактический уровень электризации.
20. Изобретение относится к области испытаний взрывчатых веществ, в частности к определению работоспособности взрывчатых веществ. Принцип испытания заключается в том, что инициируют навеску взрывчатого вещества определенной массы и регистрируют уровень давления среды в точке, удаленной от испытуемого образца взрывчатого вещества на определенном расстоянии. Благодаря реализации настоящего изобретения реализуется улучшение определенных характеристик, таких как повышение точности оценки свойств взрывчатых веществ, уменьшение потребного количества взрывчатых веществ для испытаний, а также упрощение процедуры испытаний.
21. Бризантность или дробящее действие взрыва определяют простым и широко распространенным методом, используя стандартную пробу на обжатие свинцовых столбиков или пробу Гесса, которая используется в качестве контрольной приемочной пробы.
Кроме пробы Гесса на практике используют методы испытаний бризантности ВВ с использованием баллистического маятника (экспериментальное значение импульса рассчитывается по измеренному отклонению маятника).
ЛЕКЦИЯ 2
По характеру воздействия на окружающую среду
По физическому состоянию
По химическому составу,
По структурному состоянию
По условиям хранения и опасности перевозки
По условиям применения
Индивидуальные ВВ-однокомпонентные, в модекулах которых содержится горючие компоненты и окислитель, являющиеся взрывчатыми химическими соединениями. Тротил, тетрил, гексоген, нитроглицерин, нитродигликоль.
Из многих способных к взрыву соединений в качестве ВВ и компонентов взрывчатых смесей применяют лишь 2-3 десятка веществ. Основные из них - нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген, нитроглицерин, тетранитропентаэритрит - тэн, нитроклетчатка, нитрометан и др.) и соли азотной кислоты, особенно нитрат аммония.
4-.Надежная детонация от соответствующих средств инициирования.
ВВ, состав на его основе должны быть настолько нечувствительными (в смысле безопасности) в течении всего цикла эксплуатации. Следовательно оно должно быть само нечувствительно или флегматизировано до требуемого уровня.
-Стабильность, пониженная токсичность состава и его продуктов детонации, совместимость с различными конструкционными материалами и компонентами состава.
-Возможность управления структурными характеристиками заряда (плотность, пористость, закон распределения фракции компонентов по размерам)
-Низкая гигроскопичность, электростатичность, низкая вязкость в жидком агрегатном состоянии, умеренная скорость кристаллизации, хорошая пере-мешиваемость компонентов, малая усадка при кристаллизации.
-В В должно позволять изготовлять из него заряды требуемых масс и геометрий.
-Заряд ВВ должен сохранять свои геометрические размеры не зависимо от метода изготовления в течение всего жизненного цикла.
-Допустимая стоимость исходных компонентов.
-Наиболее важным свойством ВВ является их реально допустимая чувствительность, позволяющая реализовать условия безопасного обращения и надежного санкционированного инициирования.
5. В зависимости от области применения ВВ подразделяются на четыре группы:
инициирующие, используемые в капсюлях, электровоспламенителях, пиропатронах и других устройствах, предназначенных для возбуждения взрывчатого превращения зарядов бризантных ВВ, порохов и пиротехнических составов; характерная особенность инициирующих ВВ состоит в том, что для возбуждения их взрыва необходимо незначительное внешнее воздействие (удар, накол, нагрев и т. п.)
бризантные, которые служат в качестве разрывных зарядов боевых частей средств поражения и в подрывных средствах; в отличие от инициирующих ВВ они обладают меньшей восприимчивостью к внешним воздействиям, основным видом взрывчатого превращения бризантных ВВ является детонация, которая вызывается обычно действием взрыва инициирующих ВВ (в зависимости от состава бризантных ВВ различают однородные химические соединения и взрывчатые смеси)
пороха, используемые в качестве метательного средства в артиллерийском оружии, твердого топлива в ракетных двигателях, а также в вышибных зарядах кассетных боеприпасов и огневых цепях взрывателей; основным видом взрывчатого превращения порохов является горение (в зависимости от физической структуры пороха разделяются на две группы: смесевые и нитроцеллюлозные - бездымные)
пиротехнические составы, применяемые для снаряжения пиротехнических средств (осветительных, трассирующих, дымовых, зажигательных и т. п.), представляют собой, как правило, механические смеси неорганических окислителей с органическими и металлическими горючими и цементирующими добавками
ЛЕКЦИЯ 2 (6-18)
6.
7. БРИЗАНТНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (от франц. brisant-дробящий) (вторичные ВВ, дробящие ВВ), в-ва, осн. режим взрывчатого превращения к-рых - детонация, возбуждаемая действием взрыва инициирующего ВВ. Менее чувствительны к внеш. воздействиям, чем инициирующие ВВ. Осн. характеристики бризантных взрывчатых веществ - бризантное (местное) и фугасное (общее) действие взрыва. Бризантное действие зависит от скорости детонации и плотности ВВ. Применяют бризантные взрывчатые вещества на взрывных работах в горной пром-сти, стр-ве и др. областях народного хозяйства, при обработке металлов взрывом, в сейсморазведке и др., для снаряжения боеприпасов. Бризантные взрывчатые вещества могут представлять собой индивидуальные соед. или смеси разл. в-в.
8. Метательные взрывчатые вещества (пороха и ракетные топлива) служат источниками энергии для метания тел (снарядов, мин, пуль и т. д.) или движения ракет. Их отличительная особенность — способность к взрывчатому превращению в форме быстрого сгорания, но без детонации. Метательные взрывчатые вещества (пороха) применяются в основном в качестве метательных зарядов для различного рода оружия и предназначаются для придания снаряду (торпеде, пуле и т. д.) определенной начальной скорости. Преимущественным видом химического превращения их является быстрое сгорание, вызываемое лучом огня от средств воспламенения. Пороха делятся на две группы:
а) дымные;
б) бездымные.
Представителями первой группы могут служить черные пороха, представляющие собой смесь селитры, серы и угля, например артиллерийский и ружейный пороха, состоящие из 75 % калиевой селитры, 10 % серы и 15 % угля. Температура вспышки дымных порохов равна 290—310° С.
Ко второй группе относятся пироксилиновые, нитроглицериновые, дигликолевые и другие пороха. Температура вспышки бездымных порохов равна 180—210° С.
9. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (а. соmmercial explosives; н. Industriesprengstoffe, gewerbliche Sprengstoffe; ф. explosifs industriels, explosifs соmmerciaux; и. explosivos industriales, sustancias explosivas industriales) — бризантные взрывчатые вещества, применяемые в народном хозяйстве. Используются в горном деле при вскрытии и эксплуатации месторождений, например около 90%руд чёрных и цветных металлов добывают взрывным способом, в строительстве при сооружении плотин и насыпей, прокладке авто- и железнодорожных магистралей, водных каналов, нефте- и газопроводов, особенно в труднодоступных для техники местностях, при проходке тоннелей, шахтных стволов, а также при взрывных способах обработки металлов в машиностроении и металлургии, при сейсморазведке, при тушении лесных пожаров, уплотнении грунтов, в гидромелиоративном строительстве, расчистке и выравнивании местности и для других технических нужд (см. Взрывная технология). Соответственно назначению промышленные взрывчатые вещества различаются по составу, свойствам, структуре или агрегатному состоянию (жидкие, пластичные, пенообразные, малоплотные, газообразные и др.), по параметрам детонации (в узком диапазоне или с предельно низкой или максимально высокой скоростью детонации), по критическому диаметру и др. (см. Взрывчатые вещества). Единой классификации промышленных взрывчатых веществ нет. Действующая в CCCP классификация охватывает в основном промышленные взрывчатые вещества, применяемые в горнодобывающей промышленности и строительстве. По этой классификации промышленные взрывчатые вещества подразделяют на допущенные к взрывным работам только для открытых работ (1-й класс), допущенные для открытых и подземных работ, кроме шахт, опасных по газу или пыли (2-й класс), и предохранительные взрывчатые вещества, допущенные в шахты, опасные по пыли и газу (3-6-й классы).
10.-11.
12. Меры предосторожности при обращении со взрывчатыми веществами:
1) При транспортировке взрывчатых веществ нужно знать соответствующие определения федеральных и внутриплатных законов и регулирующих норм. Многие из этих положений продиктованы простым здравым смыслом, необходимым для вашей же безопасности.
2) Необходимо предусмотреть, чтобы любое транспортное средство, используемое для перевозки взрывчатых веществ, находилось в нормальном эксплуатационном состоянии и было оснащено цельным и крепким деревянным или неискрящим металлическим днищем и достаточно высокими боковыми и торцевыми бортами для предотвращения случайного выпадания взрывчатых веществ из машины. Груз, помещенный в открытый кузов грузовика, должен быть прикрыт сверху водонепроницаемым и огнестойким брезентом. Проводка должна иметь на всем протяжении хорошую изоляцию для исключения возможности короткого замыкания, а в противопожарный комплект на транспортном средстве входят не менее двух огнетушителей. Грузовая автомашина снабжается возможно большим числом маркировочных знаков и надписей.
3) Ни в коем случае не допускайте присутствия металлов любого вида, за исключением неискрящих, непосредственно в зоне взрывчатых веществ и их контактирования с облицовкой или кожухом этих химических средств. Вместе со взрывчатыми веществами нельзя перевозить металлы, легко воспламеняющиеся вещества или высококоррозионные материалы.
4) Категорически запрещается курить рядом с контейнером со взрывчатым веществом любого типа, независимо от степени его стабильности.
5) Не разрешайте посторонним лицам приближаться к взрывчатым веществам в силу двух соображений, во-первых, потому, что они из-за неведения о содержании контейнеров могут случайными действиями вызвать взрыв этих веществ и, во-вторых, ввиду возможности того, что посторонними лицами могут оказаться скрытые агенты врага.
6) Загрузка или разгрузка взрывчатых веществ производится с предельной осторожностью. При проведении любых операций со взрывчатыми веществами любого объема и характеристик поспешность совершенно исключается. Рассчитывайте ваше время и обдумывайте каждый свой шаг.
7) Если вам приходится транспортировать бризантные взрывчатые вещества и запальные капсюли в том же транспортном средстве, позаботьтесь о полностью разделенном размещении указанных средств.
Меры предосторожности при использовании взрывчатых веществ:
1) При открывании ящика со взрывчатыми веществами ни в коем случае не пользуйтесь металлическим ломом или клином. Вам понадобится деревянный клин или неметаллический инструмент.
2) Не курите и не разрешайте курить другим лицам. Не допускайте привнесения открытого пламени или любого другого источника тепла или огня вблизи зоны использования взрывчатых веществ.
3) Не размещайте взрывчатые вещества там, где они могут подвергнуться воздействию пламени, чрезмерному нагреву, где возможно искрение или ударное воздействие.
4) Опустите крышку или закройте верх ящика после использования взрывчатых веществ.
5) Не носите взрывчатое вещество в кармане или еще ближе к телу в течение того или иного времени. Даже при проведении диверсионной акции лучше переносить взрывчатые вещества в отдельном контейнере.
6) Операцию сборки запалов или ступенчатых запальных капсюлей не выполняйте вблизи любых других взрывчатых веществ, бризантных или медленно горящих.
7) Запальные капсюли, несмотря на то, что они выполняют чисто вспомогательную функцию, несут в себе достаточно мощный заряд и к ним нужно относиться с соответствующей меркой.
8) В запальный капсюль может вставляться только фитиль без каких-либо других включений. Для обеспечения нормального функционального состояния и должной чувствительности запальных капсюлей с ними нужно обращаться с должным вниманием.
9) Никогда не экспериментируйте с запальными капсюлями, пытаясь разобрать их, применяя ударные воздействия, внося произвольные изменения в конструкцию или даже удаляя их содержимое. Не старайтесь извлечь провод из электрического запального капсюля.
10) В период ухода и обращения со взрывчатыми веществами вблизи их находятся только специально выделенные лица. Все посторонние и некомпетентные лица должны немедленно покинуть эту зону. К числу указанных лиц, разумеется, относятся также дети и животные.
11) Не оперируйте со взрывчатыми веществами и удалитесь из зоны хранения взрывчатых веществ при приближении грозы. Примите меры к предотвращению доступа любых лиц к этой зоне и должные меры безопасности.
12) Перед практическим применением проверьте всю экипировку и никогда не используйте подрывные средства с определенными повреждениями или ослабленными функциональными качествами.
13) Никогда не пытайтесь собственными силами привести в исходное, нормальное, состояние то или иное взрывчатое вещество или запальный материал, подмоченные водой.
13. Аммиачно-селитренные В В представляют собой механические смеси аммиачной селитры с другими взрывчатыми и невзрывчатыми веществами. Большинство аммиачно-селитренных ВВ, применяющихся в горном деле, носит название аммонитов с прибавлением номера или индекса, отличающего один состав смеси от другого. Свойства аммонитов определяются главным образом свойствами аммиачной селитры, которой в аммонитах более 50%.
Аммониты весьма гигроскопичны и легко увлажняются. При взрывании аммонитов повышенной влажности в продуктах взрыва появляется много ядовитых газов (окиси углерода, окислов азота), происходят неполные взрывы и отказы. Для аммонитов, применяемых на открытых разработках, Правилами безопасности [6] допускается влажность не более 1,5%, а на подземных — не более 0,5%. Влажность аммонитов при выпуске их с завода не должна превышать соответственно 0,5 и 0,2%.
14. Взрывчатые свойства тротила: температура вспышки 290° С, восприимчивость к детонации удовлетворительная (предельный инициирующий заряд азида свинца 0,1 г, гремучей ртути 0,38 г), ударно-волновая чувствительность 0,7 ГПа. Расширение в свинцовой бомбе 285 мл, бризантность 16 мм, скорость детонации при плотности 1600 кг/м3 — 7 км/с, объём газообразных продуктов 730 л/кг, теплота взрыва при плотности 1500 кг/м3 — 4240 кДж/кг, критический диаметр порошкообразного тротила 8-10 мм, предельный диаметр детонации 32 мм. С увеличением плотности детонационная способность увеличивается, чувствительность к детонации снижается. Термостойкость тротила 215°С.
15. Гексоген — белый кристаллический порошок. Без запаха, вкуса, сильный яд. Удельный вес — 1,816 г/см³, молярная масса — 222,12 г/моль. Нерастворим в воде, плохо растворим в спирте, эфире, бензоле, толуоле, хлороформе, лучше — вацетоне, ДМФА, концентрированной азотной и уксусной кислотах. Разлагается серной кислотой, едкими щелочами, а также при нагревании.
Плавится гексоген при температуре 204,1 °C с разложением, при этом его чувствительность к механическим воздействиям сильно повышается, поэтому его не плавят, а прессуют. Прессуется плохо, поэтому, чтобы его лучше спрессовать, гексоген флегматизируют в ацетоне.