Практическая работа № 4

Тема: Расчет кислородного баланса взрывчатых веществ и их

компонентов.

Цель: Приобретение практических навыков определения кислородного

баланса индивидуальных и смесевых веществ.

Задача: Рассчитать кислородный баланс индивидуальных веществ

и смесевых ВВ.

Перечень контрольных вопросов

1 Что такое кислородный баланс ВВ?

2 В каком случае кислородный баланс считается положительным,

отрицательным, нулевым?

3 Какие химические реакции происходят во ВВ при химическом

взрыве?

4 Какие вредные газы выделяются в большом количестве при

положительном и отрицательном кислородном балансе?

5 ВВ с каким кислородным балансом допущены к применению в

подземных условиях?

6 Для чего предназначены горючие добавки к ВВ?

Порядок выполнения работы

1. Ответить на контрольные вопросы

2. Прочитать условия задач

1. Решить задачи

2. Написать отчет

3. Защитить работу

Содержание отчета

1. Ответы на контрольные вопросы

2. Условие и решение задачи №1

3. Условие и решение задачи №2

4. Вывод

Рекомендуемая литература

1. В.К. Шехурдин, В.И. Несмотряев, П.И.Федоренко. Горное дело. – М.: Недра, 1987г. с. 65-67, 72-76.

2. Б.Н.Кутузов. Методы ведения взрывных работ. – М.: МГГУ, 2009г. с 143- 148.

3. В.И. Гущин. Задачник по взрывным работам.– М.: Недра, 1990г.

Теоретические сведения

При ведении взрывных работ образуется значительное количество газов. Учитывая, что взрыв, как правило, основан на окислении кислородом горючих веществ (углерода, водорода, металлов), рецептуру промышленных ВВ составляют с таким расчетом, чтобы в результате взрыва образовались в основном пары воды, азот и углекислый газ, т.е. продукты, представляющие наименьшую опасность для человеческого организма. Это возможно в том случае, когда ВВ изготовляют с нулевым или близким к нему кислородным балансом (К_б).

Кислородным балансом называется отношение количества кислорода содержащегося в составе ВВ к количеству кислорода, необходимому для полного окисления всех горючих компонентов, входящих в состав этого ВВ.

Если в составе ВВ содержится кислорода ровно столько, сколько требуется для полного окисления горючих компонентов, то кислородный баланс считается нулевым и при взрыве образуется минимальное количество ядовитых газов и выделяется максимальное количество энергии. Необходимо учесть, что для полного окисления углерода необходимо два атома кислорода, а для окисления водорода – 0,5 атомов кислорода. Если в составе ВВ имеется избыток кислорода, то кислородный баланс считается положительным и при взрыве образуются опасные окислы азота (NO, NO₂, N₂O₃). Если в составе ВВ имеется недостаток кислорода, то кислородный баланс считается отрицательным и при взрыве образуется ядовитая окись углерода (СО), водород Н₂ и другие опасные газы. Кроме того, часть углерода выделяется в свободном виде, резко снижая образование газов.

В подземных условиях допускаются к применению ВВ с нулевым или близким к нему кислородным балансом.

ВВ делятся на индивидуальные (однокомпонентные) и смесевые (многокомпонентные).

В смесевых ВВ должны содержаться различные компоненты для придания определенных свойств и характеристик этим ВВ. Основными компонентами являются: окислители, горючие добавки, сенсибилизаторы, стабилизаторы, флегматизаторы и пламегасители.

Окислители – вещества, содержащие избыточный кислород, расходуемый при взрыве на окисление горючих элементов. В качестве окислителей применяют аммиачную, калиевую, натриевую селитры и др.

Горючие добавки - твердые и жидкие вещества, как взрывчатые, так и невзрывчатые, используемые для увеличения количества энергии, выделяемой при взрыве. В качестве таких веществ используют сажу, древесную муку, алюминиевую пудру, тротил, гексоген, соляровое масло и др. Горючие добавки имеют отрицательный кислородный баланс и реагируют с избыточным кислородом окислителя, повышая теплоту и общую энергию взрыва ВВ.

К многокомпонентным ВВ относятся:

Гранулит АС-8: Гранулит АС – 4:

- аммиачная селитра – 89%; - аммиачная селитра – 91,8%;

- алюминиевая пудра – 8%; - алюминиевая пудра – 4%;

- минеральное масло – 3%. – минеральное масло – 4,2%.

Гранулит С-2: Гранулит М:

- аммиачная селитра – 92,8%; - аммиачная селитра – 94,5%;

- древесная мука – 3%; - минеральное масло – 5,5%.

- минеральное масло – 4,2%.

Аммонит скальный №1: Аммонал водоустойчивый:

- аммиачная селитра – 66%; -аммиачная селитра водоустойчивая-

- алюминиевая пудра – 5%; 80,5% (К_б = +19%);

- гексоген – 24%; - алюминиевая пудра – 4,5%;

- тротил – 5%. – тротил – 15%.

Динафталит: Угленит №5:

-аммиачная селитра водоустойчивая- - аммиачная селитра – 14%;

35% (К_б = +19%); - нитрогликоль – 10%;

- аммиачная селитра – 53%; - хлористый натрий – 75%;

- динитронафталин – 11,6%; - древесная мука – 1%;

- парафин – 0,4%.

Зерногранулит 30/70: Зерногранулит 79/21:

- аммиачная селитра – 30%; - аммиачная селитра – 79%;

- тротил – 70%. – тротил – 21%.

Игданит: Аммонит №6ЖВ

- аммиачная селитра – 94%; Состоит из смеси аммиачной

- соляровое масло– 6%. селитры и тротила, которую

можно выразить формулой:

C₇H₅ (NO₂)₃+10,5NH₄NO₃