8. Новые века

8.1. История создания взрывчатых веществ

Дымный порох. На протяжении 1000 лет был единственным взрывчатым веществом известным человеку. Состав: калиевая селитра или земляная соль, сера, уголь. Одна из версий происхождения: в 300-200 годах до нашей эры в Китае.

Калиевая селитра KNO₃. В природе месторождений почти нет. В древности для получения использовали кучи из смеси навоза с известняком, строительным мусором с прослойками из соломы или хвороста. При гниении навоза и реакции с известняком и древесиной образовывалась калиевая селитра. Такой способ применялся до 1854г.

Исследователь М.А. Борисоглебский утверждал, что китайцы за 200 лет до н. э. уже имели развитую взрывную технику, что для обороны применяли «автоматические паровые фугасы». В Европе и России порох появился намного позже с 14 века. С открытием шелкового пути.

Первое летописное упоминание о порохе встречается во времена правления Дмитрия Донского, при штурме татарами Кремля в 1382 году. Горожане оборонялись ружьями.

Вначале порох привозили из-за границы, потом стали делать и на Руси. В 14 веке в России существовали пороховые мастерские.

16 век. Иван Грозный. При осаде Казани войска Ивана Грозного подкопали одну из наиболее крупных башен Казанского Кремля и в подземную камеру заложили около трех тон пороха. Это облегчило штурм и взятие Казани. Помимо больших завоеваний порох принес в Россию и большие разрушения. Несколько раз Москва полностью выгорала из-за взрывов на пороховых складах. Производство пороха было чрезвычайно опасным. На заводах работали крестьяне. Владельцам заводов приходилось каждый сезон пригонять новую рабочую силу, потому что взрывы и жертвы были постоянно.

17 век. Петр 1. Построены первые государственные пороховые заводы, развивается пиротехническое искусство. В период ведения военных действий в 17, 18 веках резко увеличивается производство пороха. В 1812 году до 41911 пудов (примерно 17 тонн).

В 17 веке порох стали использовать в горном деле в шахтах для дробления крепких скальных пород. Однако, энергия и дробящая способность черного пороха не слишком высоки, поэтому перед учеными 18-19 веков стояла задача – создание новых взрывчатых веществ.

18 век. Создаются ряд взрывчатых веществ в лабораторных условиях. Попытки большую партию приводят к разрушениям зданий и гибели людей:

- «гремучее золото» - аммиачная окись золота;

- бертолетова соль на основе хлората калия;

- «гремучее серебро»;

- «гремучая ртуть» - используется в настоящее время.

19 век был насыщен открытием многих взрывчатых веществ, которые и в настоящее время находят широкое применение.

Пироксилин. Легенда его создания такова. Профессор - химик Шенбейн, работая в домашней лаборатории, разбил бутыль с азотной кислотой. Вытерев лужу оказавшимся рядом хлопчатобумажным передником жены, он повесил его сушить у печки. Через некоторое время передник с шумом взорвался. Ученый обработал азотной кислотой хлопок и получил вещество, похожее на вату, но превосходящее по силе порох. Взрывчатка оказалась чрезвычайно опасной, и использовать ее для производства пироксилинового пороха в горном и военном деле было невозможно. Долгие годы напряженных исследований, разрушенные здания, десятки трупов – цена за пироксилиновый порох.

В 1865 г был построен завод в Стоумаркене для изготовления пироксилина. Но в 1871 г. на заводе взорвалось 14,5 т сухого пироксилина, в результате чего было убито и ранено около ста человек. Лишь после того, как Д.. Менделеев разработал технологию обезвоживания пироксилина спиртом, вместо горячего воздуха, его использование стало боле безопасным.

Нитроглицерин. Примерно в это же время в Турине другой ученый Асканио Собреро получил нитроглицерин. После реакции глицерина с азотной кислотой образуется похожая на него маслянистая жидкость сладковатая на вкус, пробовать которую нужно осторожно. После нескольких капель начинает сильно стучать сердце и болеть голова. Его нельзя нагревать, опасно встряхивать, оно взрывается даже в момент получения (история с крестьянином в Англии). Ученый понимал, каким страшным оружием может оказаться его открытие, и больше года не решался сообщить о своем открытии.

Судьба распорядилась так, что оба ученых, получивших самые удивительные взрывчатые вещества, не сумели вывести их за стены лаборатории и применять в промышленности.

Динамит. Русский ученый-химик Зинин Н.Н. и артиллерийский поручик Петрушевский В.Ф. первыми стали производили опыты с нитрованием глицерина. Установили, что ядра с этим веществом обладают огромной разрушительной силой и при использовании вместе с пороховым дополнительным зарядом можно переходить к боевому использованию этого ВВ. Однако, чиновники ничего не предприняли, что бы дать русской армии новое оружие.

Удрученный Зинин поехал к себе на дачу, где на открытой веранде с его родственниками беседовал молодой человек - родственник соседа по даче заводчика Нобеля - Альфред.

Альфред Нобель с повышенным интересом вслушался в рассказ Зинина о его работе с нитроглицерином, задавал вопросы, тактично высказывал сочувствие. Вскоре Зинин перестал заниматься нитроглицерином, и работу продолжил В.Ф Петрушевский. В своем дальнейшем труде он преследовал цель исключить все неудобства, сопровождавшие работу с нитроглицерином. Он стал пропитывать различные пористые материалы, создавая новые ВВ, названные динамитами и остановился на лучшем из них, состоящим из 75 % нитроглицерина и 25 % углекислой магнезии, то ВВ было названо динамитом Петрушевского.

С 1860 по 1862 г.г. В.Ф. Петрушевский изготовил 160 пудов различных сортов динамита - это была первая в мире и самая крупная партия динамитов. В период 1863-1868 г.г. в Кронштадте и Петергофе был произведен ряд успешных опытов по подрыванию рельсов, брони, скальных пород динамитом Петрушевского.

В 1867 г. партия динамита Петрушевского была применена для взрывания скальных пород и мерзлых грунтов на золотых приисках Якутской области. Но, несмотря на хорошие результаты применения динамита Петрушевского вскоре его не стали применять, так как не было налажено заводского его изготовления.

В 1864 г А. Нобель получает патент на изготовление нитроглицерина, назвав его «взрывчатое масло Нобеля». После двух неудачных попыток предложить свой рецепт динамита Нобель покидает Россию и после своей первой полукустарной мастерской строит заводы в Гамбурге, Стокгольме, а затем во Франции и других странах. Используя метод Петрушевского, он пропитывает нитроглицерином вместо магнезии инфузорную землю (кизельгур) и в 1867 г. получает патент на безопасное, поддающееся патронированию ВВ, которое он назвал гурдинамитом. В 1867 г. годовая продукция двух заводов составляла всего 11 т, а к 1874 г. так же было изготовлено 3120 т нитроглицерина, число же динамитных заводов Нобеля возросло до 14.

Толуол. В 1837 г. получен толуол путем перегонки сосновой смолы, а в 1848 г. его выделили его из каменного угля. В 1863 г Вильбрандт произвел нитрацию этого продукта смесью азотной и серной кислот и получил тринитротолуол (тротил). Первоначально о его взрывчатых свойствах только догадывались, но через несколько лет это предположение подтвердилось и с 1891 г. производство тротила стало расти.

Аммониты. Исследователи активно работали над созданием более безопасных ВВ и когда, наконец, шведские инженеры Ольсен и Норбин в 1867 г. взяли патент на более безопасные аммиачно-селитренные ВВ (аммониты), то Нобель, опасаясь, что они станут конкурентами его динамитов, за большие деньги купил этот патент и на 12 лет упрятал его в свой векторный сейф, где хранил и другие патенты. И только через 12 лет он выпускает в продажу «гибрид» аммонита и динамита под названием аммоножелатиндинамит.

19 век завершился открытием целого ряда мощных взрывчатых веществ: тетрил, азид свинца (применяемый до настоящего времени для изготовления средств инициирования), тэн, гексоген. Начиная с 80-х годов 19 века ученые вели поиск взрывчатых веществ, пригодных для взрывания в угольных шахтах опасных по газу и пыли. Создавались предохранительные ВВ с пламягасителями.

Аварии. Начало 20 в. ознаменовалось рядом крупных катастроф при производстве взрывных работ. Так, в 1906 г. во Франции на шахте «Курьер» произошел взрыв угольной пыли, при этом из 1664 человек, находящихся в шахте погибло 1100. Это была крупнейшая катастрофа на горнодобывающих предприятиях. В результате было разрушено около 100 тыс. горных выработок, а на восстановление шахты потребовалось 2 года.

В 1908 г. в Донбассе на шахте № 4-бис взорвался метан, и в результате погибло 270 шахтеров из 460 находящихся в шахте.

На английской шахте «Универсал» в результате взрыва метана и угольной пыли погибло 439 шахтеров. После этого начали ускоренную работу над созданием новых безопасных взрывчатых веществ. Их стали испытывать в специально построенных штреках.

Начиная с 1931 г. стали выпускать для угольных шахт аммониты, и с этого времени употребление динамитов сократилось.

Несмотря на целый ряд разработанных рекомендаций, проблему безопасности при взрывных работах нельзя считать разрешенной. Она остается актуальной и в настоящее время.