ПромВВ

гранулитов возрастает при увеличении диаметра зарядов выше 300 мм. Водонаполненные ВВ (в скважинах) достигают макси- мальной скорости детонации в зарядах диаметром около 150 мм.

Исследование детонации гранулированных и водонапол- ненных ВВ в практических условиях и на моделях представлены в табл.6. Испытания в стальной трубе полностью моделируют взрывание в крепком известняке в шпурах равного диаметра. Вместе с тем в скважинах диаметром 150 мм гранулированные ВВ детонируют с большей скоростью, чем в трубе диаметром 50 мм. Это свидетельствует о том, что в трубе указанного диа- метра не достигается идеальный режим детонации гранулиро- ванных аммиачно-селитренных ВВ. Для водонаполненных ВВ отличия в скоростях детонации при взрывании в трубе и сква- жине меньшие, кроме акватола 65/35, содержащего всего 35% порошкообразного тротила, для которого разница достигает 540590 м/с. Аммониты детонируют в идеальном режиме в трубе диаметром 50 мм.

Таблица 6 – Изменение скорости детонации ПВВ в раз- личных средах

41

Окончание табл.6

Примечание: * максимальная замеренная скорость в скважине диамет- ром 300 мм составляет 5,44 км/с; ** в открытом заряде диаметром 60 мм - D=3,9 км/с.

В мягких грунтах гранулированные ВВ детонируют с меньшей скоростью, чем в крепких горных породах; водонапол- ненные ВВ при недостаточном диаметре скважины могут давать отказы, и лишь аммониты, имеющие малый критический диа- метр, детонируют примерно с одинаковой скоростью в шпурах диаметром 50 мм, выбуренных в скальных породах и в грунтах, близкой к идеальной.

Из данных табл.5 и 6, а также из рис.9 видно, что в произ- водственных условиях при взрывании скальных горных пород скважинными зарядами диаметром 150-250 мм применяемые гранулированные и водонаполненные ВВ детонируют со скоро- стью, приближающейся к максимальной. При шпуровом взры- вании этими ВВ скорость не достигает максимума, т.е. детона- ция протекает не в идеальном режиме.

Параметры детонационной волны в ряде промышленных ВВ были определены на электромагнитной установке. В табл.7 приведены результаты этих определений.

Различие параметров детонации ВВ, полученных разными авторами или в разное время для одних и тех же промышленных ВВ, объясняется, возможно, непостоянством свойств самих ВВ, характерным для смесевых, особенно аммиачно-селитренных ВВ. Несмотря на это, прослеживаются некоторые общие закономер-

42

ности: время реакции τ в волне уменьшается с увеличением плотности заряда, как у индивидуальных ВВ. При изменении диаметра заряда одинаковой плотности заметного изменения величины τ не наблюдается.

Таблица 7 – Параметры детонационной волны в ряде ПВВ

При больших плотностях ВВ (1,7 г/см3) и увеличении диа- метра заряда получаются аномально большие значения показа-

43

теля политропы (4-5), при насыпных плотностях 0,9-1,0 г/см3- очень малое значение (<2). Абсолютные значения ширины зоны и времени реакции порошкообразных смесевых ВВ, в том числе предохранительных, близки к тем же величинам порошкообраз- ного тротила.

Для расчетов параметров ударных волн, созданных дето- нацией зарядов данного ВВ на границе раздела с различными средами, необходимо, кроме давления детонации, знать ударную адиабату ПД и среды. Для приближенного построения ударной адиабаты ПД в диапазоне плотностей, отвечающих области от- ражения детонационных волн от плотных сред, можно пользо- ваться степенной зависимостью между давлением и плотностью. С использованием данных табл.7 и зависимости Р = A (ρ0/ρ1)n были рассчитаны ударные адиабаты ПД для зарядов диаметром

80 мм: Р = 34u+2u2+u3 - для аммонала ВА-4; Р = 42u+2u2+0,8u3-

для аммонита скального № 1. С учетом этих зависимостей и значений давлений детонации рассчитываются давления на гра- нице раздела в средах, ударные адиабаты которых известны. Не- которые данные о начальных параметрах ударных волн в гор- ных породах приведены в табл.8.

Таблица 8 – Начальные параметры ударных волн в горных породах

44

7. Классификация промышленных взрывчатых веществ

Промышленные ВВ классифицируются по химическому со- ставу, физическому состоянию, наиболее характерным особенно- стям их свойств или рецептурного состава, областям и условиям применения. Подавляющее большинство смесевых ПВВ – амми- ачно-селитренные смеси, основным компонентом которых явля- ется нитрат аммония. К ним относятся аммониты - порошкооб- разные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже с гексогеном, динитронафталином) и невзрывчатыми горючими компонентами. Предохранительные аммониты содержат, кроме того, соли - ингибиторы. В некоторых из них вместо тротила используются нитроэфиры (серный и нефтяной аммониты); граммониты – двухкомпонентные аммониты в гранулированном состоянии; аммоналы – аммониты, содержащие в своем составе алюминий (аммоналы в гранулированном состоянии называют граммонала- ми); динамоны - порошкообразные смеси аммиачной селитры с невзрывчатыми горючими компонентами; гранулиты - гранули- рованные динамоны; игданит - стехиометрическая смесь грану- лированной аммиачной селитры с дизельным топливом.

Особую группу аммиачно-селитренных ВВ составляют во- донаполненные взрывчатые системы суспензионного типа раз- личной консистенции: акватолы, акваниты, акваналы, ифзаниты, карбатолы и др.

Акватолы - водонаполненные суспензионные ВВ текучей консистенции, твердой фазой которых является граммонит или граммонал, а жидкой - насыщенный загущенный раствор амми- ачной селитры.

Акваниты и акваналы - водонаполненные суспензионные ВВ пластичной консистенции, активной основой которых явля- ются аммонийные и аммональные смеси с присутствием нит- ратов металлов и пластифицирующих добавок.

Ифзаниты - растворосодержащие суспензионные ВВ, твердая фаза которых (смесь гранулированной селитры и грану- лотола) наполняется концентрированными или загущенными

45

растворами аммиачной селитры на месте применения в момент

заряжания скважин.

Карбатолы - горячельющиеся отвердевающие ВВ, изго- тавливаемые на месте применения на основе низкоплавкой эв- тектической смеси водорастворимых компонентов с малым со- держанием воды.

По физическому состоянию ПВВ подразделяются на твер- домонолитные (литые, прессованные), сыпучие (порошкообраз- ные и гранулированные), пластичные, жидкотекучие суспензии и жидкие.

По наиболее характерным особенностям свойств совре- менные ПВВ классифицируются на водоустойчивые и неводо- устойчивые.

Характерные особенности рецептурного состава некоторых ВВ позволяют выделить их в отдельные группы, например, гек- согенсодержащие и нитроэфирные ПВВ. К гексогенсодержащим ПВВ относятся скальный аммонит №1 и скальный аммонал №3; к нитроэфирным ПВВ порошкообразного типа – детониты, уг- лениты, победиты, серный и нефтяной аммониты.

По областям и условиям безопасного применения все про- мышленные ВВ разделены на шесть классов, а классы, в свою очередь, - на группы и подгруппы по химическому составу, фи- зическому состоянию и водоустойчивости (табл.9).

Таблица 9 - Классификация ПВВ по областям и условиям применения

46

47

Первые два класса составляют предохранительные ВВ, применяемые для открытых и подземных работ в шахтах, не опасных по газу и пыли; остальные классы – предохранитель- ные ВВ различной степени безопасности. Наряду с предохрани- тельными ВВ V и VI классов допущены к применению в тех же условиях заряды беспламенного взрывания.

48

8.Состав, характеристика

иобласть применения промышленных взрывчатых веществ

8.1.Аммиачно-селитренные промышленные взрывчатые вещества

Аммониты. В аммонитах основными компонентами явля- ются аммиачная селитра и нитросоединения, преимущественно тротил. Иногда для повышения детонационной способности, на- пример, для получения ВВ с малым критическими диаметром и высокой критической плотностью, вводят дополнительно более мощный сенсибилизатор – гексоген, нитроглицерин, смесь нит- роэфиров и др. При изготовлении предохранительных аммони- тов, кроме этих компонентов, в рецептурный состав вводят со- ли-ингибиторы. Рецептурный состав и некоторые физические и взрывчатые характеристики выпускаемых в настоящее время аммонитов приведены в табл.10.

По отношению к воде аммониты бывают неводоустойчи- вые, повышенной водоустойчивости и водоустойчивые. Нево- доустойчивые аммониты изготовляют на основе селитры, не со- держащей гидрофобных добавок. Они дешевле, чем водоустой- чивые и применяются в тех случаях, когда их перевозят, хранят и используют в сравнительно сухой атмосфере. Аммониты по- вышенной водоустойчивости содержат аммиачную селитру, об- работанную сравнительно слабыми гидрофобными добавками (парафином, парафиновым мазутом). В водоустойчивых аммо- нитах применяются специальные сорта водоустойчивой селит- ры, обычно ожелезненной.

Основное назначений порошкообразных аммонитов - за- ряжание шпуров и скважин при подземных разработках. Скаль- ный аммонит №1 и аммонал №3, благодаря высокой детонаци- онной способности, применяются при взрывании крепких и весьма крепких пород.

49

Таблица 10 - Свойства и состав аммонитов и граммонитов

Примечание: * Аммониты, содержащие в своем составе нитроэфиры, рас- сматриваются в группе нитроглицериновых ПВВ.

50