ПромВВ
.pdfОднако следует отметить, что в последние годы установле- на неперспективность применения порошкообразных аммонитов во взрывных разработках. Это вызвано тем, что при механизи- рованном способе заряжания (пневматическом и др.) они сильно пылят и электролизуются. Поэтому вследствие широкого вне- дрения механизированного способа заряжания можно ожидать, что порошкообразные аммониты будут заменены граммонита- ми, а основным назначением будет использование их в качестве патронов-боевиков для тех ВВ, которые не детонируют от средств инициирования.
Граммониты - разновидность аммонитов, в которых в ка- честве окислителя используется гранулированная аммиачная селитра, сенсибилизатор, т.е. тротил вводится в граммонит 79/21 в виде чешуек; в граммонит 30/70 - в виде гранул, а в граммо- ниты 50/50 В и 30/70 В - в виде пленки, покрывающей гранулы селитры. Виды граммонитов, их состав и характеристики пред- ставлены в табл.11.
Наиболее распространенный граммонит 79/21 не обладает водоустойчивостью и применяется для заряжания сухих, слабо- обводненных скважин и минных камер на открытых и подзем- ных разработках.
В граммоните 30/70 аммиачная селитра не имеет гидро- фобной защиты и поэтому сравнительно быстро переходит в раствор в увлажненных условиях. Однако и в растворе она уча- ствует в процессе взрыва в качестве окислителя. Причем уста- новлено, что энергия и работа увлажненного заряда примерно такая же, как у водонаполненного чистого тротила. Поэтому граммонит 30/70 наиболее эффективен в частично обводненных скважинах и, безусловно, в тех случаях, где нет проточной воды, так как водой аммиачная селитра будет вымываться и уноситься из сферы заряда. Водоустойчивые граммониты марки В полу- чают набрызгиванием расплавленного тротила на гранулы се- литры. Граммониты 50/50 В, 30/70 В и граммонал А-45 приме- няют на открытых, а граммонал А-8 - подземных работах.
51
Таблица 11 - Состав и свойства граммонитов и граммона- лов
|
|
Граммониты |
|
Граммоналы |
|||
Показатели |
79/21 |
30/70 |
50/50 |
30/70 |
А-8 |
А-45 |
|
|
В |
В |
|||||
|
|
|
|
|
|||
Состав, %: |
|
|
|
|
|
|
|
тротил |
21 |
70 |
50 |
70 |
12 |
45 |
|
аммиачная селитра |
79 |
30 |
50 |
30 |
80 |
40 |
|
алюминиевая пудра |
- |
- |
- |
- |
8 |
15 |
|
Теплота взрыва, |
4052 |
40148 |
4106 |
4148 |
5296 |
5531 |
|
кДж/кг |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Объем газов, л/кг |
895 |
800 |
810 |
800 |
860 |
752 |
|
Работоспособность по |
360- |
330- |
340- |
330- |
420- |
440- |
|
пробе Трауцля, мл |
370 |
340 |
350 |
340 |
440 |
460 |
|
Бризантность (заряд в |
|
|
|
|
|
|
|
стальной оболочке), |
|
|
|
|
|
|
|
мм: |
|
|
|
|
|
|
|
в безводном состоянии |
20-25 |
24-27 |
23-25 |
24-27 |
- |
30-32 |
|
в водонаполненном |
- |
- |
28-30 |
32-34 |
полное разру- |
||
шение |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
Скорость детонации, |
|
|
|
|
|
|
|
км/с: |
|
|
|
|
|
|
|
в безводном состоянии |
3-3,6 |
- |
3,6- |
3,8- |
3,8-4,0 |
5,8-6,3 |
|
4,2 |
4.5 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
в водонаполненном |
- |
- |
5,2- |
5,5- |
- |
- |
|
5,6 |
6,0 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Чувствительность к |
|
|
|
|
|
|
|
удару |
12-24 |
12-24 |
12-24 |
12-16 |
24-26 |
24-36 |
|
(измельченное сухое |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
ВВ), % |
|
|
|
|
|
|
|
Водоустойчивость (ко- |
|
|
|
|
|
|
|
личество растворив- |
|
|
|
|
|
|
|
шейся селитры при |
- |
- |
8-10 |
3,5 |
- |
8-11 |
|
выдержке 6 ч в стоячей |
|
|
|
|
|
|
|
воде), % |
|
|
|
|
|
|
52
При пневманическом заряжании для подавления пыли ре- комендуется граммониты и граммоналы увлажнять до 3-5%.
Динамоны – это смеси аммиачной селитры в основном с дизельным топливом, древесной мукой и алюминиевои пудрой. Все динамоны гигроскопичны. Взрывчатые свойства динамонов зависят от состава и технологии изготовления, что объясняется отсутствием взрывчатого сенсибилизатора в составе. Отечест- венной промышленностью выпускаются динамоны марок АМ-8 и АМ-10. Следует подчеркнуть, что производство этих динамо- нов в настоящее время сокращается. Взамен им производятся динамоны на основе гранулированной аммиачной селитры. Ос- новными преимуществами гранулированных динамонов явля- ются их высокая сыпучесть, низкая чувствительность к механи- ческим воздействиям, отсутствие пыления, что позволяет эф- фективно механизировать транспортные и зарядные операции.
Первым представителем гранулированных динамонов был игданит, изготавливаемый непосредственно на горнодобы- вающих предприятиях смешением гранулированной аммиач- ной селитры с различными сортами дизельного топлива или нефтепродуктами. Позднее были разработаны гранулирован- ные динамоны заводского изготовления - гранулиты. Для гра- нулитов важнейшей эксплуатационной характеристикой явля- ется физическая стабильность состава. Гладкая непористая се- литра плохо удерживает низковязкие масла. Поэтому при про- изводстве гранулитов необходимо принимать меры по стаби- лизации их состава: применять более вязкие масла, нефтепро- дукты, припудривающие добавки, способные частично погло- щать или связывать свободные масла на поверхности гранул обычной селитры и пористой селитры, обладающей повышен- ной впитывающей и удерживающей способностью. К недос- таткам гранулитов и игданита относится их низкая водоустой- чивость. При длительном пребывании в воде селитра растворя- ется и смесь теряет свои взрывчатые свойства. Рецептурный состав и характеристики гранулированных динамонов приве- дены в табл.12.
53
Таблица 12 -Свойства и состав гранулированных динамо-
нов
|
Динамоны |
|
Гранулиты |
|
|
|||
Показатели |
АМ- |
АМ- |
АС- |
АС- |
С-2 |
М |
Игданит |
|
|
8 |
10 |
8 |
4 |
|
|||
|
|
|
|
|||||
Состав, %: |
|
|
|
|
|
|
|
|
аммиачная селитра |
89 |
87,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ЖВ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
аммиачная селитра |
- |
- |
89 |
91,8 |
92,8 |
94,5 |
94,5 |
|
(гранулированная) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
масло минеральное |
3 |
2,3 |
3 |
4,2 |
4.2 |
5,5 |
5,5 |
|
пудра алюминиевая |
8 |
10 |
8 |
4 |
- |
- |
- |
|
мука древесная |
- |
- |
- |
- |
3 |
- |
- |
|
Теплота взрыва, |
4944 |
5426 |
5204 |
4525 |
3842 |
3855 |
3855 |
|
кДж/кг |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Объем газов, л/кг |
830 |
800 |
847 |
907 |
985 |
980 |
980-990 |
|
Работоспособность |
420- |
425- |
410- |
390- |
320- |
320- |
|
|
по пробе Трауцля, |
320-330 |
|||||||
440 |
460 |
430 |
410 |
330 |
330 |
|||
мл |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Бризантность при |
28- |
30- |
24- |
22- |
15- |
18- |
|
|
взрывании в сталь- |
15-20 |
|||||||
30 |
32 |
28 |
26 |
22 |
22 |
|||
ном кольце, мм |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Критический диа- |
|
|
|
|
|
|
|
|
метр, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
в стальной оболоч- |
10 |
10 |
18- |
20- |
20- |
20- |
25-30 |
|
ке |
25 |
28 |
25 |
25 |
||||
|
|
|
||||||
в бумажной обо- |
20- |
15- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
лочке |
22 |
18 |
||||||
|
|
|
|
|
||||
Скорость детона- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ции, км/с |
4,0- |
4,1- |
3,0- |
2,6- |
2,4- |
2,5- |
2,2-2,8 |
|
(заряд d=38-42 мм в |
4,8 |
4,3 |
3,6 |
3,2 |
3,2 |
3,6 |
||
|
||||||||
стальной оболочке) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Чувствительность к |
8-24 |
12- |
8-12 |
4-12 |
0-4 |
0 |
0 |
|
удару, % |
|
36 |
|
|
|
|
|
|
Водоустойчивость |
40- |
42- |
|
|
|
|
|
|
по гидродинамиче- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||
45 |
50 |
|||||||
скому прибору, см |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
54
Водонаполненные ВВ. Отличительной особенностью водо- наполненных взрывчатых веществ (ВВВ) является наличие в их составе воды от 6 до 15% в концентрированном растворе амми- ачной селитры, которая позволяет получать смесь в виде высо- коплотной суспензии. При введении загустителя и структурооб- разующей добавки (сшивки) ВВВ переходит в гелеобразное со- стояние и становится водоустойчивым. ВВВ малочувствительны к механическим воздействиям, плотность заряжания их достига- ет 1,3-1,5 г/см3. При содержании в составе ВВВ водораствори- мых нитратов щелочных металлов можно получать заряды с плотностью до 1,6 г/см3. При взрывных работах применяют ВВ различного химического состава и реологических свойств – от жидкотекучих масс до густых резинообразных материалов.
В Советском Союзе производили следующие виды ВВВ: акватолы, акваниты, акваналы, ифзаниты, горячельющиеся ВВ и карботолы.
Акватолы выпускаются двух видов: 1) безводные сыпучие
смеси марок 63/35 С и М-15 (металлизированные), которые на- полняются горячей водой (15±3%) на месте их применения или
насыщенным раствором аммиачной селитры; 2) гелеобразные – марок АВ и МГ готовые к употреблению. Водонаполнение сме- сей 63/35 С и М-15 производится на рудниках в самоходных смесительно-зарядных машинах типа «Акватол» или на стацио- нарных установках с применением подогретой до 85-95°С воды. Температурный режим зависит от времени года. В летний пери- од полуфабрикаты наполняют холодным насыщенным раство- ром селитры, а в зимний - раствором, подогретым до температу- ры, при которой в момент смешения с холодной смесью не про- исходит кристаллизации селитры. Высокая текучесть акватолов, изготовляемых указанными выше способами, обеспечивает воз- можность механизированного заряжания скважин. Но это же свойство обусловливает пониженную водоустойчивость и физи-
55
ческую стабильность таких ВВ. При прохождении через доста- точно высокий столб воды происходит некоторое расслоение состава и вымывание селитры. Этих недостатков лишены геле- образные акватолы AВ и МГ, выпускаемые заводами в патронах требуемого диаметра в полиэтиленовой оболочке. Гелеобразные акватолы сохраняют взрывчатые свойства после пребывания под водой в течение многих суток. Кроме этого, акватолы АВ и МГ в зимний период не теряют пластичность до температуры 1820°C. Их недостаток - отсутствие текучести, что затрудняет ме- ханизацию заряжания. Неметаллизированные акватолы реко- мендуются для взрывания крепких пород, а металлизированные
-для весьма крепких пород.
Кводонаполненным взрывчатым веществам пластичной консистенции относятся акваниты ЗЛ, №16, АРЗ и акванал №1, рецептурный состав и характеристики которых приведены в табл.13. Для обеспечения требуемой пластичности в их состав вводят кальциевую селитру. Акваниты в пластичном состоянии более водоустойчивы, чем в жидкотекучем. Они являются высо- коплотными малоустойчивыми к механическим воздействиям ВВ и предназначены для подземных работ.
Акванит ЗЛ выпускается только непатронированным (в по- лиэтиленовых мешках), акванит №16 и акванал №1 - в патронах, шланговых зарядах, а также в непатронированном виде для на- гнетания в шпуры, акванит АРЗ - в гранулированном виде (раз- меры гранул 2-5 мм). Акваниты предназначены для заряжания шпуров и скважин малого диаметра по крепким и средней кре- пости породам в сухих и обводненных забоях.
Ифзаниты - группа растворонаполненных ВВ, представ- ляющая собой плотные нерасслаивающиеся суспензии, твердой фазой которых является смесь гранулированной аммиачной се- литры с гранулированным или чешуйчатым тротилом. К приме- нению на открытых работах допущены ифзаниты марок Т-20,
56
Т-60, T-80, которые отличаются друг от друга содержанием во- ды в жидкой фазе.
57
Таблица 13 - Свойства и характеристики водонаполненных ВВ
|
|
Акватолы |
|
Аква- |
|
Акваниты |
|
|
Показатели |
65/35 С |
М-15 |
АВ |
МГ |
нал |
ЗЛ |
№16 |
АРЗ |
|
№1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состав, %: |
|
|
|
|
|
|
|
|
аммиачная селитра |
63 |
58,5 |
51 |
26,5 |
57 |
25,5 |
53 |
|
(гранулированная) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
натриевая селитра |
- |
- |
- |
20 |
- |
32 |
- |
|
тротил |
34 |
25 |
28 |
17-20 |
20 |
30 |
29 |
|
алюминий |
- |
15 |
- |
9-11 |
5 |
- |
- |
|
|
3 |
1,5 |
2 (по- |
1,5 |
1 |
0,5 |
1 |
|
загуститель |
лиак- |
|
||||||
(КМЦ) |
(КМЦ) |
(гуар) |
(КМЦ) |
(КМЦ) |
(КМЦ) |
|
||
|
ламид) |
|
||||||
кальциевая селитра |
- |
- |
- |
- |
10 |
- |
10 |
|
|
|
|
14 и 5 |
|
|
|
|
|
вода |
15 |
15 |
(анти- |
12 |
6 |
12 |
6 |
|
|
|
|
фриз) |
|
|
|
|
|
Теплота взрыва, кДж/кг |
3436 |
5363 |
3478 |
6154 |
4860 |
3603 |
4483 |
4190 |
Работоспособность по |
330- |
465- |
330- |
400- |
400- |
300- |
310- |
360- |
пробе Трауцля, мл |
360 |
480 |
350 |
430 |
410 |
385 |
350 |
380 |
Бризантность заряда в |
|
|
|
|
|
|
|
|
стальном кольце (шашки |
25-28 |
30-34 |
22-26 |
30-32 |
27-30 |
22-26 |
24-30 |
25-27 |
10 г), мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость детонации, км/с |
4,8-5,5 |
4,5-5,0 |
4,6-5,2 |
4,5-5,0 |
4,7-5,2 |
5,0-5,5 |
4,8-5,4 |
5,0-5,5 |
58
Буква в индексе условного обозначения ифзанита указыва- ет на присутствие в нем тротила, a соответствующая цифра - на температуру насыщения раствора селитры. Состав и харак- теристика ифзанитов приведены в табл.14.
Таблица 14 – Состав и характеристики ифзанитов
Показатели |
Т-20 |
Т-60 |
Т-80 |
Технический состав по массе, %: |
|
|
|
аммиачная гранулированная селитра |
40 |
40 |
40 |
тротил гранулированный или чешуйчатый |
20 |
20 |
20 |
Раствор аммиачной селитры |
40 |
40 |
40 |
Концентрация раствора аммиачной селитры |
64 |
80 |
86 |
Плотность раствора аммиачной селитры, % |
1,3 |
1,368 |
1,372 |
Химический состав по массе, %: |
|
|
|
селитра аммиачная |
66 |
72 |
74 |
тротил |
20 |
20 |
20 |
вода |
14 |
8 |
6 |
Кислородный баланс, % |
-1,6 |
-0,4 |
0 |
Плотность, г/см3 |
1,34-1,38 |
1,48-1,52 |
1,52-1,56 |
Теплота взрыва, кДж/кг |
3327 |
3792 |
3897 |
Объемная энергия взрыва, ккал/л |
1080 |
1360 |
1440 |
Полная удельная работа взрыва, ккал/кг |
675 |
760 |
780 |
Объем газов, л/кг |
937 |
920 |
913 |
Скорость детонации, км/с |
4,2-4,6 |
4,5-5,0 |
4,5-5,0 |
Критический диаметр, мм |
100-120 |
100-110 |
90-100 |
Ифзаниты можно применять без загущающих и структуро- образующих добавок в сухих скважинах и скважинах с непро- точной водой при условии, что при заряжании массу ВВ нагне- тают под столб воды по зарядному шлангу и взрывают по воз- можности в короткое время. При заряжании скважин с проточ- ной водой и при длительном нахождении заряда под водой (до 30 сут) раствор селитры должен загущаться и структурироваться с использованием необходимых добавок. Ифзаниты относятся к
59
высокомощным ВB и предназначены для взрывания крепких и весьма крепких трудновзрываемых пород.
Горячельющиеся ВВ. К ним относятся водонаполненные ВВ, т.е. смеси гранулированного тротила с горячим высококон- центрированным (88-90%) раствором аммиачной селитры и кар- батола. В настоящее время для применения рекомендованы сле- дующие виды горячельющихся ВВВ: ГЛТ-20 и ГПТ-35. Свойст- ва этих ВВ приведены в табл.15.
Таблица 15 - Характеристики горячельющихся ВВ
Показатели |
ГЛТ-20 |
ГЛТ-35 |
Т-15 |
ГЛ-10 В |
|
Кислородный баланс, % |
- |
- |
9,6 |
-21,4 |
|
Теплота взрыва, кДж/кг |
3687 |
3637 |
3436 |
5698 |
|
Объем газов, л/кг |
- |
- |
920 |
840 |
|
Объемная энергия взрыва, |
1340 |
1370 |
1270 |
2180 |
|
ккал/кг |
|||||
|
|
|
|
||
Плотность, г/см3 |
1,5-1,6 |
1,5-1,6 |
1,5-1,6 |
1,5-1,6 |
|
Работоспособность, см3 |
- |
- |
320-350 |
450-470 |
|
Бризантность в стальном |
5.5-6,0 |
5,7-6,3 |
4,5-4,8 |
4,5-5,1 |
|
кольце, мм |
|||||
|
|
|
|
||
Чувствительность к удару, % |
0-4 |
0-4 |
4-12 |
24-36 |
Существует два способа изготовления горячельющихся ВВ: периодический, когда смешение компонентов проводят в отдельной камере машины, и непрерывный, при котором дози- руемые компоненты смешиваются в устье скважины. Темпера- тура раствора селитры в обоих случаях должна быть не ниже 90° С (во избежание преждевременной кристаллизации селитры). К достоинствам этих ВВ следует отнести малое содержание во- ды и малокомпонентность, а к недостаткам - сложность работы с высококонцентрированным раствором селитры в холодное вре- мя. Для заряжания обводненных скважин рекомендуется зака- чивать смесь под слой воды. Отвердевшие заряды детонируют от обычных шашек детонаторов. Описанные ВВ опробованы
60