книги из ГПНТБ / Кутузов, Б. Н. Взрывные работы учебник

Порошкообразный и прессованный тротил взрывается от капсюлядетонатора или нескольких витков детонирующего шнура. Грану­ лированный или литой тротил требует более мощного промежуточ­ ного детонатора из тротиловых шашек или патронов аммонита.

Гранулотол (гранулированный тротил) с размером гранул 3—5 мм применяется как самостоятельное ВВ для взрывания обводненных скважин и в качестве компонента в составе зерногранулитов и граммоналов. В сухом состоянии гранулотол имеет теплоту взрыва 810 ккал/кг, а водонаполненный — 1000 ккал/кг в пересчете на 1 кг сухого ВВ. Работоспособность водонаполненного гранулотола на баллистическом маятнике и в свинцовой бомбе (с промежуточным детонатором) на 10—13% выше работоспособности сухого тротила в тех же условиях.

Критический диаметр сухого порошкообразного тротила 8—10 мм, гранулотола в открытых зарядах около 60 мм, водонаполненного 25—30 мм, а скорость детонации изменяется от 4,5 до 6,5 км/с.

Гранулотол имеет хорошую сыпучесть в сухом и мокром состоя­ нии, негигроскопичен и нерастворим в воде. При хранении не сле­ живается и не спекается. Гранулотол обладает практически неогра­ ниченной водоустойчивостью. Его заряды могут продолжительное время находиться в воде, в том числе и проточной, без потери взрыв­ чатых свойств, поэтому он пригоден для подводного взрывания. Для инициирования гранулотола необходим промежуточный мощ­ ный детонатор, так как он недостаточно чувствителен к промышлен­ ным средствам взрывания.

Т а б л и ц а 21

Характеристика гранулированных водоустойчивых ВВ

ПО

Гранулотол рекомендуется применять в водонаполненном состо­ янии, так как вода, заполняя промежутки между гранулами, уве­ личивает плотность заряжания до 1,3—1,35 г/см3, за счет чего повы­ шается скорость детонации и улучшается эффект взрыва. Примене­ ние этого ВВ в сухих скважинах нерационально. Гранулотол удобен для механизированного заряжания скважин. Взрывчатые характе­ ристики гранулотола приведены в табл. 21.

Порошкообразный, чешуйчатый и гранулированный тротил ши­ роко применяются для изготовления аммиачно-селитренных ВВ. Для повышения энергетических показателей ВВ в расплавленный тротил добавляется алюминиевая пудра. ВВ, получаемое при этом, называется а л ю м о т о л .

Алюмотол представляет собой гранулированный сплав с грану­ лами размером до 5 мм серого цвета, состоящий из 85% тротила и 15% алюминиевой пудры, с теплотой взрыва 1340 ккал/кг. Плот­ ность гранул 1,5—1,7 г/см3. Алюмотол хорошо сыпуч в сухом и мок­ ром состоянии, пригоден для механизированного заряжания скважин. Нерастворим в воде, обладает высокой стабильностью взрывчатых свойств. Алюмотол не увлажняется и не слеживается. Предназначен для применения в обводненных скважинах, в том числе с проточной водой. На карьерах возможно смешивание алюмотола с гранулиро­ ванной аммиачной селитрой в соотношении 70% на 30% в специаль­ ных дозировочных устройствах. Это повышает плотность заряжания до 1,4 г/см3 и увеличивает теплоту взрыва до 1500 ккал/кг. Взрывча­ тые характеристики алюмотола приведены в табл. 21.

Для его инициирования необходимы мощные промежуточные детонаторы. Недостаток алюмотола — его высокая стоимость.

При взрывании гранулированных ВВ с отрицательным кислород­ ным балансом в воде давление и скорость детонации (см. табл. 21) повышаются благодаря большой плотности заряда и увеличению теплоты взрыва. Увеличение теплоты взрыва ВВ с отрицательным кислородным балансом при повышении его плотности в результате добавления воды объясняют тем, что при этом увеличиваются ско­ рость и давление на фронте детонационной волны, что, в свою очередь приводит к образованию из двух молекул СО одной молекулы С 02 и углерода, что сопровождается выделением дополнительного тепла

А<?:

2СО С02 + С + А(?.

При взрывании тротила в больших зарядах наблюдается явление вторичных взрывов (хлопков), когда через некоторый промежуток времени (от нескольких секунд до часов) после взрыва в массе взор­ ванной породы происходит довольно сильный хлопок, который иногда сопровождается выбросом пламени. Сила вторичного взрыва незначительна, и разброс породы обычно не происходит. В этом случае происходит вспышка газов, образовавшихся при взрыве и достигших в смеси с воздухом взрывоопасной концентрации, содержащих окись углерода, метан и другие горючие газы. После

111

взрыва ВВ горение газов, выходящих из взорванной горной массы, может продолжаться несколько часов.

Тротил входит в состав аммиачно-селитренных ВВ в качестве как сенсибилизатора, так и активной горючей добавки, так как имеет, как указано выше, большой отрицательный кислородный баланс. Содержание тротила в составе ВВ изменяется от 5 до 70%. Для грубодисперсных ВВ применяется гранулированный и чешуй­ чатый тротил, а для патронированных — порошкообразный.

Гексоген (циклотриметилентринитрамин) получают нитрацией уротропина азотной кислотой, он представляет собой белый кристал­ лический порошок с плотностью 1,8 г/см3 и насыпной плотностью 1,1 г/см3. Температура плавления 203° С, нерастворим в воде, ядовит, имеет высокую химическую стойкость. Разложение гексогена начи­ нается при температуре 200° С. В небольшом количестве он сгорает без взрыва.

Ввиду высокой чувствительности гексогена к механическим воз­ действиям его применяют в флегматизированном виде, после вве­ дения 5% воска или парафина.

Гексоген — одно из наиболее мощных ВВ. Работоспособность

всвинцовой бомбе 475 см3, бризантность при заряде 25 г составляет 16 мм. При заряде 50 г свинцовый столбик разрушается. Скорость детонации8,6км/с приплотности1,7г/см3,теплота взрыва 1300ккал/кг.

Впоследнее время гексоген используют в качестве сенсибили­ зирующего компонента мощных промышленных ВВ (скальных аммо­ нитов), вторичного инициирующего ВВ (вместо тетрила) для капсю­ лей-детонаторов, а также для изготовления некоторых детониру­ ющих шнуров и промежуточных детонаторов для инициирования ВВ пониженной чувствительности.

Горючие и другие добавки аммиачно-селитренных взрывчатых веществ. Кроме перечисленных основных взрывчатых компонентов

всостав аммиачно-селитренных ВВ входят невзрывчатые органи­ ческие горючие добавки, богатые горючими элементами (водородом и углеродом), которые окисляются избыточным кислородом амми­ ачной селитры, выделяя при этом дополнительную энергию.

Твердые горючие добавки вводят в состав ВВ в тонкоизмельченном виде, чтобы увеличить поверхность соприкосновения с селитрой (древесная, торфяная мука, мука хлопкового жмыха и т. д.). Эти добавки выполняют в составе ВВ также функцию разрыхлителя, снижая слеживаемость ВВ при хранении.

Из жидких горючих добавок применяется соляровое масло (до 6%). Комбинация жидкой и твердой горючих добавок обеспе­ чивает лучшее удержание солярового масла в составе ВВ.

Вкачестве металлической горючей добавки все шире применяется алюминиевая пудра, которая повышает теплоту взрыва за счет большого количества тепла, выделяемого при окислении алюминия,

иповышает объемную концентрацию энергии ВВ благодаря уве­ личению его плотности.

Всостав водоустойчивых ВВ вводят гидрофобные добавки (пара­

112

стационарные пункты приготовления, а машины применяют только для доставки игданита к месту взрыва и зарядки скважин. Практи­ ческое распространение получили только последние два способа механизированного заряжания игданита.

Игданиты безопасны в обращении, имеют низкую стоимость, удобны для механизированного заряжания.

Недостатками игданита являются: возможность применения только в сухих скважинах, частичная потеря взрывчатых свойств при длительном заряжании из-за плохого удержания солярового масла гладкими гранулами селитры, флегматизация детонирующего шнура соляровым маслом, из-за чего происходят отказы, низкое качество дробления крупноблочных пород большой крепости.

Игданит относится к ВВ невысокой мощности и предназначен преимущественно для взрывания пород ниже средней и средней крепости. Область его применения расширяется, а объем потребле­ ния достигает 30% всех гранулированных ВВ. С выпуском грану­ лированной пористой селитры качество игданитов повысится, а об­ ласть применения расширится как на открытых, так и на подзем­ ных работах.

Для использования преимуществ простейших ВВ разработаны г р а н у л и т ы — простейшие ВВ заводского изготовления, состоя­ щие из гранулированной аммиачной селитры, пропитанной мине­ ральным маслом и опудренной твердой мелкодисперсной горючей добавкой (см. табл. 22). Гранулиты не имеют недостатков, свойствен­ ных игданитам. Цвет гранулитов зависит от цвета горючей добавки: серый — у гранулитов С (покрыты древесной мукой), серебристый — у металлизированных гранулитов АС (покрыты алюминиевой пудрой).

Гранулиты имеют низкую чувствительность к механическим воздействиям, могут детонировать при влажности до 5%, имеют хорошую сыпучесть и низкую слеживаемость, невысокую водо­ устойчивость, относительно невысокую стоимость и пригодны для механизированного заряжания. Гранулиты АС-8 и АС-4 пригодны для взрывания крепких пород в сухих и влажных забоях (без нали­ чия воды). Гранулиты С-2 и М используются при взрывании пород ниже средней и средней крепости в сухих забоях.

Самостоятельной группой простейших аммиачно-селитренных ВВ являются д и н а м о н ы , которые широко применялись на карье­ рах до 1953 г. С этого времени их выпуск был прекращен из-за нестабильности их характеристик и расслаиваемости при заряжании скважин.

Выпускаемые в настоящее время мощные м е т а л л и з и р о ­

вой пудры, применяются для механизированного заряжания шпу­ ров и скважин в подземных условиях. Взрывчатые свойства этих динамонов достаточно высоки: работоспособность 420—450 см3; бризантность от 14 до 17 мм; скорость детонации 3,5—4,2 км/с; теплота взрыва 1180—1290 ккал/кг; плотность от 0,9 до 1,1 г/см3.

114

29. Аммониты

Эти сорта ВВ получают путем механического смешивания в шаро­ вых мельницах аммиачной селитры (79—85%) с тротилом (5—21%) и другими компонентами. Их выпускают для карьеров россыпью в мешках массой 40 кг, а отдельные сорта (аммонит В-3) в виде прессованных или шнекованных патронов диаметром 130— 210 мм.

Тротил вводят для повышения мощности и чувствительности ВВ, горючие невзрывчатые добавки (древесная мука) вводят для улучше­ ния структуры аммонитов против слеживаемости и как горючий мате­ риал для повышения теплоты взрыва, получения нулевого кисло­ родного баланса ВВ. Цвет аммонитов зависит от цвета добавки и обычно бывает белый, желтый и темно-серый. Восприимчивость аммонитов к начальному импульсу зависит от качества обработки, количества тротила и продолжительности хранения.

Аммониты — химически стойкие ВВ. Все аммониты гигроско­ пичны, как и аммиачная селитра, входящая в их состав. Для защиты аммонитов от увлажнения оболочки патронов и упаковку покрывают сплавом парафина с петролатумом. Повышенная водоустойчивость достигается введением в состав аммонитов 1,5% гидрофобных доба­ вок двух типов — пленкообразующих (парафинистый мазут или парафин) и твердых мелкодисперсных (мелкоизмельченный асфаль­ тит). На основе такой комбинированной гидрофобной добавки раз­ работан водоустойчивый аммонит В-3. В качестве гидрофобных добавок применяются также нерастворимые соли некоторых металлов, жирных кислот, например стеарат кальция. Повышенной водо­ устойчивостью обладают аммониты на основе водоустойчивой амми­ ачной селитры марки ЖВ.

Вследствие незначительной смачиваемости и насыпной плот­ ности меньше 1 г/см3 водоустойчивые порошкообразные аммо­ ниты не тонут в воде при свободной засыпке их в скважины, запол­ ненные водой. Аммониты на порошкообразной селитре слежи­ ваются. Слежавшийся аммонит, как правило, не детонирует от капсюля-детонатора № 8. Детонационная способность слежавшегося аммонита в значительной мере восстанавливается его измельчением до порошкообразной структуры. Меньшую слеживаемость имеют аммониты, содержащие древесную муку или селитру марки ЖВ. Для уменьшения слеживаемости в состав ВВ вводят селитру с при­ месью красителей (фуксина).

Насыпная плотность аммонитов 0,8—0,9 г/см3, аммониты, содер­ жащие древесную муку (№ 7ЖВ,№9ЖВ, № 10ЖВ), имеют насыпную плотность 0,7—0,75 г/см3. Патронированные аммониты имеют плот­ ность 1—1,15 г/см3. Для того, чтобы плотность заряжания шпуров аммонитами была близкой к плотности патронов, на оболочке патро­ нов перед заряжанием делают косой осевой надрез и патроны в шпуре раздавливают забойником. При этом нельзя допускать излишнего уплотнения ВВ, которое может привести к отказу заряда.

Увеличение плотности аммонитов до 1,3—1,4 г/см3 достигается их прессованием или шнекованием. Критическая плотность боль­ шинства аммонитов 1,5—1,4 г/см3, скальные аммониты имеют плот­ ность 1,5 г/см3. Жесткие прессованные и шнекованные заряды не изменяют своей формы в процессе заряжания. Это ухудшает условия использования ВВ, так как между зарядом и стенками шпура или скважины остается зазор, снижающий плотность заряда.

Аммониты, кроме скальных, относительно безопасны в обраще­ нии. От луча огня огнепроводного шнура аммониты не загораются. Зажженные аммониты на открытом воздухе сгорают без взрыва. В замкнутом пространстве или при большой массе ВВ возможен переход горения аммонита во взрыв. Аммониты устойчиво детони­ руют от капсюля-детонатора № 8. Увлажненные и слежавшиеся, а также переуплотненные аммониты обладают пониженной воспри­ имчивостью к детонации.

116

117

Аммонит В-3 выпускается в мешках по 40 кг и в шнекованных патронах от 30 до 210 мм длиной 420 мм, плотностью 1,3 г/см3, хорошо тонущих в воде при заряжании обводненных скважин, даже с про­ точной водой. Гидрофобная (водоотталкивающая) добавка, состоя­ щая из асфальтита и парафина, придает аммониту водоустойчивость и является цементатором, позволяющим изготовить патроны необ­ ходимой прочности и размеров.

Патроны обертываются в пропитанную битумом бумагу, которая предохраняет ВВ от увлажнения в течение 5—9 ч в период нахожде­ ния заряда в обводненной скважине. Инициирование производится двумя или четырьмя нитками детонирующего шнура, пропущенными в центральное отверстие патронов при их опускании в скважину. Для удобства опускания в скважину шашки имеют петлю из шпа­ гата. Применяется для взрывания пород средней крепости. По энергетическим характеристикам аммонит В-3 аналогичен аммо­ ниту № 6ЖВ, так как при более высокой объемной концентрации энергии в патронах (за счет их более высокой плотности) плотность шнекованного жесткого заряда в скважине не выше плотности заряда порошкообразного аммонита № 6ЖВ.

Аммонит № 6ЖВ представляет собой плохосыпучий, пылящий порошок желтого цвета. При тщательном изготовлении и хорошей упаковке мало слеживается. Из обычных аммонитов имеет наиболее высокие взрывчатые характеристики (см. табл. 24). Выпускается в патронированном виде и в многослойных бумажных крафтцеллюлозных мешках. Предназначен для взрывания пород средней

ивыше средней крепости в сухих и влажных забоях. Аммонит № 6ЖВ используется как для заряжания скважин и шпуров, так и в качестве промежуточных детонаторов для инициирования водонаполненных

игранулированных ВВ: гранулитов, игданитов, зерногранулитов, гранулотола, алюмотола и других низкочувствительных ВВ. Непатронированным аммонитом заряжать обводненные скважины не рекомендуется из-за плохого его потопления и возможности вымы­ вания селитры из заряда проточной водой.

Аммониты № 9ЖВ и № 10ЖВ — однородные, малосыпучие, рыхлые порошкообразные ВВ. Наличие в их составе водоустойчивой селитры и древесной муки обеспечивает малую слеживаемость,

хорошую детонационную способность даже при значительном увлаж­ нении (до 5% и более). К механическим воздействиям малочувстви­ тельны, но более чувствительны к огню из-за наличия в их составе повышенного количества древесной муки. По взрывчатым свойствам они слабее аммонита № 6ЖВ, но мало уступают ему по водоустой­ чивости.

Аммониты № 9ЖВ и № 10ЖВ — ВВ ниже средней мощности, применяемые для взрывания пород ниже средней крепости. С внедре­ нием в практику взрывных работ простейших ВВ потребление этих аммонитов значительно снизилось. Выпускаются только в мешках по 40 кг.

118

§ 30. Зерногранулиты и граммоналы

Наша промышленность выпускает для использования на откры­

и может применяться в скважинах, заполненных водой. Числитель

Зерногранулиты имеют хорошую сыпучесть, не пылят, не сле­ живаются, пригодны для механизированной зарядки, используются для зарядки сухих и обводненных скважин. От аммонитов они отличаются меньшей чувствительностью к механическим воздей­ ствиям, к пламени и к начальному импульсу. Внешне зерногранулиты представляют гранулированную хорошо сыпучую смесь желтого или желтовато-белого цвета. Заряд зерногранулитов взрывается от промежуточного детонатора более мощного ВВ (патроны аммо­ нита № 6ЖВ или шашка промежуточного детонатора).

Гранулы селитры в зерногранулитах 50/50-В и 30/70-В покрыты слоем расплавленного тротила, благодаря чему они имеют повышен­ ную водоустойчивость. Степень их водоустойчивости зависит от толщины слоя тротила. Зерногранулит 30/70-В более водоустойчив, чем зерногранулит 50/50-В, поскольку содержит в своем составе большее количество тротила. Он может применяться в забоях, сильно обводненных непроточной водой. Заряды могут находиться

119