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

Плотность пороховых зерен 1,6—1,75 г/см3, насыпная 0,9—1 г/см3. Дымный порох чрезвычайно чувствителен к действию пламени, искр и трению, поэтому он очень опасен в обращении. В шпурах или скважинах дымный порох сгорает со скоростью около 400 м/с. Запрессованный до плотности 1,8 г/см3, он приобретает способность гореть параллельными слоями с меньшей скоростью.

Поскольку нарастание давления при сгорании порохов идет сравнительно медленно, то работа пороха проявляется в виде раска­ лывающего или метательного действия. Он применяется в настоящее время для добычи штучного камня и для изготовления огнепровод­ ного шнура.

Оксиликвиты изготовляются путем пропитки жидким кислородом или смесью его с 15—30% жидкого азота патронов из измельченных углеродистых материалов типа древесного угля и сажи или же целлюлозных поглотителей — мха, сфагнума, торфа и т. п.

Оксиликвиты быстро меняют взрывчатые свойства из-за интен­ сивного испарения жидкого кислорода из патронов. Принято выде­ лять три стадии существования оксиликвита: точка С 02, когда кислорода в заряде достаточно для получения полного окисления

Время с момента извлечения насыщенного кислородом патрона из термоса до момента, когда он начинает терять способность к дето­ нации, характеризует «жизненность» оксиликвита, которая меняется от 5—10 мин для патронов диаметром 30—40 мм до 2—3 ч для патро­

теплоты взрыва промышленных ВВ, рассмотренных выше. В практи­ ческих условиях эффект взрыва оксиликвитов мало отличается от эффекта взрыва аммиачно-селитренных ВВ, так как взрывание зарядов оксиликвита из-за низкой жизненности производится, как правило, позже точки СО2, низкой плотности заряда из-за жестких патронов и взрывания без забойки. Скорость детонации оксиликви­

Оксиликвиты взрываются от азидо-тетрилового капсюля-дето­ натора или от детонирующего шнура. Оксиликвиты легко воспла­ меняются, что почти всегда приводит к взрыву. Особенно опасна пыль горючих поглотителей, которая сильно электризуется в потоке испаряющегося кислорода.

130

В настоящее время оксиликвиты не применяются, однако имеются проекты их применения для взрывного бурения скважин.

§ 35. Технике-экономическая оценка эффективности применения новых взрывчатых веществ

До недавнего времени существовали общие качественные поло­ жения о методике выбора типа ВВ для взрывных работ. В настоящее время разработан количественный метод, в основу которого положен энергетический критерий экономической эффективности ВВ, сущ­ ность которого состоит в определении для каждого ВВ суммарной стоимости эквивалентных зарядов по запасу энергии и стоимости бурения шпура, скважины или проходки камеры для размещения этого заряда. Остальные затраты (расходы на средства взрывания, заряжание и т. д.) для обоих типов ВВ принимаются постоянными.

Стоимость эталонного Свв. эт и эквивалентного заряда Свв, н нового ВВ определяются по формулам:

Свв. эт = QaiCar',

Свв. н = QBC l

где Q3r — масса заряда эталонного ВВ, кг;

QH— масса эквивалентного заряда нового ВВ, кг; СэТ; — стоимости 1 кг эталонного и нового ВВ.

Стоимость бурения шпуров или скважин для размещения зарядов определяется по формулам:

Сб, Эт = ^ б . эт^бі

Сб. н — V6. »с

где Vt. эт и Ѵб н — объемы зарядных камер для размещения эта­ лонного и нового зарядов ВВ, дм3;

Сб — стоимость бурения 1 дм3 скважины, руб. Величина заряда может быть ориентировочно пересчитана по

отношению теплот взрыва эталонного и нового ВВ:

где Двв — плотность заряда в скважине;

ф— коэффициент, учитывающий содержание активных ком­ понентов в заряде ВВ (для обычных ВВ ф = 1 , для водонаполненных акватолов, гранулотола, алюмотола

Ф = 0,85);

132

Т а б л и ц а 30

Отпускная цена промышленных ВВ заводского изготовления (по прейскуранту № 05—12*)

Действу-

ющая цена ВВ на 1970 г., Расфасовка

руб. за 1 т

впрейскуранте N i 05—12 «Оптовые цены на взрывчатые вещества и средства взрывания». М., Прейскурант ГИЗ, 1967.

**Цены временные.

133

**Цены временные.

***Цена 1000 патронов.

2/3 — коэффициент заполнения скважин или шпуров ВВ. Абсолютное значение экономической эффективности может быть

вычислено на одну скважину:

Экономическая эффективность нового ВВ подсчитывается по формуле

Предпочтительные области применения различных ВВ на карь­ ерах, разрабатывающих различные по крепости породы при раз­

134

Глава VI

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ВЗРЫВАНИЯ ЗАРЯДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

§ 36. Способы возбуждения взрыва зарядов промышленных взрывчатых веществ

Импульс, необходимый для возбуждения взрыва, сообщается за­ ряду промышленного ВВ взрывом небольшого по величине заряда инициирующего ВВ, размещенного в капсюле-детонаторе, электро­ детонаторе, непосредственно или через более мощный промежуточный детонатор (для гранулированных и водонаполненных ВВ).

Детонация инициирующих ВВ, обладающих значительно большей чувствительностью к внешним тепловым и механическим воздей­ ствиям, возбуждается тепловым импульсом: в капсюлях-детонато­ рах — горящей сердцевиной огнепроводного шпура, в электродето­

шнур, сердцевина которого выполнена из мощного ВВ — тэна или гексогена. Для возбуждения взрыва детонирующего шнура обяза­ тельно применение капсюля-детонатора или электродетонатора. Та­ ким образом, во всех случаях возбуждение взрыва зарядов промыш­ ленных ВВ осуществляется капсюлем-детонатором или электродето­ натором.

§ 37. Классификация способов и средств взрывания зарядов

Совокупность принадлежностей для инициирования зарядов про­ мышленных ВВ называется средствами взрывания.

В зависимости от способа возбуждения взрыва детонатора разли­ чают:

о г н е в о е взрывание зарядов, когда детонатор взрывается от луча огня искр огнепроводного шнура; э л е к т р и ч е с к о е взры­ вание зарядов, когда детонатор взрывается от электровоспламени­ теля; э л е к т р о о г н е в о е , когда детонатор взрывается от пла­ мени огнепроводного шнура, поджигаемого электровоспламенителем.

136

Иногда в самостоятельный способ выделяют взрывание с помощью детонирующего шнура.

С р е д с т в а о г н е в о г о в з р ы в а н и я : капсюли-детона­ торы, огнепроводный шнур, средства зажигания огнепроводного шнура.

сюли-детонаторы, огнепроводный шнур, электрозажигательные па­ троны.

С р е д с т в а в з р ы в а н и я с п о м о щ ь ю д е т о н и ­ р у ю щ е г о ш н у р а : детонирующий шнур и средства огневого, электроогневого или электрического взрывания.

§ 38. Взрывчатые вещ ества для изготовления средств взрывания

Инициирующими называются ВВ, обладающие значительно более высокой чувствительностью к внешним воздействиям, чем промы­ шленные ВВ, способные в малых количествах (доли грамма) взры­ ваться под действием относительно слабого импульса (искры огня, трения, удара, укола и т. д.).

По чувствительности инициирующие ВВ делятся на п е р в и ч ­ н ы е и в т о р и ч н ы е (табл. 31).

Т а б л и ц а 31

Характеристика инициирующих ВВ

Отличительными особенностями первичных инициирующих ВВ являются: способность взрываться в малых количествах (0,1 — 0,5 г) и диаметрах (4—5 мм); весьма высокая чувствительность

137

г

к механическим и тепловым воздействиям; горение этих ВВ почти мгновенно переходит в детонацию.

Первичные инициирующие ВВ (гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС) инициируют более мощные вторичные инициирующие ВВ (тетрил, гексоген, тэн), вызывающие взрыв заряда промышленного ВВ или шашки промежуточных детонаторов, от которых происходит

основной взрыв.

Инициирующие ВВ применяются для снаряжения капсюлей-дето­ наторов, электродетонаторов и детонирующего шнура.

Промежуточные детонаторы изготовляются из зарядов тротила и гексогена массой от 200 до 800 г с отверстиями в центре для дето­ нирующего шнура; в некоторых случаях промежуточный детонатор делается путем обвязки детонирующим шнуром нескольких патро­ нов ВВ.

Гремучая ртуть Hg(CNO)2 — кристаллический ядовитый поро­ шок белого или серого цвета с температурой воспламенения 160° С. В сухом порошкообразном состоянии чрезвычайно чувствительное ВВ. даже к слабым механическим воздействиям. Например, пересыпание или перемешивание сухой порошкообразной гремучей ртути может вызвать ее взрыв.

Это наиболее чувствительное из всех применяемых иницииру­ ющих ВВ. При содержании 10% влаги гремучая ртуть только горит, не детонируя; при содержании 30% влаги она даже не загорается. Поэтому гремучая ртуть хранится в сосудах с водой. Прессованная гремучая ртуть менее чувствительна к внешним воздействиям. Поэтому для изготовления детонаторов гремучая ртуть применяется в прессованном виде. Концентрированная серная кислота вызывает взрыв сухой гремучей ртути. При наличии влаги гремучая ртуть вступает в реакцию с медью, образуя весьма чувствительные фуль­ минаты меди. Поэтому медные детонаторы, снаряженные гремучей ртутью, необходимо предохранять от влаги. С алюминием гремучая ртуть реагирует, образуя невзрывчатые соединения, из-за чего ею не заряжают алюминиевые гильзы.

Азид свинца Pb (N3)2 — белый мелкокристаллический порошок. Азид свинца негигроскопичен, не растворяется в воде и не теряет детонационной способности при увлажнении. Под воздействием углекислого газа в присутствии влаги азид свинца переходит в угле­ кислые соли, в связи с чем его чувствительность снижается. С медью азид свинца образует весьма чувствительные и опасные соединения, поэтому азид свинца запрессовывается обычно в алюминиевые гильзы. Азид свинца наиболее мощное первичное инициирующее ВВ и менее токсичное, чем гремучая ртуть. Поэтому в промышленности расширяется область применения детонаторов с азидом свинца. Сте­ пень уплотнения и температура азида свинца не оказывают влияния на его чувствительность. Недостаточная чувствительность азида свинца к лучу огня вызывает необходимость его применения в со­ четании с более чувствительным к воспламенению тринитрорезорцинатом свинца.

138

ТНРС (тринитрорезорцинат свинца) C2He(N02)3PbH20 — зо­ лотисто-желтый кристаллический порошок. С металлами не взаимо­ действует. По чувствительности занимает промежуточное положение между азидом свинца и гремучей ртутью. По инициирующей способ­ ности ТНРС слабее азида свинца и гремучей ртути. Поэтому ТНРС применяется только как промежуточный заряд массой 0,1 г, который детонирует от луча огня огнепроводного шнура или электровоспла­ менителя и вызывает взрыв азида свинца, а последний — инициирует взрыв заряда вторичного инициирующего ВВ.

Вторичные инициирующие ВВ предназначены для увеличения энергии начального импульса и передачи детонации основному заряду ВВ. Вторичные инициирующие ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям, но имеют большую скорость детонации и теплоту взрыва, а также более высокую инициирующую способность по сравнению с первичными инициирующими ВВ.

Тетрил (тринитрофенилметилнитрамин) CeH2(N02)4NCH3 — кри­ сталлический порошок бледно-желтого цвета. При воспламене­ нии быстро горит, причем горение может перейти во взрыв. С метал­ лами тетрил не взаимодействует. Обладает высокими взрывчатыми характеристиками (см. табл. 31). Применяется в качестве вторичного инициирующего ВВ в большинстве выпускаемых детонаторов.

в небольших количествах горит спокойно. Относится к мощным вторичным инициирующим ВВ. Применяется в горной промышлен­ ности в основном для изготовления детонирующего шнура и в ка­ честве вторичного инициирующего в некоторых электродетонаторах. За рубежом тэн применяется для изготовления мощных промышлен­ ных ВВ, а также специальных шашек промежуточных детонаторов (в сплаве с тетрилом) для инициирования зарядов низкочувствитель­ ных ВВ.

§ 39. Средства огневого взрывания

Капсюль-детонатор (рис. 61) представляет собой цилиндрическую гильзу 1 (медную, алюминиевую или бумажную) диаметром 6—7 мм

идлиной 47—51 мм, снаряженную зарядами первичного 2, 2' и 2"

ивторичного 3 инициирующего ВВ.

Заряд первичного инициирующего ВВ (гремучая ртуть 2, ТНРС 2' и азид свинца 2") берется таким, чтобы возбудить взрыв вторичного инициирующего ВВ 3. Заряд вторичного инициирующего ВВ (тетрил) подобран в серийных детонаторах (№ 8) исходя из условий безот­ казного взрывания зарядов порошкообразных аммиачно-селитрен- ных промышленных ВВ. Для усиления инициирующего действия донышко капсюля-детонатора имеет кумулятивное углубление 4.

В гильзу детонатора запрессовывается сначала вторичное ини­ циирующее ВВ, а затем вводится первичное инициирующее ВВ в ме­ таллической чашечке 5 с отверстием в центре диаметром 2—2,5 мм. Для^предотвращения высыпания ВВ из чашечки отверстие закрыто

139