книги из ГПНТБ / Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

мической стойкостью; нагревание при более высоких температурах вызывает начало ее разложения, которое развивается тем интен­ сивнее, чем выше температура. При нагревании до 160—165° про­ исходит взрыв.

Величина содержания влаги изменяет свойства гремучей ртути. Сухая гремучая ртуть чрезвычайно чувствительна даже к слабым механическим воздействиям. При содержании влаги свыше 5% она менее чувствительна к удару; при влажности более 30% она не взрывается ни от удара, ни от искры, но хорошо детонирует от взрыва заряда сухой гремучей ртути. Влажность гремучей ртути, предназначенной для снаряжения детонаторов, должна быть не более 0,03%; при более высоком содержании влаги гремучая ртуть под воздействием обычного импульса может давать отказы капсю­ лей-детонаторов, которые ею снаряжены.

Гремучая ртуть не гигроскопична, однако снаряженные ею детонаторы необходимо предохранять от увлажнения, так как влажная гремучая ртуть сохраняет влагу и в таком состоянии способна выгорать. Если зимой снаряженный гремучей ртутью капсюль-детонатор упадет в снег и последний попадет в дульце детонатора на открытую гремучую ртуть, то такой капсюль-детона­ тор не взорвется. Кроме того, увлажненная гремучая ртуть способ­ на реагировать с металлом гильзы детонатора или с металлом

чашечки, образуя фульминаты меди. Последние чрезвычайно опасны, так как они обладают большей чувствительностью, чем сама гремучая ртуть, и даже легкое трение детонаторов с фульми­

натами может привести к взрыву.

Действительная плотность кристаллов гремучей ртути равна 4,42 г/см?-, насыпная плотность около 1,2 г)см?. В прессованных из­ делиях плотность колеблется от 3 до 4 г)см?, и при такой плотности

гремучая ртуть легко детонирует. Практика показала, что запрес­

сованная при давлении свыше 500 ат гремучая ртуть теряет спо­ собность безотказной детонации и выгорает без взрыва. Поэтому прессование капсюлей-детонаторов с гремучей ртутью ведется при давлении 200—250 ат. При перепрессовке гремучей ртути или в случае попадания масла от смазки инструмента капсюли-детона­ торы дают неполные взрывы с образованием «пауков» (разверну­ тых остатков гильзы детонатора с несдетонировавшим тетриловым столбиком). Если же гремучая ртуть недопрессована, то она может высыпаться из гильзы и создать повышенную опасность при обращении с детонаторами.

Гремучая ртуть при детонации разлагается с образованием металлической ртути, окиси углерода и свободного азота. Объем газов взрыва равен 304 л/кг, теплота взрыва 368 ккал!кг, темпера­ тура взрыва 4 800° К, скорость детонации 4 850 м]сек при плотности

3,65 г/см?.

Гремучая ртуть является высокобризантным ВВ. В свое время гремучая ртуть была единственным инициирующим ВВ но в по­

следние десятилетия ее начинают заменять азидом свинца.

Азид свинца представляет собой соль азотистоводородной ки­

240

слоты и имеет вид белого тонкокристаллического порошка, кото­

рый при пребывании на свету через короткое время окрашивается

в желтый цвет. Он получается из азида натрия путем замещения металлического натрия свинцом, входящим в какую-либо раство­ римую свинцовую соль, например азотнокислый свинец. Действи­ тельная плотность азида свинца 4,7 г1смъ. Азид свинца пригото­ вляется в виде мелких гранул.

В противоположность гремучей ртути азид свинца не теряет взрывчатых свойств при увлажнении и детонирует даже с влаж­ ностью 30%. Однако во влажной среде и в присутствии углекисло­ го газа азид свинца частично расщепляется, при этом образуется азотистоводородная кислота, легко вступающая в соединение с медью, создавая новые соединения — азиды закисной или окисной

меди. При образовании азида закисной меди возможны несчастные случаи, так как он чрезвычайно чувствителен даже к небольшим

механическим воздействиям. Азид свинца не взаимодействует с алюминием и свинцом; с железом его взаимодействие возможно.

Поэтому гильзы детонаторов, снаряжаемых азидом свинца, изго­ товляются из алюминия.

Химическая стойкость азида свинца вполне достаточна для практических целей. Продолжительное нагревание при температу­

ре 100° не изменяет его свойств. Солнечный свет вызывает потемне­ ние азида свинца, но образовавшийся на поверхности тонкий слой потемневшего азида предохраняет от распространения процесса в глубь массы В В.

Азид свинца по сравнению с гремучей ртутью менее чувствите­

лен к воздействию удара или пламени, что вызывает необходимость

применять в детонаторах поверхностный слой из более чувствитель­ ного тринитрорезорцината свинца.

При прессовании азид свинца выдерживает большие давления,

чем гремучая ртуть, и хорошо детонирует, не давая отказов. Он об­

ладает большой инициирующей способностью и его можно приме­ нять в детонаторах в небольших количествах (0,23 г вместо 0,5). Так же, как и гремучая ртуть, азид свинца при детонации дает

резкий короткий удар. Скорость детонации при плотности 4,6 г!см3 равна 5 300 м!сек.

Температура вспышки азида свинца 327°; температура взрыва 4 030°К, теплота взрыва 381 ккал/кг, объем газов взрыва 308 л/кг.

Тринитрорезорцинат свинца (стифнат свинца, тенерес, ТИРС) —

соль стифниновой кислоты, имеющая вид золотисто-желтых, тем­ неющих на воздухе кристаллов. Тринитрорезорцинат свинца подоб­ но азиду свинца выпускается в гранулированном виде. Гигроско­ пичность его ничтожна и присутствие в нем влаги не дает замет­

ных изменений его взрывчатых свойств. Тенерес с металлами не реагирует.

Тринитрорезорцинат свинца химически достаточно стоек. При нагревании до температуры выше 100° он теряет кристаллизацион­

ную воду, но без разложения, которое может наступить только при нагревании до 200°. Температура вспышки около 270°, вследствие

чего он лучше реагирует на воздействие пламени, чем азид свинца, и потому входит как обязательная составная часть в азидовые

детонаторы.

Чувствительность тринитрорезорцината свинца к удару примерно в 6 раз ниже, чем у гремучей ртути, и в 2 раза меньше, чем у азида свинца, что создает удобство для использования его при снаряжении детонаторов. Инициирующая способность его много слабее, чем гремучей ртути или азида свинца, что не дает возмож­ ности использовать его в качестве самостоятельного инициирующе­ го ВВ в капсюлях-детонаторах.

Тринитрорезорцинат свинца легко электризуется, что в связи с высокой чувствительностью к электрическим разрядам делает особо опасными операции по его пересыпке и сортировке.

Температура взрыва тринитрорезорцината свинца около 2800°,

объем газов взрыва 448 л/кг, теплота взрыва 415 ккал/кг, скорость детонации при плотности 3,1 г/см? равна 4 800 м/сек.

§52. Средства взрывания и воспламенения

Кпромышленным средствам взрывания относятся промышлен­ ные детонаторы, детонирующий и огнепроводный шнур и средства

его воспламенения.

Промышленные детонаторы служат для детонации

зарядов ВВ и носят название капсюлей-детонаторов. Капсюли-де­ тонаторы, соединенные с электровоспламенителями, называются

по способу воспламенения электродетонаторами.

Промышленный. капсюль-детонатор (рис.

а) обеспечить большую безопасность при запрессовке инициирующего ВВ, обладающего высокой чувстви­ тельностью; б) уменьшить опасность при обращении с детонато­

242

ром, сокращая площадь открытой поверхности инициирующего ВВ; в) защитить до Некоторой степени инициирующее ВВ от увлажне­ ния; г) создать более прочную камеру в момент взрыва иниции­ рующего ВВ, обусловливая тем самым его более мощное действие.

Расстояние от чашечки до дульца детонатора принимается равным

15—18 мм, что позволяет свободно ввести и достаточно прочно закрепить огнепроводный шнур или электровоспламенитель мгно­ венного действия. При изготовлении электровоспламенителей ко­

роткозамедленного или замедленного действия это расстояниеувеличивается с учетом длины замедлителя, и соответственно уве­ личивается общая длина гильзы.

В настоящее время большая часть промышленных детонаторов"

выпускается в бумажных гильзах, что связано с экономией цвет­ ных металлов. Характеристика применяемых в СССР промышлен­

ных капсюлей-детонаторов приведена в табл. 52. Из числа приве­

Гремучертутно-тетриловый № 8М Медь или Медь или

денных в таблице азидо-тетриловые капсюли-детонаторы являются более мощными; их применяют для наиболее ответственных взрыв­ ных работ.

Капсюли-детонаторы укладываются в картонные коробки в

вертикальном положении по 100 шт.; пять коробок (500 шт.) упа­ ковывают в картонный футляр, а десять футляров (5 000 шт.) по­ мещают в короб, который в свою очередь уложен в деревянный ящик.

■Капсюли-детонаторы легко могут взрываться от удара, от дей­ ствия искры или пламени, ог трения по составу и даже от легкого

царапания по нему. Хотя чрезвычайная чувствительность иниции­ рующих ВВ до некоторой степени уменьшается за счет прессова­

ния, но она остается все же значительной, поэтому обращение с капсюлями-детонаторами должно быть чрезвычайно осторожным.

Их нельзя ронять, ударять по ним: при извлечении их из коробок

или при пересчете работа должна производиться на каком-либо

мягком материале, например на подкладке из войлока или из резиновой пластины толщиной не менее 3 мм. Если внутрь детона­ тора попала 'какая-либо соринка, то ее ни в коем случае нельзя удалять выковыриванием или выдуванием. При выдувании вместе

с воздухом может попасть слюна, которая увлажнит гремучую ртуть и вызовет отказ капсюля-детонатора при взрыве. Попавшую внутрь гильзы соринку разрешается удалять только путем легкого постукивания дульца гильзы о ноготь пальца. Переносить капсюлидетонаторы из склада к месту работ можно только в сумках из мягкого толстого материала, защищающего их от механических

воздействий; при этом они должны находиться в таком положении,

чтобы не могли ударяться при переноске один о другой. Хранение капсюлей-детонаторов должно производиться в сухих помещениях.

На предприятиях, производящих взрывные работы, капсюли-де­

тонаторы подвергаются испытаниям, заключающимся в наружном

осмотре и в проверке полноты детонации патрона ВВ, взрываемого испытуемым капсюлем-детонатором. Для наружного осмотра вскрывают 1 % ящиков от общего количества и из каждого ящика

отбирают по пяти коробок, содержимое которых осматривают. При

осмотре на металлических гильзах не должно быть сквозных тре­ щин или раковин, а на бумажных — отслаиваний бумаги у дульца, препятствующих введению огнепроводного шнура. Внутренняя поверхность гильз не должна быть загрязнена или засорена. Кроме

того, у капсюлей-детонаторов в бумажных гильзах не должно быть сколов тетрила у дна капсюля-детонатора. При наличии дефектов капсюли-детонаторы этой партии должны быть все пересортиро­ ваны.

Для проверки полноты детонации патрона ВВ из числа прошед­ ших наружный осмотр капсюлей-детонаторов берут 10%, но не менее 3 шт. Из этих капсюлей-детонаторов изготовляют обычные зажигательные трубки и каждой трубкой взрывают по одному

патрону ВВ (диаметром 30—32 мм) из числа применяемых дан­ ным предприятием, причем выбирают ВВ, наименее чувствительные к инициальному импульсу. Изготовленные патроны-боевики рас­ кладывают на ровном плотном грунте на расстоянии не менее 1 м один от другого и производят взрывание. При этом не должно быть ни отказов, ни неполных взрывов. При наличии одного отказа или неполного взрыва испытания повторяют с удвоенным числом об­ разцов. Если при повторных испытаниях имел место хотя бы один случай отказа или неполного взрыва или если при первом испыта­ нии число отказов или неполных взрывов превышало один, то пар­ тию бракуют.

Капсюли-детонаторы, применяемые за рубежом, принципиально не отличаются по своему устройству от отечественных. Разница заключается главным образом в некоторой разновидности комби­ наций во ВВ зарядов. Часто в качестве иниоииоующего заряда применяют не чистую гремучую ртуть, а смесь ее, в когооую входит 15—20% хлората калия (бертолетовой соли); в качестве высоко­ бризантного ВВ во Франции используют пикриновую кислоту, в

других странах для этой цели применяют тротил, тэн и гексоген, а

также тетрил. По весу и размерам капсюли-детонаторы выпускаются двух типов: № 6 и 8. Последний имеет такой же заряд, как и наш №8; заряд капсюля-детонатора №6 составляет 1 г.

244

Электродетонаторы в технике известны трех видов: а) искровые или большого сопротивления; б) щелевые или среднего сопротивле­ ния и в) накаливания или малого сопротивления. Отличие их заключается в следующем. Искровые имеют два проводника, входящих в гильзу и разобщенных на концах, очищенных от изо­ ляции; при пропускании электрического тока между концами про­ водников проскакивает искра и воспламеняет находящийся вокруг легкозагорающийся состав, а от вспышки последнего происходит

водящий воспламеняющийся состав; электрический ток проходит через состав от проводника к проводнику и нагревает его до тем­ пературы вспышки. Электродетонатор накаливания работает по принципу, присущему электрической лампочке: ток на­ каливает отрезок тоненькой проволочки (называемый мостиком накаливания), припаянный или приштампованный к концам про­ водников, входящих в гильзу. Мостик окружен воспламенитель­ ным составом, который нагревается за счет тепла, излучаемого мостиком, и зажигает воспламенительный состав, горение которого

ни после включения тока происходит взрыв электродетонатора, последние разделяются на электродетонаторы мгновенного, замед­ ленного и короткозамедленного действия. Более подробно описы­ вается конструкция электродетонатора мгновенного действия, по­ скольку в основных чертах она одинакова для всех разновидностей.

Электродетонатор мгновенного действия. В бумажную или ме­

таллическую гильзу капсюля-детонатора входя г два изолирован­ ных проводника. Концы проводников, входящие в гильзу, на протя­ жении 10—12 мм очищены от изоляции и сведены вместе в форме

вилочки, к которой припаян короткий отрезок (4—6 мм) очень

тоненькой проволочки, изготовленной из материала, обладающего очень большим сопротивлением. Этот отрезок проволочки назы­ вается мостиком накаливания. В качестве материала для мостиков накаливания в СССР применяли константановую прово­ лочку диаметром около 50 микрон, а в последнее время переменили

на нихромовую диаметром 30 микрон. В современной конструкции

в качестве воспламеняющегося материала на мостик нанесена

затвердевшая капля специального состава. Такая система воспла­ менителя получила название капельной. Состав имеет форму спичечной! головки; он окружен цилиндриком из специальной ма­ стики, предохраняющим его от механических повреждений Выхо­ дящие из электродетонатора проводнички свертываются в бунтик длиной 100—120 мм\ вторые концы проводничков также очищены от изоляции, они предназначаются для соединения при монтаже сети. В зависимости от ВВ, снаряженного в капсюли-детонаторы, электродетонаторы также разделяются на гремучертутно-тетрило-

2-45

вне и азидо-тетриловые (см. табл. 52); по типу изоляции на провод­ никах они различаюся на звонковые и хлорвиниловые; первые предназначены для использования при работах г сухих забоях, а

вторые — в мокрых. Проводники электродетонатсров имеют длину

1,5 и 2,5 м.

Изготовлявшиеся до недавнего времени нашей промышлен­ ностью электродетонаторы мгновенного действия с константановы­ ми мостиками накаливания имели разброс по времени срабатыва­ ния до 40 мсек и выше и по ряду причин оказались неудовлетво­ рительными. В 1956 г. была разработана новая конструкция вы­

пускающегося в настоящее время в массовом масштабе электроде­ тонатора ЭД-8-56, отличающегося хорошими термостойкостью и

±3 мсек. ЭД-8-56 не воспламеняются от тока 0,15 а, пропускаемо­ го в течение 5 мин., и безотказно взрываются в группах по 20 элект­ родетонаторов, соединенных последовательно, от постоянного тока 1 а. Новый электродетонатор по своим параметрам вполне удовле­ творяет требованиям горнодобывающей промышленности. Электро­

детонатор ЭД-8-56 (рис. 77) состоит из капсюля-детонатора в медной гильзе с капельным элекгровоспламенителем, вмонтирован­ ным в гильзу капсюля-детонатора . и укрепленным при помощи обжимки по пластикатовой пробочке, напрессованной в горячем состоянии на выводные (детонаторные) проводнички. Мостик на­ каливания изготовлен из нихромовой проволочки диаметром 30

микрон. Воспламенительный состав двухслойный: первый слой из­

готовлен из смеси 50% бертолетовой соли и 50% роданистого свин­

ца. замешанных на 2—4 %-ном нитролаке; для отличия состав окрашен в красный цвет путем добавки 1% сурика. Второй слой готовят из 78% бертолетовой соли и 22% древесного угля, заме­ шанных на 20—26 %-ном водном растворе столярного клея. Вос­ пламенительную головку покрывают нитролаком. Основными параметрами электродетонатора являются диаметр и материал

Рис. 77. Электродетонатор мгновенного действия ЭД-8-56

/—капсюль-детонатор; 2 — электровоспламенитель; 3 — пластикатовая пробочка

мостика накаливания, а также прилегающий к мостику слой вос­

пламенительного состава; второй слой состава дает резкий форс

пламени для детонирования инициирующего ВВ детонатора.

'Электродетонаторы замедленного действия (рис. 78) отличаются

■ ^■предыдущих тем, что между головкой воспламенительного соста-

216

«а и чашечкой с инициирующим ВВ в гильзу вводят специальное замедляющее приспособление в форме столбика состава, горящего с определенным временем замедления. Принцип действия заклю­ чается в том, что электрический ток нагревает мостик накаливания, происходит вспышка капельной головки, от которой зажигается за­ медляющий состав. По окончании горения. столбика замедляющего состава пламя попадает на инициирующее ВВ, и происходит дето­ нация всего заряда детонатора. Электродетонаторы замедленного действия выпускаются с временем замедления 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 4;

6 и 8 сек.

Электродетонаторы короткозамедленного действия (рис. 79) отличаются от предыду­ щего типа быстрогорящим замедлителем, в

состав которого входят свинцовый сурик в качестве окислителя и силикокальций или ферросилиций в качестве горючего; кооме

того, капельная головка изготовлена из ма­ логазового воспламенительного состава. Воспламенительный состав двухслойный.

В состав первого слоя входят 50 вес. ч. бер­ толетовой соли, 50 вес. ч. роданистого свин­ ца и 1 вес. ч. свинцового сурика. Рецептура второго слоя, служащего для воспламене­ ния замедляющего состава: 90 вес. ч. свин­ цового сурика и 10 вес. ч. силикокальция.

Составы обоих слоев замешиваются на нит­ ролаке, а головка электровоспламенителя

лакируется.

Электродетонаторы короткозамедленно­ го действия имеют замедление, выражающе­

свинца: 9 — тэн

отказно взрываются в группах по 50 шт. ог постоянного тока 1 а, а также не изменяют взрывной характеристи­

ки при температурах от —40 до 4-40°. Величины сопротивлений для

электродетонаторов с константановым мостиком составляют от 0,7

до 1,7 ом.

247

Все электродетонаторы упаковывают в коробки.

Согласно требованиям «Единых правил безопасности при взрыв­

ных работах», электродетонаторы, полученные на горнодобываю­

щих предприятиях, подвергаются наружному осмотру, проверке соответствия сопротивления, испытанию на групповой подрыв и на полноту детонации патрона ВВ.

Для наружного осмотра от партии 10 000 шт. или части ее отби­ рается из разных ящиков и не менее чем из 20 коробок 200 шт. электродетонаторов.

Рис. 79. Электродетонатор короткозамедленного действия

партия должна быть пересмотрена и отсортирована, а бракованные

уничтожены с соблюдением требований правил.

Величины сопротивлений электродетонаторов проверяют при помощи соответствующих приборов (см. § 59). При наличии откло­ нений, свыше допустимых правилами безопасности, все электроде­ тонаторы пересортировываются.

Для испытания на групповой подрыв от каждой партии берут три группы по 20 шт., из которых составляют электровзрывные сети. Монтаж сети производят с таким расчетом, чтобы электроде­ тонаторы находились один от другого на расстоянии 0,3—0,5 м и

помещались на всю свою длину в углубления в грунте, которые предварительно делают металлическим шилом, В зимнее время для этого применяются специальные металлические стаканы, пред­ ставляющие собой отрезки металлических труб диаметром не ме­ нее 100 мм. Сопротивление каждой группы замеряют с безопас­ ного места при помощи мостика ЛМВ или Р-343. Включение тока для взрывания каждой группы производят с расстояния не менее

50 м от электровзрывных сетей.

При включении тока все группы должны полностью взорвать­ ся. О полноте взрыва судят по воронкам в грунте или по отсутст­ вию остатков ВВ в стаканах. При наличии хотя бы одного отказа или неполного взрыва (образование паука) производят повторное взрывание еще трех групп по 20 шт. Если при этом все электроде­ тонаторы взорвутся, то партию можно допустить на работы; в слу­ чае же получения отказа или неполного взрыва партию бракуют.

248

В заключение проводят испытание на полноту взрыва патрона ВВ, инициируемого проверяемым детонатором. Методика испыта­ ния приведена выше при описании капсюлей-детонаторов.

За рубежом в подавляющем большинстве случаев применяют

электродетонаторы накаливания, по конструкции сходные с оте­ чественными; исключение составляет Германская Федеративная

Республика, где в небольшом количестве в местах, опасных по взрывам от блуждающих токов, употребляют щелевые электродето­ наторы среднего сопротивления. Элекгродетонаторы замедленного действия в сравнительно небольшом количестве используют в

большинстве западно-европейских стран (Германии, Англии, Бель­

гии, Франции, странах народной демократии) и отличаются от оте­ чественных тем, что интервалы замедления у них составляют всего 0,5 сек., а число ступеней равно 10 (0—10). Широкое применение в

горном деле получили электродетонаторы короткозамедленного действия. Число ступеней и величины интервалов замедлений для

В СССР коробки с электродетонаторами помещают в картон­ ный короб, который упаковывают в деревянный ящик. Число элек­

тродетонаторов в коробке (а следовательно, и в ящике) зависит от

объема бунтика проводничков и колеблется от 20 до 150 шт.

Детонирующий шнур по своему диаметру и внешнему виду

имеет сходство с огнепроводным шнуром (см. далее), но резко от­ личается от последнего как по свойствам, так и по назначению.

Этот шнур предназначается для передачи детонации от одной точ­

ки (например, от капсюля-детонатора) к другой (например, к за­ ряду ВВ). При помощи шнура можно передать детонацию от одного заряда ВВ к другому, если при этом в какой-либо точке

шнур разветвлен (т. е. к основной магистральной линии шнура при­

соединены дополнительные линии), то детонация передается по всем ветвям одновременно с одинаковой скоростью, и все заряды,,

в которые введены ветви шнура, взорвутся практически одновре­ менно. Даже при расположении зарядов на некотором расстоянии

249