книги из ГПНТБ / Недин В.В. Буровзрывные работы учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов

170 Взрывчатые материалы

2. Вторичные инициаторы

Вторичные инициаторы служат для передачи детонации (с

усилением мощности) от первичного инициатора к основному

заряду ВВ. Вторичные инициаторы отличаются от первичных пониженной чувствительностью к внешним воздействиям, повы­ шенной мощностью и, следовательно, большой инициирующей силой. Все ВВ этой группы относятся к высокобризантным.

В качестве вторичных инициаторов при изготовлении средств

прессованном виде составляет 1,6 г!см3.

Тетрил получают из диметиланилина путем обработки его сначала серной, а затем азотной кислотами. Реакцию можно вы­ разить уравнением

C6H6N (СН3)2 + 10HNO3 =• С6Н2 (NO2)3 NCHsNO2 + 8Н2О +

+ 6NO2 + СО2.

Тетрил водоустойчив. Чувствительность его к удару и тре­ нию немного выше, чем тротила, но несравненно меньше, чем

первичных инициаторов. От пламени тетрил загорается, причем

горение его может перейти во взрыв.

Температура вспышки тетрила 195°, работоспособность 380 см3, бризантность 21—22 мм. Объем газов взрыва 742 л/кг,

теплота взрыва 1078 ккал/кг, температура взрыва 3915°, ско­ рость детонации 7200 м/сек, чувствительность к удару при ис­ пытании на копре 30 см.

Гексоген (циклотриметилентринитрамин) СзНбИз(МО2)з— продукт нитрации гексаметилентетрамина, представляет собой кристаллический порошок белого цвета с гравиметрической

520 см3, бризантность 29 мм, объем газов взрыва 908 л/кг, те­ плота взрыва 1500 ккал/кг, температура взрыва 3850°, скорость детонации 8300 м/сек, чувствительность к удару при испытании на копре 29 см.

ставляет собой кристаллический порошок белого цвета с грави­ метрической плотностью 1,2—1,3 г!см?. Плотность его в прессо­ ванном виде равна 1,62—1,77 г/см3.

Реакция при нитрации пентаэритрита протекает по уравне­ нию

С (СН2ОН)4 + 4HNO3 -- C(CH2ONO2)4 + 4Н2О.

Тэн водоустойчив. Воспламеняется он с трудом. Зажженный в небольших количествах сгорает спокойно, но при горении в количестве более 1 кг взрывается.

Температура вспышки тэна 220°, работоспособность

500 СЛ13, бризантность 25 мм, объем газов взрыва 780 л/кг, те­ плота взрыва 1410 ккал/кг, температура взрыва 4010°, скорость детонации 8200 м/сек, чувствительность к удару при испытании на копре 28 см.

Глава VII

СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ

Детонация промышленных ВВ при их практическом исполь­ зовании достигается за счет начального импульса, создаваемо­ го взрывом небольшого количества инициирующих ВВ. Для этой цели заводским способом изготовляются детонаторы, сна­ ряжаемые инициирующими ВВ. Детонаторы взрываются от воздействия огнепроводного шнура или тепла, выделяю­ щегося при воспламенении зажигательного (воспламенительного)

нирующие шнуры; 4) огнепроводные шнуры; 5) средства для зажигания огнепроводного шнура.

Другие принадлежности взрывания (огневого и, особенно электрического) будут рассмотрены в главе о способах взрыва­

ния (глава XII). Такой порядок рассмотрения методически бо­ лее целесообразен.

172 Взрывчатые материалы

§ 1. Капсюли-детонаторы

Современные капсюли-детонаторы снаряжают двумя (а не­

которые из них даже тремя) инициирующими ВВ. Из этих ВВ

одно является высокочувствительным инициирующим (первич­ ным инициатором) и взрывается непосредственно от теплового воздействия, а другое — высокобризантным ВВ (вторичным инициатором), служащим для усиления импульса первичного инициатора.

В настоящее время в отечественной горной промышленности широко применяют капсюли-детонаторы №8 (рис. 68), предста­ вляющие собой в принципе комбинированный заряд первичного

Рис. 68. Капсюли-детонаторы:

а и б — капсюли-детонаторы соответственно в металлической и бумажной гильзах: 1 —

электровоспламенитель; 1 — концевые провода; 2 — мостик накаливания; 3—воспламени­ тельный состав; д и е — электродетонаторы соответственно мгновенного и замедленного действия: / — концевые привода; 2—мастика; <3 — воспламенительный состав; 4—пер­ вичный инициатор; 5—вторичный инициатор; 6 — замедляющий состав

и вторичного инициаторов весом 1,3—1,5 г, помещенный в бу­

мажную или металлическую гильзу. Диаметр гильзы около 7 мм, длина 45,5—51 мм.

Инициирующие ВВ занимают около двух третей длины гиль­ зы, а одна треть оставляется свободной для ввода огнепровод­ ного шнура.

В донную часть гильзы запрессованы сначала вторичный, а

затем первичный инициаторы. Последний сверху прикрыт ме­

таллической чашечкой с отверстием в центре диаметром 2— 2,5 мм. Сквозь это отверстие проходят искры от огнепроводного

шнура.

'1) обеспечивает большую безопасность при запрессовке иниции­

рующих ВВ; 2) уменьшает опасность обращения с детонатором,

сокращая площадь открытой поверхности первичного инициато­

ра; 3) защищает до некоторой степени первичный инициатор от увлажнения и 4) ограничивает пространство в момент взрыва инициирующих ВВ, чем обеспечивается их более мощное дей­ ствие.

Металлическая гильза имеет закрытое дно со сферическим

углублением; при бумажных гильзах дно детонатора открыто, причем во вторичном инициаторе имеется коническое углубле­ ние для кумуляции взрывной волны.

В зависимости от рода первичного инициатора промышлен­ ные капсюли-детонаторы делятся на: 1) гремучзртутнотетриловые, 2) азидотетриловые.

Техническая характеристика капсюлей-детонаторов, приме­ няемых в горной промышленности, дана в табл. 28.

Таблица 28

Техническая характеристика промышленных капсюлей-детонаторов, допущенных к применению при взрывных работах на земной поверхности, а также в шахтах* ье опасных по газу или пыли.

Вес BB в капсюле-детонаторе, г

Азидотетриловые капсюли-детонаторы в отличие от гремуче-

ртутных не теряют своих взрывчатых свойств при увлажнении.

Кроме того, они значительно более мощны. При ответственных взрывах обычно применяют азидотетриловые капсюли-детона­ торы, как более надежные в действии.

Работоспособность гремучертутнотетриловых капсюлей-дето­

наторов (по пробе в свинцовой бомбе) составляет 28—30 см3, азидотетриловых — 31—35 см3.

Капсюли-детонаторы требуют осторожного обращения. Они легко взрываются от удара, от действия искры или пламени, от трения и даже царапины (по инициатору). Капсюли-дето­

174 Взрывчатые материалы

наторы нельзя ронять, нельзя вводить в их дульце какие-либо

предметы. Попавшую в капсюль-детонатор соринку разрешается удалять только легким постукиванием дульца детонатора о ноготь

пальца (см. рис. 68, в).

Нельзя удалять соринки выдуванием — вместе с воздухом мо­ жет попасть слюна, которая может увлажнить гремучую ртуть и вызвать отказ при взрывании.

Хранить капсюли-детонаторы можно только в сухом поме­ щении. Переносить их к месту работы нужно в сумках из толсто­ го мягкого материала. В сумке капсюли-детонаторы надо ста­

вить так, чтобы они не могли ударяться друг о друга.

При выпуске из завода капсюли-детонаторы по 100 штук упаковывают в картонную коробку (дульцами вверх); по пять коробок укладывают в картонный футляр, а десять футляров

кладут в оцинкованную коробку, помещаемую в деревянный ящик. В каждом ящике содержится 5000 капсюлей-детонато­ ров.

§ 2. Электродетонаторы

Электродетонатор представляет собой в принципе сочетание капсюля-детонатора со специальным приспособлением, которое

обеспечивает его детонацию в результате воспламенения особо­ го состава под тепловым воздействием электрического тока. Та­

1) искровые (большого сопротивления), 2) щелевые (среднего со­ противления) и 3) накаливания (малого сопротивления). При взрывных работах применяют только электровоспламенители третьего вида.

Электровоспламенитель накаливания (см. рис. 68, а) сос­ тоит из двух изолированных проводников (концевые провода

электродетонатора), концы которых очищены от изоляции на протяжении 10—12 мм; мостика накаливания, присоединенного к очищенным концам проводников; воспламенительного соста­ ва, расположенного вокруг мостика накаливания в виде затвер­

девшей капли.

Мостик накаливания представляет собой весьма тонкую кон­ стантановую (диаметром 0,05 мм) или нихромовую (диаметром

0,035 мм) проволочку длиной 4—6 мм. Воспламенительный (его называют также «капельный») состав представляет собой смесь роданистого свинца, бертолетовой соли и столярного клея.

Электродетонаторы бывают мгновенного и замедленного действия.

Электродетонатор мгновенного действия (см. рис. 68,5) представляет собой обыкновенный капсюль-детонатор, в дуль­

це которого вставлен электровоспламенитель. Чтобы предотв­

ратить проникновение влаги и закрепить электровоспламенитель, устье гильзы закрыто мастикой.

При прохождении электрического тока нагревается (нака­ ливается) мостик накаливания, который поджигает воспламе­ нительный состав. От огня воспламенительного состава взрыва­ ется первичный инициатор капсюля-детонатора, а от него — вто­ ричный инициатор.

Электродетонаторы мгновенного действия при пропускании электрического тока взрываются практически мгновенно (за­

держка в передаче импульса от воспламенительной части к пер­ вичному инициатору составляет 8—15 мсек).

В 1956 г. разработана [27] конструкция водостойкого и тер­ мостойкого электродетонатора ЭД-8-56 мгновенного действия повышенной чувствительности с временем срабатывания, не превышающим 12 мсек и разбросом по времени срабатывания

±3 мсек (против 40 мсек в прежнем электродетонаторе). Мос­ тик накаливания электровоспламенителя изготовлен из нихро­ мовой проволоки диаметром 0,03 мм. Воспламенительный сос­ тав— двухслойный. Рецептура первого слоя: хлорат калия—50

весовых частей, роданистый свинец — 50 весовых частей и свин­ цовый сурик—1 весовая часть. Первый слой воспламенительно­ го состава замешивается на 4%-ном нитролаке. Рецептура второ­

го слоя: хлорат калия — 78 весовых частей и уголь древесный — 22 весовые части. Второй слой замешивается на водном раство­ ре 20—26%-ного костного клея. Основные параметры электро­ воспламенителя обусловливаются диаметром и материалом мостика накаливания и прилегающим к нему слоем воспламе­ нительного состава.

Электродетонатор замедленного действия (см. рис.

68, е) отличается от электродетонатора мгновенного действия тем, что в нем между воспламенительным составом и чашечкой., прикрывающей первичный инициатор, помещен замедляющий состав (в виде столбика), который горит с определенной ско­ ростью. Замедляющий состав представляет собой смесь переки­ си бария, калиевой селитры и идитола.

В настоящее время выпускаются электродетонаторы замед­

ленного действия с временем замедления 2;4;6 и 8 сек.

По особому заказу изготовляют электродетонаторы с замед­ лением в 10 и 15 сек.

Принцип действия электродетонатора замедленного действия такой же, как детонатора мгновенного действия. Отличие заклю­ чается лишь в том, что воспламенительный состав в данном слу­ чае действует не непосредственно на первичный инициатор, а за­ жигает замедляющий состав, который затем передает огонь пер­

вичному инициатору, вызывая его взрыв.

176 Взрывчатые материалы

Сопротивление электродетонаторов зависит от длины и диа­ метра мостика накаливания и колеблется в пределах от 0,65 до

2,0 ом.

Длина концевых проводов электродетонатора 1,5—2,5 м.

Диаметр медной жилы этих проводов 0,5 мм. Изоляция хлопча­ тобумажная (для сухих работ), резиновая и полихлорвинило­

вая (для мокрых работ).

Электродетонаторы упаковывают по 20 штук при хлопчато­ бумажной изоляции или по 40 шт. при резиновой или полихлор­ виниловой изоляции в картонные коробки, а по 32 коробки ук­ ладывают в деревянные ящики.

§ 3. Детонирующий шнур

Детонирующий шнур имеет взрывчатую сердцевину, состоя­ щую из мощного высокобризантного ВВ с большой скоростью детонации. Навеска ВВ составляет 8—12 г на 1 пог. м шнура. По центру шнура проходят направляющие нити (для равномер­ ного распределения сердцевины).

Оболочка шнура состоит из трех слоев спиральных нитяных оплеток и двух изолирующих слоев водонепроницаемой масти­

ки. Диаметр детонирующего шнура около 6 мм. Цвет—красный. В настоящее время в СССР применяют детонирующий шнур марки ДШ-48, сердцевина которого состоит из тэна. Скорость

детонации тэнового шнура около 7000 м!сек.

Детонирующий шнур сам детонирует от капсюля-детонатора

или от электродетонатора и передает детонацию взрываемым

зарядам.

При необходимости одновременного взрывания нескольких зарядов, расположенных на определенном расстоянии один от другого, из детонирующего шнура можно1 изготовить основную магистральную линию и отдельные ответвления к зарядам. При этом всю сеть детонирующего шнура взрывают от одного элект­ родетонатора.

При применении детонирующего шнура нет необходимости помещать в заряды капсюли-детонаторы. Это в значительной степени способствует повышению безопасности взрывных работ,

упрощает и ускоряет заряжание.

Непосредственно от детонирующего шнура взрываются все промышленные ВВ, в том числе относительно малочувствительные (динамоны, аммониты и др.). Детонирующий шнур водостоек и может быть использован для взрывания под водой.

Детонирующий шнур менее опасен в обращении, чем капсю­ ли-детонаторы. Его можно легко и безопасно резать острым но­ жом на деревянной доске. Однако при резке шнура ,в целях пред­

осторожности бухту шнура следует помещать на расстоянии не менее 10 м от того места, где ведется работа. При зажигании шнур загорается с трудом и горит спокойно, без вспышек. Одна­

ко в случае зажигания значительного количества шнура горе­ ние может перейти во взрыв. Поэтому зажигать отрезки более

10—12 см не разрешается. Вблизи детонирующего шнура нель­ зя курить или держать открытый огонь; нельзя также ударять по шнуру или бросать его.

При выпуске с завода детонирующий шнур свертывают в

бухты по 50 м. Каждые 12 бухт упаковывают в деревянный ящик.

§ 4. Огнепроводный шнур

Огнепроводный шнур имеет слабо спрессованную пороховую сердцевину (из шнурового пороха), которая покрыта нескольки­ ми слоями льняных или хлопчатобумажных оплеток. Каждая оплетка (за исключением внутренней) покрыта гидроизоляцион­ ным слоем. Вдоль оси шнура проходит направляющая нить,

служащая для равномерного распределения сердцевины при из­ готовлении шнура. Диаметр шнура 5—6 мм.

Огнепроводный шнур служит для передачи огня к первичному инициатору капсюля-детонатора за строго определенный проме­ жуток времени. Время передачи огня регулируется длиной отрез­

ния нормально горящего шнура— 1 см!сек, медленно горящего — 0,5 см/сек. Отклонения в скорости горения совершенно не допус­ каются в сторону увеличения, а в сторону уменьшения должны быть очень незначительными. Так, для отрезка длиной 60 см вре­ мя горения может колебаться в пределах: для нормально горя­ щего шнура 60—69 сек., а для медленно горящего 108—126 сек.

В отечественной горной промышленности применяют в на­ стоящее время только нормально горящие огнепроводные шнуры.

По характеру внешней оболочки (точнее — по составу гидро­

изоляционного покрытия) различают следующие сорта нормаль­

но горящего огнепроводного шнура:

а) асфальтированный — для работ в сырых и сухих местах; б) двойной асфальтированный — для работ в мокрых услови­

ях и под водой;

в) полихлорвиниловый — для тех же условий; г) гуттаперчевый — для тех же условий.

Огнепроводный шнур выпускают в кругах длиной по 10 м; каждые 25 кругов складывают в бухту и завертывают в бумагу, а 12 бухт (3000 пог. м шнура) упаковывают в деревянный ящик.

Общий вид круга огнепроводного шнура и поперечное сечение

12 в. в. Недин, Ш. И. Ибраев

178 Взрывчатые материалы

шнура различных сортов показаны на рис. 69. Цвет наружной оплетки огнепроводного шнура черный или коричневый.

Рис. 69. Огнепроводные шнуры:

§ 5. Средства для зажигания огнепроводного шнура

Для зажигания огнепроводного шнура применяют следующие специальные средства: а) зажигательный фитиль; б) зажига­ тельные свечи); в) зажигательные патрончики. При отсутствии перечисленных средств часто применяют насеченные отрезки огне­ проводного шнура.

Зажигательный фитиль состоит из: а) сердцевины в виде пучка хлопчатобумажных или льняных нитей, пропитанных рас­ твором калиевой селитры; б) наружной оплетки из крученой