Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология и безопасность взрывных работ. Учебник
.pdf
2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Взрывчатые вещества нашли широкое применение, их ис-
пользуют следующим образом.
1. В военном деле. Взрывы являются главным средством
поражения живой силы, разрушения боевой техники и военной промышленности противника.
При взрыве фугасных боеприпасов образуются газы, находящиеся под огромным давлением, разрушающим все, что находится в контакте с зарядом.
В боеприпасах осколочного действия взрыв дробит металлический корпус и сообщает большую скорость его осколкам,
которые, разлетаясь, поражают цель.
Для того чтобы заряд взрывчатого вещества произвел боевой эффект, он должен быть доставлен к цели либо заложен
на пути движения боевых машин и живой силы противника.
В большинстве случаев ВВ приходится перебрасывать к месту
его действия, т.е. к цели. Переброску ВВ к месту их действия
производят с помощью движущихся боевых машин (самолеты,
подводные лодки, торпедные катера и т.д.). Однако наиболее
распространенным средством переброски ВВ к цели служат пороха. Реактивный снаряд или артиллерийское ствольное орудие являются пороховыми двигателями для переброски боевого заряда ВВ к цели.
2. В горном деле для добычи полезных ископаемых. Главным потребителем взрывчатых веществ в народном хозяйстве
является горная промышленность. Основное назначение взрывов, применяемых в горной промышленности, – раздробить
скальные горные породы, сделать их доступными для выемочных машин.
При вскрытии месторождений применяются направленные
взрывы: взрыв на
ность) или взрыв на сброс (наклонная или вертикальная открытая поверхность).
3. В строительстве. С помощью взрыва в строительстве возводятся окопы и траншеи, создаются и разрушаются всякого
рода перемычки, сооружаются котлованы под фундаменты.
выброс (горизонтальная открытая поверх-
11

При строительстве гидротехнических и ирригационных сооружений взрывчатые вещества применяются для сооружения
каналов, возведения насыпей и плотин.
При строительстве подземных емкостей для хранения жидкостей и газов, а также при сооружении свай с уширенной пятой применяются взрывные работы для образования камуфлетных полостей.
При строительстве дорог взрывы выполняют наиболее
сложные, иногда не поддающиеся иным способам работы: сооружение выемок на косогорах, обрушение неустойчивых массивов, посадка насыпей на болотах.
При строительстве объектов в зимнее время или в условиях многолетней мерзлоты производится взрывание для разрыхления мерзлых грунтов.
4. В сельском хозяйстве взрывные работы ведутся для взрывного плантажа почвы на косогорах, дробления валунов при расчистке полей, разброса удобрений.
5. В лесном хозяйстве с помощью взрывов выполняются
корчевка пней для очистки полей, образование ям для посадки
деревьев, подрывка кроны деревьев, тушение лесных пожаров.
6. Подводные взрывные работы применяются при разработке твердых полезных ископаемых со дна морей и океанов,
расчистки и углубления русел рек и каналов, разрушения
подводных скал и рифов на морском дне, проходки траншей
при строительстве подводных трубопроводов, дробления находящихся под водой кирпичных кладок, железобетонных и металлических конструкций и т.п.
7. Взрывание льда выполняется в основном для защиты
различных гидротехнических сооружений (например, мостов)
от повреждений в период ледохода, а также
при проводке судов через льды и для предупреждения наводнений (ликвидация ледовых заторов).
8. В городских условиях или при реконструкции предпри-
ятий взрывные работы выполняются с целью обрушения зданий
и сооружений, валки труб, башен, колонн, дробления бетонных,
железобетонных конструкций и фундаментов.
9. В металлургическом производстве большой объем работ
приходится на дробление горячих массивов. Взрывы в горя-
12

чих массивах применяются при ремонте доменных, мартеновских и коксовых печей, нагревательных колодцев.
10. При работе с металлами взрыв используется для упрочнения, сварки и штамповки металла. При подготовке металлолома к переплавке его дробление также выполняется взрывным способом.
11. В геофизике сейсмические взрывы применяются для
определения глубины залегания геологических тел и состава
горных пород.
12. При добыче нефти и газа взрывы применяются для взятия проб из скважин на больших глубинах, для увеличения
нефтеотдачи пластов (торпедирование), для ликвидации аварий, когда буровой инструмент «прихватывает» на больших
глубинах.
13

3. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИИ И БЕЗОПАСНОСТИ
ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Применение взрывчатых веществ в современных условиях
немыслимо без знания законов, определяющих поведение ВВ
при хранении и взрыве, в условиях действия на него удара, трения, температуры, высокого давления, без учета особенностей
протекания взрывных процессов. Теория горения и взрыва исследует законы, управляющие поведением ВВ, и дает ряд основных положений для выбора оптимальных условий их применения.
Взрыв представляет собой крайне быстрое выделение потенциальной энергии, содержащейся во взрывчатом веществе.
В результате большой скорости выделения энергии при взрыве
развивается чрезвычайно высокая мощность. Получение такой
мощности с помощью обычных машин потребовало бы применения громоздких и дорогостоящих механизмов, использование которых во многих условиях практически невозможно.
Благодаря этому взрывчатые вещества находят широкое применение как в промышленности, так и в военном деле (ими
снаряжают боеприпасы фугасного и осколочного действия, реактивные снаряды артиллерийского и ствольного оружия, авиабомбы, мины, торпеды).
Вместе с тем использование взрывчатых веществ сопряжено с повышенной опасностью. Случаются аварии, при которых
травмируются как сами взрывники, так и другие трудящиеся,
не связанные с производством взрывов, случайно оказавшиеся
в пределах опасных зон. Приведем несколько случаев и выясним причины, повлекшие их.
1. Катастрофа на заводе, производящем удобрения в
Германии. Примером того, к каким тяжелым последствиям
может привести недостаточная
дения взрыва, является грандиозная катастрофа, которая произошла 21 сентября 1921 г. на предприятии компании BASF,
расположенном вблизи г. Людвигсхафена (Ludwigshafen) в Гер-
мании.
изученность условий возбуж-
14

На заводе производилась удобрительная смесь, содержа-
щая приблизительно 50 % нитрата аммония – аммиачной селитры, NH
, и 50 % сульфата аммония – (NH4)2SO4. Как про-
4NO3
дукт сезонного потребления она накапливалась на заводских
складах в больших количествах и за время длительного хранения слеживалась в сплошную камнеобразную массу. Дробление этой массы механическими средствами было затруднительным, и решили воспользоваться взрывным методом.
Были проведены эксперименты, после чего рыхление
взрыванием применяли длительное время – всего было произведено без каких-либо происшествий около 20 000 подрывов.
Утром 21 сентября 1921 г. произошел гигантский взрыв –
склад удобрений, а вместе с ним и завод взлетели на воздух.
На месте склада образовалась воронка длиной 165 м (по другим
источникам – 115 м), шириной 96 (75) м и глубиной 18,5 (10) м.
При взрыве было убито свыше 500 (561) человек, тяжело ранено около 2000 (1500), разрушено около 1000 зданий. В радиусе
250…300 м наблюдалось полное разрушение зданий. Четыре
человека погибли на расстоянии 7 км от места взрыва. По оценкам специалистов общая масса взорванных удобрений составляла 4500 т, что эквивалентно взрыву 900 т тротила (2250 т чистой аммиачной селитры).
Основной причиной этой крупнейшей в истории химической промышленности катастрофы была неправильная оценка
чувствительности аммиачной селитры к взрыву.
2.
Несчастный случай на карьере. При уничтожении ос-
тавшихся после массового взрыва нескольких патронов аммо-
нита 6ЖВ и двух электродетонаторов погиб взрывник. После
сигнала «отбой» он поместил в брошенный ковш экскаватора
патроны, подключил электродетонаторы к взрывной машинке,
находясь в 1 м от ковша, произвел взрыв, который отбросил его
на 50 м.
3. Авария при проведении массового взрыва на карьере.
При проведении массового взрыва на карьере произошел выброс кусков горной массы за пределы расчетной опасной зоны,
в результате чего были смертельно травмированы три жителя
поселка, а также повреждены здания, автомобиль и осветительная электросеть.
15

Основными причинами этих аварий были неправильные
действия взрывников из-за их непонимания процессов, происходящих при взрывах, – некомпетентность или пренебрежение к опасностям.
4. Несчастный случай при транспортировке взрывча-
тых материалов. Двое взрывников и водитель автомобиля
в ночное время доставляли на участок взрывных работ электродетонаторы. Один взрывник сел в кузов, другой взрывник
разместился рядом с водителем в кабине, положив связку
электродетонаторов себе на колени. При заезде в туннель произошел взрыв, в результате которого сидевший рядом с водителем взрывник погиб.
Комиссия установила, что взрыв произошел вследствие
контакта нарощенных проводов электродетонаторов с электросетью автомобиля.
5. Авария при перевозке взрывчатых материалов в ОАО
«Гайский ГОК». В ОАО «Гайский ГОК» 4 марта 2004 г. для производства массового взрыва в карьере месторождения «Летнее»
с поверхностного склада взрывчатых материалов необходимо
было автотранспортом доставить 11 046 кг (263 мешка) граммонита 79/21, 72 кг (90 шт.) шашек-детонаторов БШД-800У,
8 бухт (400 м) детонирующего шнура ДШЭ-12, 90 комплектов
неэлектрической системы «Эделин», 4 пиротехнических реле
РПЭ и 2 электродетонатора. Для этого участку взрывных работ
автотранспортным цехом комбината было выделено три бортовых грузовых автомобиля: ЗИЛ-433110 грузоподъемностью
6000 кг и два КамАЗа-4310 грузоподъемностью 5750 кг.
Перевозка осуществлялась с нарушениями установленных
правил безопасности:
1) наряд-задание на погрузку и перевозку взрывчатых материалов (ВМ)
рабочим участка взрывных работ карьера и ав-
тотранспортного цеха ОАО «Гайский ГОК» не выдавалось;
2) отсутствовала схема движения колонны автомобилей с
указанием мест возможной остановки транспортных средств,
хотя расстояние от склада ВМ до карьера – более 150 км. После выезда со склада ВМ колонна автомобилей с ВМ остановилась и около 20 мин стояла на промышленной площадке ОАО
«Гайский ГОК» в ожидании горного мастера;
16

3) порядок размещения ВВ и средств инициирования в кузове автомобилей не был установлен;
4) мастер участка взрывных работ не контролировал погрузочные работы и процесс подготовки автомобилей к движению;
5) несмотря на возможность размещения всех мест с гранулированными ВВ на двух автомобилях КамАЗ и отсутствие
разрешения технического руководителя предприятия на совместную перевозку ВМ, в указанные автомобили загрузили
по 100 мешков граммонита, а остальные 63 мешка вместе со
средствами инициирования и шашками из баллиститных порохов загрузили в кузов автомобиля ЗИЛ. При этом коробки
с промежуточными детонаторами не установили на безопасное
расстояние от деревянного ящика со средствами инициирования и не закрепили внутри кузова, что не исключило трение
их друг о друга;
6) материал и конструкция полога для покрытия бортов
кузова автомобиля не соответствовали установленным требованиям;
7) автомобили не были обеспечены средствами оперативной связи между всеми участниками перевозки ВМ.
Первым по маршруту двигался автомобиль ЗИЛ, затем два
автосамосвала КамАЗ, замыкал колонну автомобиль ГАЗ-66
«Вахта», перевозивший взрывников. Через 15 мин от начала
движения с последней стоянки водитель одного из автомобилей КамАЗ увидел в передней части кузова автомобиля ЗИЛ
пламя, вырывающееся из-под полога, начал сигналить и попытался приблизиться. Услышав сигналы и увидев открытый
огонь в кузове, водитель и охранник автомобиля,
на котором
произошло возгорание, остановили машину, вышли из кабины и побежали в сторону остановившихся на расстоянии около 500 м автомашин. В это время произошел взрыв, водитель
и охранник погибли. Машина разлетелась на мелкие части,
на ее месте образовалась воронка диаметром 6,5…7,0 м и глубиной 2 м. Время между обнаружением загорания автомобиля
и детонацией ВВ составило не более 2…3 мин.
Расследованием установлено, что взрыв произошел в резуль-
тате загорания промежуточных шашек-детонаторов БШД-800У
17

из твердого ракетного топлива, которое привело к детонации
средств инициирования, включая детонирующий шнур, а затем
всей массы граммонита 79/21. Наиболее вероятная причина возгорания упаковки – внешний источник тепла, попавший в кузов автомобиля во время его стоянки или движения.
Основной причиной этой аварии является несоблюдение
требований Правил безопасности при взрывных работах, касающихся перевозки взрывчатых материалов по дорогам общего
пользования. Согласно им совместная перевозка ВВ и средств
инициирования автомобильным транспортом запрещена.
Возможность и условия совместной доставки взрывчатых
материалов должна согласовываться с территориальными органами Ростехнадзора России с учетом характера и специфики
взрывных работ, маршрутов движения транспортных средств
и степени готовности организаций к обеспечению безопасности
таких перевозок. При этом взрывчатые материалы различных
групп совместимости должны размещаться и закрепляться таким образом, чтобы детонация одних не могла быть передана
другим. В качестве транспортных средств необходимо использовать только специальные автомобили. Для размещения средств
инициирования в кузове автомобиля последний должен оборудоваться специальным локализатором, рассчитанным на строго
определенное количество перевозимых детонаторов или детонирующего шнура.
6. Инцидент в ОАО «Ямалгеофизика». В ОАО «Ямалгеофизика» 20 марта 2004 г. с базисного склада ВМ на расходный
склад по временному зимнику двумя бортовыми тентовыми
автомобилями УРАЛ-4320 перевозили сейсмические заряды
ДЗС-31 на основе баллиститных порохов. В каждом транспортном средстве кроме
водителя никого не было. Лицо, сопровождающее груз, и охрана отсутствовали. В 55 км от места назначения груза передний автомобиль загорелся, и водитель
покинул его. В результате сгорели 4860 кг ВВ. Горение зарядов
не перешло в их детонацию.
Таким образом, причиной большинства аварий является недостаточная подготовка и дисциплинированность лиц, проектирующих, изготавливающих, хранящих, эксплуатирующих
взрывчатые материалы.
18

Для эффективного и безопасного изготовления и применения
взрывчатых веществ нужно знать, почему происходит взрыв;
что является причинами взрыва; каковы условия и механизм
возникновения горения и взрыва при различных воздействиях
на взрывчатое вещество; какова связь между составом взрывчатого вещества, его физико-химическими, физико-механическими свойствами, размерами и формой заряда, и его взрывным
действием; что является причинами воспламенения взрывчатых газо- и пылевоздушных смесей при взрывных работах; каковы закономерности механического действия взрыва на окружающую среду.
На эти вопросы дает ответы теория детонации ВВ.
Целью изучения дисциплины «Теория детонации взрывчатых веществ» является получение знаний по физике взрыва и
процессах, происходящих при воздействии взрыва на окружающую среду.
При производстве взрывных работ в промышленности
взрывники руководствуются разнообразными нормативными документами (специальными правилами, инструкциями,
методиками, распоряжениями), без изучения которых нельзя не только вести взрывные работы, но даже иметь какоелибо соприкосновение с взрывчатыми веществами и устройствами для их взрывания, например Правила безопасности
при взрывных работах, Правила безопасности при перевозке
опасных грузов железнодорожным транспортом, Перечень
взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного
дела, допущенных к применению в Российской Федерации,
и др.
Для полного понимания официальных документов необходима серьезная подготовка, так как в настоящее время невозможно решить ни одной технической задачи без знания физической
сущности тех явлений, которые при этом используются,
без количественного расчета, который может строиться только
на основе объективных законов природы и в первую очередь на
основе законов физики.
Итак, ответ на вопрос, что такое взрыв, необходимо давать,
исходя из тех законов физики, которые определяют возникновение, развитие и действие взрыва.
19

Впервые такая задача была поставлена в середине XVIII века
Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711–1765 гг., первый
русский ученый-естествоиспытатель мирового значения). В работе «О природе и рождении селитры», написанной в 1748 г., он
дает определение взрыва, которое на современном языке звучит
следующим образом: взрыв – это очень быстрое выделение
большого количества энергии и большого объема газов.
В определении взрыва, данного М.В. Ломоносовым, необходимо уточнить следующие понятия.
1. Очень быстрое выделение энергии. Быстрота тех или
иных явлений – понятие относительное. Следовательно, очень
быстрое выделение энергии взрыва должно сравниваться с другими видами выделения или преобразования энергии. Выделение
энергии при взрыве является существенно более быстрым, чем
другие формы выделения энергии в сходных условиях. Например, выделение энергии при взрыве значительно быстрее, чем выделение энергии при горении. Наиболее важным при взрыве является то, что энергия выделяется в пределах заряда взрывчатого
вещества быстрее, чем она потом передается окружающей среде.
2. Выделение энергии. Согласно закону сохранения энер-
гии энергия не может возникать из ничего или исчезать бесследно, поэтому под выделением энергии понимают превращение
в энергию взрыва соответствующего запаса энергии, которая накоплена и находится в скрытой, потенциальной форме. Например, при взрыве химических ВВ энергия содержится в скрытой,
потенциальной форме в молекулах вещества, точнее, в
элек-
тронных оболочках этих молекул.
3. Большое количество энергии. Это понятие надо рассма-
тривать, сравнивая энергию взрыва с той энергией, которая
так или иначе содержится в среде, окружающей место взрыва.
В этом определении важно то, что выделяющаяся при взрыве
энергия намного больше энергии, содержащейся в окружающей среде.
Простое выделение энергии еще не означает, что произошел
взрыв. Понятие «взрыв» связано с сильным механическим дей-
ствием, т.е. с появлением механических сил, приложенных к
среде и отдельным телам, окружающим место взрыва. Если этого нет, то нет и взрыва.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
