Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Технология и безопасность взрывных работ. Учебник

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
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]