Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физико-химические и взрывчатые свойства аммиачной селитры. Учебное пособие.pdf
Окончание таблицы 1.20
1
2 3 4
Критический диаметр
детонации мм:
открытого заряда
10-13
13-14
12-14
в прочной оболочке
4-6
5-6
-
Критическая плотность, г/см
3
1,45-1,55
1,35-1,45
-
Чувствительность:
к удару
16-32
12-24
24-36
к трению, кгс/см
2
2335
3000
2400
Нижний предел
чувствительности к удару, мм
Наименование компонента
Массовая доля, %
Селитра аммиачная водоустойчивая
78 ± 2,0
Нитроэфиры
10,0 ± 1,0
Пудра алюминиевая
10,7 ± 1,0
Стеарат кальция или цинка
1,0 ± 0,3
Хлопок коллодионный или коллоксилин
0,3 ± 0,05
Масло индустриальное (сверх 100%)
0,2-0,3
Сода кальцинированная (сверх 100%)
220 400 200
Детонит выпускают марки М. Пример условного обозначения
детонита марки М: Детонит М ГОСТ Р 52035-2003. Детонит М промышленное ВВ II класса представляет собой порошкообразную
взрывчатую смесь, выпускаемую в патронированном виде. Детонит М
применяют для взрывных работ на открытых участках и в шахтах, не
опасных по газу или пыли. Детонит М предназначен для взрывания
крепких и трудновзрываемых пород как при отсутствии, так и при
наличии воды. Для изготовления детонита М применяют - селитру
аммиачную водоустойчивую по ГОСТ 14702-79. Массовая доля
компонентов в процентах в детоните М должна соответствовать
нормам, указанным в таблице 1.21 [42].
Таблица 1.21 – Массовая доля компонентов в детоните М
Основные характеристики порошкообразных
водоустойчивых нитроглицериновых мощных ВВ - см. табл. 1.22.
0,2-0,3
41
Таблица 1.22 - Основные характеристики порошкообразных
Характеристики
Кислородный баланс, %
+0,51
+0,18
Теплота взрыва, ккал/кг
1200
1382
Объем газов, л/кг
828
832
Температура взрыва, °С
3280
3400
Плотность патронов, г/см
3
1,15-1,25
1,1-1,3
Работоспособность, см
3
430-450
460-500
Бризантность, мм
17-20
18-22
Передача детонации (см) между
патронами диаметром (мм)
24
6-10
6-12
28
10-17
10-16
32
12-20
16-22
36
18-25
20-22
Скорость детонации (км/с)
6-8
8-10
водоустойчивых нитроглицериновых мощных ВВ
Детонит 10 А Детонит М
Детонит М и Детонит 10 А являются порошкообразными
водоустойчивыми нитроглицериновыми мощными ВВ, которые
заводом-изготовителем выпускаются в патронах стандартных и малых
диаметров, они предназначены для производства взрывов в крепких и
весьма крепких горных породах в сухих и обводненных условиях.
Акваниты ЗЛ, № 16, АРЗ и Акванал № 1 являются
водонаполненными пластичными ВВ, которые рекомендованы для
производства взрывов в крепких горных породах, в сухих и
обводненных условиях.
Основные характеристики водонаполненных, пластичных ВВ,
приведены в таблице 1.23.
1 группа - водоустойчивые гранулированные ВВ.
К водоустойчивым ВВ относятся Гранулотол, Алюмотол,
Граммонит 50/50 и Граммонит 30/70, которые применяются в крепких
и весьма крепких горных породах, а также в обводненных условиях
при производстве взрывов.
Гранулотол - это высокомощное промышленное ВВ, состоящее
из гранулированного тротила размерами гранул 3 - 5 мм., плотностью
1,35 - 1,40 г/см
3
. В зависимости от физико-химических показателей и
назначения гранулотола устанавливают следующие марки: А - для
42
изготовления граммонитов и водосодержащих ВВ, при проведении
Характеристики
Акванит
ЗЛ
Акванит
№ 16
Акванит
№ 2
Акванал
№ 1
Кислородный баланс, %
-0,47
-7,5
-2,7
-2,0
Теплота взрыва, ккал/кг
Весовая
935
1067
1095
-
Объемная
1590
1410
1600
-
Объем газов, л/кг
680 - -
-
Температура
замерзания, оС
Плотность ВВ в патроне,
г/см
Работоспособность, см
3
335-385
310-350
380-410
400-410
Бризантность при
плотности 1,5 г/см3, мм
Скорость детонации, км/с
4,5-5,5
4,7-5,4
5,5-6,3
4,7-5
Критический диаметр, мм:
открытого заряда
40-45
22-28
14-16
24-28
в прочной оболочке
22-25
20-22
-
18-20
Чувствительность:
к удару, %
0
0
25-30
4-12
к трению, кгс/см
2
>3000
>3000
>2200
>3000
Нижний предел
чувствительности, мм
Минимальный
инициальный импульс
взрывных работ во всех климатических районах РФ и для поставки на
экспорт; Б - для изготовления водосодержащих ВВ при проведении
взрывных работ во всех климатических районах РФ, кроме районов
Крайнего Севера и труднодоступных районов.
Таблица 1.23 - Основные характеристики водонаполненных,
пластичных ВВ
-15-20 -15 - -15
3
Граммониты 50/50 В и 30/70 В, предназначены для взрывания
пород средней крепости и крепких в обводненных условиях. Они
представляют собой сыпучие гранулированные аммиачно-
1,45-1,5 1,3-1,35 1,45-1,5 1,3-1,35
18-20 18-19 20-22 15-19
>500 - - -
тротила
10 - 20 г
КД № 8 КД №8 КД № 8
43
селитренные ВВ, гранулы селитры в них покрыты сплошным
Характеристики
Гранулотол
Алюмотол
Граммониты
50/50-В
30/70-В
1
2 3 4
5
Кислородный баланс, %
-74
-76,25
-27,15
-45,9
Объем газов, л/кг
Температура взрыва, оС
Полная идеальная
работа взрыва, ккал/кг
Химический состав:
Тротил, %
100
85
50
70
Алюминиевая пудра, %
-
15 - -
Аммиачная селитра, %
Насыпная плотность, г/см
3
Теплота взрыва, ккал/кг
810-995
1340
980
990
Работоспособность, см
3
285-295
420-440
340-350
330-340
Бризантность, мм:
в сухом состоянии
24-26
28-30
23-25
24-27
Скорость детонации, км/с
в сухом состоянии
4,5-5,0
4,3-4,8
3,6-4,2
3,8-4,5
Критический диаметр, мм:
в сухом состоянии
60-80
70-80
40-50
40-60
Минимальная масса
промежуточного
детонатора, г.
защитным слоем застывшего расплавленного тротила, благодаря чему
эти ВВ менее гигроскопичны и водоустойчивы. Граммонит 30/70 В
более устойчив, чем Граммонит 50/50В, и может применятся в забоях,
сильно обводненных непроточной воде.
Его заряды выдерживают пребывание в скважинах,
заполненных водой, свыше трех суток. Основные характеристики
водоустойчивых ВВ приведены в таблице 1.24.
Таблица 1.24 - Основные характеристики водоустойчивых ВВ
750** 875 810 800
3400 4510 3000 3150
710 1020 - -
- - 50 30
0,95-1,0 0,95-1,0 0,85-0,90 0,85-0,90
30-50 25-30 30 30
44
Граммонит 50/50В пригоден для обводненных скважин с
непроточной водой, нахождение зарядов в которых ограничивается
одними сутками.
Алюмотол представляет собой смесь гранулированного тротила
с 15% алюминиевого порошка, благодаря которому, Алюмотол имеет
большую работоспособность (440 см
3
), чем Гранулотол (290 см3).
Благодаря крупному размеру, гладкой поверхности и относительно
высокой плотности, Гранулотол и Алюмотол хорошо тонут в воде, а
также в более плотных жидкостях и шламах. Они имеют практически
неограниченную водоустойчивость, заряды ВВ, которые могут долгое
время находиться в воде, в том числе и проточной, без потери или
снижении взрывчатых характеристик. Они пригодны для подводного
взрывания на больших глубинах.
2 группа - водонаполненные ВВ.
Отличительной особенностью водонаполненных ВВ, является
наличие воды в их составе (6 - 15%) в виде концентрированного
раствора аммиачной селитры, который превращает смесь в
высокоплотную суспензию, сравнительно безопасную в применении.
К водонаполненным ВВ относятся: акватолы, ифзаниты и
карбатолы. Акватолы марок 65/35 С и М - 15 (металлизированный)
предназначены для взрывания крепких и весьма крепких горных
пород, а также в обводненных условиях. Они выпускаются в виде
безводных сыпучих смесей для наполнения их на месте применения, а
также гелеобразные готовые к употреблению акватолы марок АВ,
АВМ и МГ. Два последних акватола являются металлизированными.
Гелеобразные акватолы АВ, МГ, АВМ, представляющие собой
высоковязкие суспензии, для дальних транспортировок потребителям,
расфасовывают массой по 17 ± 0,25 кг в полиэтиленовые оболочки,
диаметром 180 – 190 мм с толщиной стенок 150 мкм, длина патрона
430 – 485 мм. По два таких патрона, при поставке с гарантийным
сроком хранения 6 месяцев, упаковывают в картонные ящики или
многослойные бумажные мешки с полиэтиленовым вкладышем.
Основные характеристики водонаполненных ВВ приведены в
таблице 1.25.
К водонаполненным ВВ, изготавливаемым потребителями на
месте применения относятся: ифзаниты Т-20, Т-60, Т-80, карбатолы Т15, ГЛ-10В, которые относятся к высокомощным ВВ с повышенной
объемной энергией, и, предназначенной, для производства взрывов в
крепких и весьма крепких горных породах, а также в сухих и
45
обводненных условиях диаметром 100 мм и более. Они способны
Акватол
65/35
Акватол
М-15
Акватол
АВ
Кислородный баланс, %
-12,5
-21,0
-25
Объем газов, л/кг
925
990
-
Полная идеальная работа
взрыва, ккал/кг
Химический состав, %
Аммиачная селитра
53,5-63,7
50-60,8
50-55
Тротил
22-29
16,3-21,2
26-30
Порошок алюминиевый
-
9,8-12,8
-
Загуститель
2-2,5
0,8-1,0
1,5-2,5
Антифриз
- - 2-6
Вода
12,5-15
12,3-15
12-16
Масло минеральное
-
0,7-1,0
-
Насыпная плотность, г/см
3
0,85-0,9
0,9-0,95
0,9-0,95
Работоспособность, см
3
330-360
465-480
330-350
Теплота взрыва, ккал/кг
910
1398
-
Бризантность, мм:
20-23
21-23
25-30
Скорость детонации, км/с.
3,2-3,5
3,0-3,5
3,0-3,5
в сухом состоянии
50-70
60-70
-
Минимальная масса
промежуточного детонатора
полностью заполнять зарядную полость и обеспечивать высокие
концентрации энергии взрыва в заряде. Основные характеристики
ифзанитов приведены в таблице 1.26.
Ифзаниты группы растворонаполненных ВВ, представляют
собой плотные суспензии, твердой фазой у которых является смесь
гранулированной аммиачной селитры с гранулированным или
чешуйчатым тротилом, а жидкий насыщенный раствор аммиачной
селитры, полностью заполняет пространства между гранулами в
заряде ВВ.
Таблица 1.25 - Основные характеристики водонаполненных ВВ
Характеристики
775 1120 -
, г.
15-20 20-25 20-25
Ифзанит изготавливают путем смешивания горячего раствора
аммиачной селитры с сухими компонентами в передвижных
смесительно-зарядных агрегатах. Раствор изготавливается в
46
специальной установке, смещение с гранулотолом выполняется в
Характеристики
Т-20
Т-60
Т-80
Технический состав по весу, %
Аммиачная селитра
40
40
40
Тротил
20
20
20
Раствор аммиачной селитры
(загуститель и структурообразователь)
Концентрация раствора, %
64
80
86
Температура раствора, С
20
60
80
Плотность раствора, г/см
3
1,3
1,4
1,4
Химический состав, %
Аммиачная селитра
66
72
74
Тротил
20
20
20
Вода
14 8 6
Кислородный баланс, %
-1,6
-0,4
-0
Плотность, г/см
3
1,34-1,38
1,48-1,52
1,52-1,56
Теплота взрыва, ккал/кг
794
905
930
Полная идеальная работа взрыва,
ккал/кг
Объем газов, л/кг
937
920
913
Скорость детонации, км/с.
4,2-4,5
4,5-5,0
4,5-5,0
Критический диаметр, мм.
100-120
100-110
90-100
Минимальная масса
промежуточного детонатора, г.
зарядной машине, которая по шлангу подаёт взрывчатую смесь на дно
скважины. Охлаждаясь в скважине, взрывчатая смесь затвердевает,
приобретая следующие параметры: содержание раствора не менее
40%, соотношения компонентов: аммиачная селитра 60 - 70%, тротил
20 - 25%; вода 6 - 10%; температура готовой смеси – не менее 55 65 С; плотность смеси – 1,6 г/см
3
.
Таблица 1.26 - Основные характеристики ифзанитов
40 40 40
Эмульсионные ВВ
Одним из перспективных видов эмульсионных ВВ являются:
Эмуланы (Швеция, Югославия), Гранэмиты (Россия), Нобеланы и
Нобелиты (Германия), Эмулиты (Узбекистан) и др., представляющие
собой смесь состава аммиачной селитры и дизельного топлива с
675 760 780
40-60 30-50 30-50
47
эмульсией, предназначенной для взрывания крепких и весьма крепких
Характеристики
Нобелит
20/30
Гранэмиты
30/70
50/50
Кислородный баланс, %
-2,1
-1,1
-0,3
Химический состав, %
Аммиачная селитра
30
30
50
Дизельное топливо
70
70
50
Теплота взрыва, ккал/кг
693
763
779
Плотность, г/см
3
1,28
1,30
1,40
Скорость детонации, км/с.
4,5
4,8-5,2
4,2-5,0
горных пород, а также в обводненных условиях, а также сложных
гидрогеологических условиях.
Основные характеристики эмульсионных ВВ, выпускающихся
горной промышленностью по ТУ 84-08628424-679-96 Гранэмит;
ТУ 84-08628424-771-2002 Гранэмит И-30; ТУ 84-08628424-789-2003
Гранэмит марки И-50-А приведены в таблице 1.27.
Таблица 1.27 - Основные характеристики эмульсионных ВВ
В качестве материала масляной фазы для эмульсионных ВВ
может быть выбрано любое углеводородное соединение, имеющее
соответствующую вязкость (нефтепродукты, воск, масла и полимеры
различного рода).
Предпочтительными горючими являются минеральные и
парафиновые масла, бензол, толуол, ксилол, смеси жидких
углеводородов типа бензина, керосина, дизельного топлива, мазут [7].
Устойчивость эмульсии определяется величиной межфазного
натяжения пленки, степенью покрытия поверхности раздела
адсорбционным слоем и механической его прочностью.
Стабилизируют устойчивое состояние эмульсии эмульгаторы.
Эмульгаторы: производные сорбита (сложные эфиры жирных
кислот) сложные фосфорные эфиры, амины жирного ряда с формулой
RNH
и т. д.
2
Эмульгаторы должны образовать пленку, обладающую
достаточной механической прочностью при весьма незначительной
толщине.
Важной характеристикой эмульгатора служит его отношение к
обеим жидким фазам, образующим эмульсию.
48
2 МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ
2.1 ОПРЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВОДЫ. СУЩНОСТЬ МЕТОДА
Массовую долю гигроскопической воды определяют
гравиметрическим (весовым) методом высушивания [28] в сушильном
шкафу до постоянной массы с последующим определением массы
удаленной влаги по разнице масс до и после высушивания [3].
Диапазон определения массовой доли воды - от 0,1% до 0,7%.
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ОБОРУДОВАНИЕ И ПОСУДА
Весы лабораторные по ГОСТ 24104 - 2001 2-го класса точности
или аналогичного типа с погрешностью взвешивания не более
0,0002 г. Шкаф сушильный с погрешностью регулирования
температуры до ± 2,5°С. Эксикатор по ГОСТ 25336, заполненный
хлористым кальцием по НД, предварительно прокаленным при
температуре 250 - 300°С в течение 1 - 2 ч, или активной окисью
алюминия по ГОСТ 8136, или силикагелем по ГОСТ 3956.
Бюкс (d = 50 мм, H = 30 мм) с крышкой. Эксикатор.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
В предварительно высушенный бюкс с крышкой охлажденный в
эксикаторе, помещают навеску вещества (аммиачная селитра NН
). Масса навески, анализируемой быстро растертой (не более
4NО3
2 - 3 мин) пробы аммиачной селитры должна быть (5,0000±0,0500) г.
Открытый бюкс с аммиачной селитрой и крышку помещают в
сушильный шкаф и сушат при температуре 100 - 105°С в течение 2
часов. Затем бюкс закрывают и охлаждают в эксикаторе, выдерживая
перед взвешиванием не менее 30 мин.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух
параллельных определений массовой доли влаги, допускаемые
расхождения между которыми при доверительной вероятности 0,95 не
должны превышать: 0,05% - при массовой доле воды до 0,5%; 0,2% при массовой доле воды свыше 0,5% до 2%.
49
Массовую долю влаги (Х
(m1-m2)∙100%
Х1=
m
(2.1)
) вычисляют по формуле
1
где m1 - масса бюкса с веществом до высушивания, г; m2 масса бюкса с веществом после высушивания, г; m - масса навески
вещества, г.
2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ АЗОТА В АММОНИЙНОЙ ФОРМЕ ФОРМАЛЬДЕГИДНЫМ МЕТОДОМ
СУЩНОСТЬ МЕТОДА
При взаимодействии формальдегида с солью аммония
(аммиачной селитрой) образуется гексаметилентетрамин (уротропин)
и выделяется азотная кислота по реакции:
4NH4NO3 + 6HCOH → C6H12N4 + 4HNO3 + 6H2O (2.2)
Выделившуюся азотную кислоту титруют 0,1 – 0,25 н.
раствором NaOH (индикатор фенолфталеин), по объёму которого
рассчитывают содержание аммонийного азота [38].
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Весы лабораторные с точностью до четвертого знака. Набор
гирь. Секундомер. Колбы 2-500-2; Кн-2-250-34. Бюретки 10, 25, 50 мл.
Пипетки 5, 10, 25 мл. Мерный цилиндр. Капельница 3-7/11 ТХС.
Шпатель.
РЕАКТИВЫ
Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, х. ч., растворы молярной
концентрации С(NaOH) = 0,1 или 0,25 моль/л.
Калий фталевокислый по НД, ч. д. а, или кислота янтарная по
ГОСТ 6341, х. ч., перекристаллизованные по ГОСТ 4919.2, или
кислота щавелевая по ГОСТ 22180, х. ч. Фенолфталеин (индикатор),
приготовленный по ГОСТ 4919.1, спиртовой раствор с массовой долей
0,1%. Метиловый красный, спиртовой раствор с массовой долей
0,2 %, приготовленный при нагревании.
50