
- •1. Взрывной способ разрушения пород
- •Понятие о взрыве
- •1.2 Основы теории взрыва
- •3. Взрывчатые вещества
- •3.1 Классификация взрывчатых веществ
- •3.2 Основные характеристики взрывчатыхвеществ
- •3.3 Промышленные взрывчатые вещества
- •1.3 Теплота и температура взрыва
- •1.4 Объем газов при взрыве
- •1.5 Давление газа при взрыве
- •4.2.2.4. Методы ведения взрывны работ
- •2.1 Классификация методов ведения взрывных работ
3.3 Промышленные взрывчатые вещества
Бризантные ВВ, предназначенные для взрывных работ в народном хозяйстве, называются промышленными.
По физическому состоянию промышленные ВВ классифицируют на порошкообразные, гранулированные, прессованные, или водонаполненные (льющиеся); по химическому составу и свойствам – на аммиачно-селитряные, нитропроизводные и их сплав, на основе жидких эфиров, хлоратные и перхлоратиновые и пороха. В настоящее время при ведении горных работ широко применяют лишь три первые группы ВВ и пороха.
Следует отметить, что иногда по химическому составу промышленные ВВ подразделяют на две основные группы – индивидуальные и смесевые. К индивидуальным – относят химически инородные вещества (тротил, нитроглицерин, пироксилин, нитрогликоль, тол, гранулотол, тэн, гексоген, октоген, тетрил и др.)
Азотнокислые эфиры спиртов. Нитроглицерин (трини-троглицерин) С3Н5(ONО2)3 – продукт нитрования глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты. В чистом виде нитроглицерин - это бесцветная прозрачная маслянистая жидкость без запаха, которая при температуре плюс 13°С переходит в твердое состояние (замерзает). В обычных условиях слабо летуч.
Нитроглицерин очень чувствителен к механическим и тепловым воздействиям ВВ. Он обладает высокой удельной энергией взрыва и детонационной способностью. Теплота взрыва – 6,3 МДж/кг. Кислородный баланс нитроглицерина близок к нулю. Плотность – 1,6 г/см3.
Нитрогликоль (динитрогликоль) С2Н4(ОNO2)2 продукт нитрования гликоля. Это прозрачная без запаха жидкость сладковатого вкуса. Обладает значительно меньшей, чем нитроглицерин, токсичностью. Температура замерзания минус 22°С. Нитрогликоль – мощное ВВ с нулевым кислородным балансом. Нитрогликоль применяют в смеси с нитроглицерином при изготовлении смесевых ВВ (динамитов, детонитов, победитов и др.)
Нитросоединения. Взрывчатыми нитросоединениями называют ВВ, которые содержат богатую кислородом нитрогруппу N02.
К нитросоединениям относятся тротил, динитронафталин, гексоген, тетрил, пикриновая кислота, октоген и др.
Тротил (тринитротолуол, тол) – продукт нитрации толуола. Это кристаллический порошок светло-желтого цвета, нерастворимый в воде. Химически стоек. Теплота взрыва – 4,2 МДж/кг; температура плавления +80°С, температура вспышки 280…300°С; плотность кристалла – 1,66 г/см3. Обладает хорошими детонационными способностями. Малочувствителен к внешним воздействиям. Широко используют в качестве компонента промышленных ВВ, и довольно часто в чистом виде, имеет отрицательный кислородный баланс -74%. Легко детонирует от капсюля-детонатора.
Выпускают тротил в порошкообразной, гранулированной, чешуйчатой, прессованной и литой формах.
Гексоген С3Н6К3(N02)3 – кристаллический белый порошок с плотностью 1,7 г/см3. Обладает высокой чувствительностью к внешним воздействиям, от огня горит, но не взрывается. Теплота взрыва 5,5 МДж/кг. Применяется в качестве вторичного инициирующего ВВ, а также для изготовления ДШ, детонаторов и скальных аммонитов.
Тэн С(СН2ON03)4 – кристаллический порошок белого цвета, без запаха и вкуса, плотность 1,77 г/см3. Он не растворяется в воде и не теряет взрывчатых свойств. Теплота взрыва 5,7 МДж/кг. Очень чувствителен к внешним механическим воздействиям. Температура плавления 141…142°С, горит спокойно, с металлами не взаимодействует.
Соли азотной кислоты. К однородным взрывчатым соединениям можно отнести также аммиачную селитру. Это кристаллический порошок белого цвета с плотностью 1,47 г/см3.
Аммиачная селитра NH4NO3 (нитрат аммония) является наиболее распространенным окислителем в промышленных ВВ. В сухом состоянии представляет собой сыпучий кристаллический порошок белого цвета, горьковатый на вкус. Отрицательные свойства аммиачной селитры – гигроскопичность и слеживаемость. Для снижения слеживаемости аммиачную селитру гранулируют или вводят в нее специальные добавки.
Следует отметить, что аммиачную селитру можно применять как самостоятельное промышленное ВВ в очень ограниченных случаях, так как она обладает низкими детонационной способностью и чувствительностью к начальному импульсу и малой удельной энергией взрыва. Продукты взрыва ее содержат большое количество вредных газов (оксидов азота).
Калиевую и натриевую селитры не относят к взрывчатым веществам. Они являются только носителями кислорода, и их широко применяют при изготовлении многих ВВ.
Среди смесевых ВВ, состоящих из двух и более механически смешанных веществ (как взрывчатых, так и невзрывчатых) выделяют аммиачно – селитренные (аммониты, динафталиты, граммониты, акваниты, игданиты, ифзаниты) и нитроэфирсодержащие (динамиты, победиты, детониты и др.).
Для придания определенных свойств при изготовлении смесевых ВВ в их состав вводят следующие компоненты: горючие вещества, окислители, сенсибилизаторы, флегматизаторы и пламегасители (последние только в составе предохранительных ВВ).
Горючие вещества вводят в состав ВВ для увеличения количества энергии, выделяемой при взрыве. В качестве горючих веществ используют или жидкие компоненты (как правило, невзрывчатые, типа тонкоизмельченного угля, древесной муки, солярового масла), богатые углеродом и водородом, или пудры (алюминия, магния и т. д.), способные легко окисляться и выделять большое количество тепла и газов. Роль горючих веществ выполняют
также некоторые взрывчатые компоненты (тротил, гексоген и т. п.), имеющие в своем составе недостаточное количество кислорода для полного окисления углерода. При этом часть углерода реагирует с избыточным кислородом окислителя, повышая тем самым общую энергию взрыва.
Окислители содержат избыточный кислород, и их вводят в состав ВВ для окисления горючих элементов. В качестве окислителя применяют аммиачную, калиевую и натриевую селитры, перхлораты калия и натрия,
жидкий кислород и т. д.
Сенсибилизаторы – вещества, вводимые в состав ВВ для повышения его чувствительности к восприятию и передаче детонации. В качестве сенсибилизаторов обычно используют чувствительные мощные ВВ: тротил, нитроглицерин, нитро-гликоль, гексоген и т. п. Иногда роль сенсибилизатора выполняют и невзрывчатые вещества, такие, как соляровое масло (не более 6%), уголь или древесная мука.
Стабилизаторы – вещества, вводимые в состав ВВ для повышения их химической и физической стойкости. В качестве стабилизатора в аммонитах используют древесную, жмыховую и торфяную муку, а в динамитах – мел и соду. Стабилизаторы, применяемые в аммонитах, выполняют также роль горючих добавок и разрыхлителей, уменьшая слеживаемость ВВ.
Флегматизаторы – вводят в состав ВВ для снижения чувствительности его к механическим воздействиям. В качестве флегматизатора используют гели, различные масла, тальк, парафин и т. п. Эти вещества обволакивают частицы ВВ, не вступая с ними в реакцию, и тем самым снижают его чувствительность к механическим воздействиям.
Пламегасители – вещества, добавляемые в состав ВВ для снижения температуры взрыва и уменьшения вероятности воспламенения метано- и пылевоздушных смесей в шахтах. В качестве пламегасителей применяют хлористый натрий, хлористый калий и т. п.