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.