книги / Технология и безопасность взрывных работ

Нитроглицерин (тринитроглицерин) СН(СН2ОNO2)3 – бесцветная маслянистая жидкость. Очень чувствителен к механическим воздействиям и нагреванию, токсичен, практически не растворим в воде. Температура вспышки нитроглицерина равна 180 °С. Чистый нитроглицерин начинает замерзать при температуре ниже + 13,2 оС. В замерзшем состоянии нитроглицерин еще более чувствителен к механическим воздействиям и менее чувствителен к детонации от взрыва заряда инициирующего ВВ. Одно из наиболее мощных ВВ, работоспособность 550 см3, бризантность 20 мм, скорость детонации 7,6 км/с, кислородный баланс + 3,4 %. Используется для производства смесевых ВВ на основе нитроэфиров (детонит М, углениты).

ТЭН (тетранитропентаэритрит) С(СН2ОNО2)4 – белое кристаллическое вещество. Химически стоек, токсичен, чувствителен к механическим воздействиям, практически нерастворим

вводе. Чистый и флегматизированный ТЭН применяется в кап- сюлях-детонаторах, электродетонаторах и в качестве сердцевины нетермостойких детонирующих шнуров.

Гексоген (циклотриметилентринитрамин) (СН2)3N3(NO2)3 – белый кристаллический порошок. Химически и термически стабилен, длительно выдерживает высокую температуру, весьма ядовит, обладает высокой чувствительностью к механическим воздействиям. Имеет малый критический диаметр детонации. Одно из наиболее мощных ВВ, работоспособность в свинцовой бомбе 490 см3, бризантность при заряде ВВ 25 г составляет 24 мм, при заряде 50 г свинцовый столбик разрушается. Скорость детонации 8,6 км/с при плотности 1,7 г/см3. Используется

вКД, ЭД, термостойких и повышенной мощности ДШ, а также как сенсибилизатор в аммиачно-селитренных ВВ. Используют во флегматизированном состоянии (до 6 % воска или парафина).

Октоген (циклотетраметилентетранитрамин) (СН2)4N4(NO2)4 – белое кристаллическое вещество с высокой температурой плавления и термостабильностью. Обладает высокой чувстви-

111

тельностью к механическим воздействиям и малым критическим диаметром. Благодаря высокой термостабильности (200 оС в течение 8 ч) применяется исключительно в термостойких КД, ЭД, ДШ.

Тетрил (тринитрофенилметилнитрамин) С6Н2(NO2)4NCH3 – кристаллический порошок бледно-желтого цвета с температурой плавления около 130 °С. При воспламенении быстро горит с возможностью перехода горения в детонацию. Обладает высокой чувствительностью и инициирующей способностью. Работоспособность в свинцовой бомбе 350 см3, бризантность составляет 19 мм, скорость детонации 7,5 км/с при плотности 1,63 г/см3. Используется в качестве вторичного инициирующего ВВ в большинстве выпускаемых КД и ЭД. На открытых взрывных работах тетрил применяют как промежуточный детонатор для инициирования маловосприимчивых ВВ.

Аммиачная селитра NH4NO3 – белый кристаллический порошок. Аммиачная селитра (АС) содержит 35 % азота, 5 % водорода, 60 % кислорода. При взрывчатом превращении 20 % кислорода выделяется в свободном состоянии. Температура плавления 160 оС. Химически стойка и термостабильна (термический распад начинается при температуре 185–200 оС). Очень хорошо растворяется в воде (178 г в 100 мл воды при Т = 20 оС). Гигроскопична, сильно подвержена слеживанию, особенно при увеличении влажности и температуры. При детонации АС в идеальных условиях выделяется максимальное количество теплоты (384 ккал/кг) и газообразных продуктов (≈980 л/кг):

NH4NO3 → 2H2O↑ + N2↑ + 0,5O2 + Q.

Аммиачная селитра пожароопасна, что связано с возможностью перехода горения в детонацию. Способность к детонации снижается с увеличением диаметра гранул и влажности. В связи с низкой детонационной способностью АС по условиям хранения и транспортировки не относится категории ВВ. При-

112

меси горючих веществ (дизельное топливо, минеральное масло) при содержании до 6 % резко увеличивают чувствительность АС к детонации. Благодаря дешевизне изготовления широко используется в большинстве промышленных ВВ в качестве окислителя.

3.9.2.1. Инициирующие взрывчатые вещества

Это высокобризантные ВВ, характеризующиеся повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (удару, наколу, лучу огня, нагреванию) и очень коротким периодом нарастания скорости детонации (детонируют в небольших массах – долях граммов).

Гремучая ртуть (ртутная соль гремучей кислоты) Hg(CNO2) – мелкокристаллическое вещество белого или серого цвета, получается из металлической ртути путем обработки ее этиловым спиртом в азотной кислоте. Сухая гремучая ртуть чувствительна к огню и к механическим воздействиям. Температура вспышки с последующей детонацией составляет 160–165 ºС. При царапании или переламывании кристаллика возникает взрыв. Скорость детонации при плотности 3,3 кг/дм3 равна 5,4 км/с, чувствительность к удару – 2 см, работоспособность – 110 см3.

Ввиду токсичности паров применяется только в качестве первичного ВВ в капсюлях-детонаторах. В гильзы детонаторов (только алюминиевых) гремучую ртуть запрессовывают при давлении не свыше 25 МПа, плотность ее при этом достигает 3,3 кг/дм3. В случае превышения указанной плотности гремучая ртуть перестает детонировать от луча огня и дает отказы.

Азид свинца (свинцовая соль азотистоводородной кислоты) PbN6 – мелкокристаллический порошок белого цвета. Не боится влаги и при ее содержании до 30 % не теряет взрывчатых свойств. Азид свинца менее чувствителен к огню и механическим воздействиям, чем гремучая ртуть. Температура вспышки с

113

детонацией равна 330 ºС. Скорость детонации при плотности 4,6 кг/дм3 составляет 5,3 км/с, чувствительность к удару 6 см, работоспособность 115 см3.

Азид свинца – более мощное первичное инициирующее ВВ, чем гремучая ртуть, а газы взрыва менее ядовиты. Поэтому

впромышленности переходят на его применение прежде всего

взакрытых конструкциях – электродетонаторах в алюминиевых, биметаллических или картонных гильзах, кроме медных.

Поскольку азид свинца менее чувствителен к огню, чем гремучая ртуть, для безотказности действия детонаторов его иногда применяют совместно с более чувствительным к тепловому импульсу тенересом. В чашечку ЭД поверх заряда азида свинца как промежуточный заряд помещают тенерес массой 0,1 г (температура вспышки 270 ºС), который вызывает взрыв азида свинца, а последний взрывает заряд вторичного (бризантного) ВВ.

ТНРС (тенерес) (свинцовая соль стифниновой кислоты)

C6H(NO2)3O2Pb·H2O – кристаллический порошок золотистожелтого цвета. Малорастворим в воде, малогигроскопичен. Физически и химически стоек. С металлами не взаимодействует. Температура вспышки 270 °С. Скорость детонации 5,2 км/с, чувствительность к удару 11 см, работоспособность 110 см3. Ввиду низкой инициирующей способности как взрывчатое вещество самостоятельного значения не имеет, однако применяется в капсюлях-детонаторах в качестве добавки к азиду свинца для улучшения воспламенительных качеств и обеспечения безотказности инициирования.

3.9.2.2. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества

Представляют собой смеси аммиачной селитры со взрывчатыми или невзрывчатыми веществами и являются основными ВВ, используемыми в горной промышленности.

114

1.Аммониты – порошкообразные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже с гексогеном) и невзрывчатыми горючими добавками. Предохранительные аммониты содержат, кроме того, пламегасители, а некоторые – жидкие нитроэфиры (нитроглицерин, нитрогликоль).

2.Аммоналы – это аммониты (аммиачная селитра + тро-

тил) с добавкой алюминиевой пудры – сенсибилизатора.

3.Граммониты – гранулированные аммониты, состоящие из гранулированной аммиачной селитры и гранулированного или чешуйчатого тротила.

4.Граммоналы – гранулированные аммоналы (аммиачная селитра + тротил + алюминевая пудра).

5.Динамоны – порошкообразные смеси аммиачной селитры с невзрывчатыми горючими добавками.

6.Гранулиты – механическая смесь гранулированной аммиачной селитры, жидких (соляровое масло) и порошкообразных горючих добавок (древесная мука, алюминий).

7.Игданит – стехиометрическая смесь гранулированной

аммиачной селитры с дизельным топливом (смесь окислителя

игорючего, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления горючего).

8.Гранитол – гранулированный сплав тротила с аммиач-

ной селитрой.

9.Эмулин – игданит (аммиачная селитра + дизельное топливо) с добавками эмульсии.

10.Икпониты – смеси гранулированной аммиачной селитры с жидкой горючей добавкой и алюминиевой пудры;

11.Акватолы – водосодержащие ВВ (содержит 15 % воды) текучей консистенции, состоящие из гранул граммонита или граммонала и насыщенного загущенного раствора аммиачной селитры.

12.Акваналы и акваниты – водосодержащие ВВ пластичной консистенции, состоящие из порошкообразных аммонитов

115

или аммоналов с добавками кальциевой или натриевой селитры, воды (4–10 %) и пластифицирующих добавок.

13.Горячельющиеся ВВ – суспензионные водосодержащие ВВ, изготовляемые в зарядных машинах на месте заряжания, состоящие из горячего раствора аммиачной селитры, загустителей и добавкой 10–20 % тротила. После заряжания скважин охлажденный заряд затвердевает, приобретая гипсоподобную структуру.

14.Ифзаниты – водосодержащие ВВ, состоящие из смеси гранул аммиачной селитры и тротила, в которую на месте заряжания добавляется горячий (t = 75…80 °C) насыщенный раствор аммиачной селитры с загустителем.

15.Карбатолы – горячельющиеся водосодержащие ВВ, изготавливаемые на месте заряжания, состоящие из гранул тротила и расплава карбамида и аммиачной селитры с малым содержанием воды (3–5 %), а также добавками алюминия.

16.Порэмиты и сибириты – эмульсионные ВВ (технология «вода в масле») из смеси горячего водного раствора аммиачной и натриевой селитр с добавками горючего (минеральное масло) и эмульгатора.

17.Эмульсолиты – патронированные эмульсионные ВВ.

18.Гранэмиты – смесь эмульсии с 30–70 % игданита, заряжание ведется механизированным способом.

19.Гранипор (из конверсионных материалов) – водонасыщенное ВВ, обмасленная механическая смесь пироксилиновых зернистых порохов и отрезков трубчатых артиллерийских порохов.

3.9.2.3. Нитроэфирные (нитроглицериновые) взрывчатые вещества

Детониты – порошкообразные смеси аммиачной селитры, тротила, алюминиевой пудры и нитроэфиров (до 15 %).

116

Победит, углениты, серный и нефтяной аммониты –

предохранительные ВВ, аналогичны по составу аммонитам с добавками пламегасителей и нитроэфиров.

Динамиты – многокомпонентные смеси на основе желатинированных нитроглицерина и нитрогликоля, содержащая более 30 % нитроэфиров. Работоспособность 360–370 см3, бризантность 15–18 мм, кислородный баланс – 0,96 %, теплота взрыва 1269 ккал/кг, передача детонации между патронами

5–15 см.

Промышленность выпускает:

динамит (обыкновенный) – смесь нитроглицерина 62 %, коллоидного хлопка 3 %, древесной муки 8 %, калиевой или натриевой селитры 26,5 %, соды или молотого мела 0,5 %;

динамит (трудно замерзающий) – это смесь нитроглицерина 37 %, нитродигликоля 25 %, коллоидного хлопка 3,5 %, древесной муки 2,5 %, калиевой или натриевой селитры 31,5 %, соды или молотого мела 0,5 %.

Недостатки динамитов, из-за которых они не используются на горных предприятиях России:

высокая опасность в обращении – динамиты легко взры-

ваются от удара или сильного трения, загораются от искры или огня;

замерзание при температуре +10 оС и ниже. Замерзший динамит становится более опасным в обращении, одновременно уменьшается его чувствительность к капсюлю – детонатору;

экссудация – выделение нитроглицерина и нитрогликоля

вжидком виде на поверхность патрона. Экссудирующие динамиты очень опасны в обращении, применение их запрещено, уничтожаться они должны с большой осторожностью;

старение динамитов, выражающееся в повышении плотности, резко снижает детонационную способность заряда.

Компонентный состав смесевых промышленных ВВ приведен в табл. 3.8.

117

Таблица 3.8 Компонентный состав смесевых промышленных ВВ

3.9.3. Классификация промышленных взрывчатых веществ

Все промышленные взрывчатые вещества, как однокомпонентные, так и смесевые, классифицируются (рис. 3.22):

1)по характеру воздействия на окружающую среду;

2)чувствительности к начальному импульсу;

3)физическому состоянию и структуре;

4)химическому составу;

5)условиям применения;

6)степени опасности при обращении с ними.

118

в электродетонаторах короткозамедленного (ЭДКЗ) и замедленного (ЭДЗ) действия.

2. По чувствительности к начальному импульсу:

первичные инициирующие ВВ (гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС) характеризуются весьма высокой чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям; способны взрываться в малых количествах (0,05–0,5 г), горение этих ВВ мгновенно переходит в детонацию.

вторичные инициирующие ВВ (тетрил, гексоген, ТЭН) менее чувствительны к тепловому и механическому воздействию и для возбуждения взрыва необходим взрывной импульс небольшого заряда первичного ВВ.

3. По физической структуре:

порошкообразные,

прессованные,

литые,

гранулированные,

водосодержащие суспензионные,

льющиеся,

горячельющиеся (твердеющие),

эмульсионные.

4. По своему физическому состоянию:

1)твердые однокомпонентные соединенияя (нитросоединения: гексоген, ТЭН, тротил, тетрил);

2)твердые смеси (аммиачная селитра + тротил);

3)жидкие однокомпонентные соединения (нитроэфиры: нитроглицерин, нитрогликоль);

4)смеси жидких и твердых веществ (жидкие нитроэфиры + аммиачная селитра, соляровое масло + аммиачная селитра);

5)газовые смеси (метан + воздух);

6)смеси жидких веществ (тетранитрометан + бензол);

7)смеси твердых и жидких веществ с газами (угольная пыль, древесная пыль, пары керосина или бензина + воздух);

120