книги из ГПНТБ / Лебедкова А.А. Горное дело учеб. пособие

вия (импульса) быстро превращаться в газообразные продук­ ты с высокими температурой и давлением (соответственно 4000-5000° и десятки и сотни тысяч атмосфер).

^сао£ідаы й _0аланс. Взрыв ВВ основав на окислении кис­ лородом горючих элементов, содержащихся в данном взрывчатом веществе. Поэтому, кроме горючих элементов, кавдое ВВ долж­ но содержать кислород, необходимый для окисления горючих элементов в момент взрыва. Количественное содержание кисло­ рода в ВВ оценивается его кислородным балансом, который пред­ ставляет разность между фактическим содержанием кислорода в составе ВВ и тем количеством, которое необходимо для полно­ го окисления всех горючих элементов ВВ по химической реакции разложения. Наиболее эффективным является ВВ, имеющее нуле­ вой или близкий к нему кислородный баланс, т .е . такой, при котором количество кислорода в составе ВВ равно количеству, необходимому для полного окисления всех горючих элементов.

Взрыв ЕВ - чрезвычайно быстрое химическое превращение его, сопровождающееся выделением большого количества тепла и газов, производящих при расширении механическую работу по разрушению и перемещению окружающей среды. Скорость взрыва промышленных ВВ достигает нескольких тысяч м/сек.

Начальный импульс - количество внешней энергии, сообщае­ мое ВВ для возбуждения взрыва, а сам процесс возбуждения - инициирование. В качестве начального импульса используется энергия удара, чаще - тепловая энергия и энергия взрыва дру­ гого (инициирующего) ВВ. Если для получения внешнего импуль­ са применяется взрыв других ВВ (заряд капсюля или электроде­ тонатор), то зти ВВ называются инициирующими.

Форма разложения ВВ до некоторой степени характеризует действие взрыва в среде и его силу. В зависимости от скорос­ ти взрывчатого разложения ВВ различают две формы взрыва - детонацию, протекающую при постоянной скорости разложения ВВ, достигающей 8500 м/сек, и взрывное горение, протекающее с пе­

ременной скоростью порядка 400 м/сек. В горном деле применя­ ют в основном дробящие (или бризантные) ВВ, взрыв которых протекает в форме детонации. В этом случае при мгновенном об­ разовании газов и их огромном давлении происходит резкий крат-

ковременный удар, в результате которого порода подвергает­ ся сальному дроблению.

Свойотва взрывчатых веществ

Взрывчатые вещества характеризуются работоспособностью, брязантностью, чувствительностью, плотностью.

Работоспособность ВВ - способность его производить ме­ ханическую работу. Оценивается в мл для ал' и зависит от первоначального объема и температуры газов, образующихся в момент взрыва. Взрывание заряда ВВ весом 10 г производится в канале свинцового цилиндра. После взрывания объем канала возрастает. Это увеличение объема канала и еоть работоспо­ собность ВВ, составляющая обычно 370-400 см^_.

Брязантность_способность НВ дробить окружающую поро­ ду. Зависит от скорости разложения ВВ (чем выше скорость разложения ВВ,.тем вш е его бризантное свойстве, тем боль­ ше при прочих равных условиях дробится порода). Определяет­ ся по величине усадки свинцового цилиндра при взрывании на его торцевой поверхности зарода НВ весом 50 г . После взры­ вания зарода цилиндр деформируется по высоте и ширине (осад­ ка цилиндра). Уменьшение выоотн цилиндра в мм {Л h ) называ­

Чувствительность - способность ВВ взрываться под дейст­ вием внешнего импульса. Большое значение имеет чувствитель­ ность НВ к удару, так как она определяет степень опасности обращения о ним. Определение чувствительности ВВ к удару производится при сбрасывании груза весом 2 кг о определен­ ной высоты между направляющими и ударе, его по штепсельному прибору о помещенным в нем зародом используемого ВВ веоѳм 0,02 г . Чувствительность характеризуется минимальной высо­ той, падая с которой груз вызывает взрыв заряда испытуемого НВ.

Плотность ВВ - отношение веса ВВ к занимаемому ям обье^ му без учета промежутков между зернами и пористости (дейст-

витальная плотность) или с учетом всех промежутков я пор (іравиметрячѳскал плотность).

I

Классификация взрывчатых веществ

Все промышленные ВВ подразделяются по характеру дейст­ вия, по физическому состоянию, по составу и по условиям применения.

По_хар8НМ£у_дей£твия нэ_окр2жзю§уго с£ѳду ВВ делятся на метательные (фугасные), разлагающиеся с меньшей скоро­ стью и оказывающие на окружающую их горную массу метатель­ ное действие, и дробящие (бризантные), разрушающие горную массу за счет мгновенного нарастания давления при высокой скорости их разложения.

По_физичѳскозу_состоянию ВВ делят не химические соедине­ ния и механические смеси.

Химические соединения (тетрил, гремучая ртуть, азид свинца) получают в результате химической реакции между дву­ мя или более химическими невзрывчатыми веществами, использу­ ют при изготовлении капсюдей-детонвторов.

Механические смеси c-состоят из двух иди нескольких ВВ иди из ВВ и горючих добавок. Являются основными промышленны­ ми ВВ (дингмиты, аммониты и д р .).

По_соетзву_и_на_значѳнию основного компонента_ВВ разделя­ ются на нитроглицериновые (динамиты), аммиачно-сѳдитрѳнныѳ (аммониты), оксиликвиты и прочие.

Динамиты - пластичные ВВ, основой которых является нит­ роглицерин C^H^CWC^)^. Они обладают большой работоспособ­ ностью, хорошо уплотняются в шпуре. Они могут взрываться от удара, трения (особенно в замерзшем состоянии); быстро ста­ реть (при хранении), т .ѳ . терять способность к лѳрѳдзчѳ де­ тонации; выделять на ободочку патрона нитроглицерин в жид­ ком виде, повышая опасность его использования. Эти недостат­ ки ограничивают применение динамитов в горной промышленности (в основном при проведении стволов швхт в обычных горногѳодогических условиях). В СССР выпускают 62% и 35%-ныѳ дянвыиты.

Аммониты - ВВ, основой которых является аммиачная селит-

pa N H ^O j ( 80-86)6). Остальную часть составляют болаѳ ,. сильные ВВ (Тротил, дѳнитронэфталин и д р .) и разные добав­

объясняется их широкое распространение. Они с тр^удом за­ гораются, горят спокойно и лишь в замкнутом пространстве горение может перейти в детонацию. К удару и трению они также малочувствительны. Главным недостатком аммонитов яв­ ляются гигроскопичность и склонность к слеживаемости. Для повышения водостойкости в состав аммонитов вводят парафин, смеси асфальтита и парафина и п р ., а также покрывают пэтроны аммонита водоизоляционным слоем.

В последнее время стали применять игданит, содержащий. 94% аммиачной селитры и 6% дизельного топлива (соляровое масло) и представляющий собой мокрый порошок (в отличие от аммонита).

Оксиликвиты - горючая масса (рубленое сено, сухвя тра­ ва, торф, сажа), пропитанная непосредственно перед взрыва­ нием жидким кислородом.

Прочие ВВ - химические соединения, применяемые для спе­ циальных целей. К ним также относятся патроны кардокс и .

ются и образующиеся газы производят разрушение породы. В последнее время для отбойки угля применяют сжатый воздух под давлением около 700 кг/см2 . .

В горном деле наибольшее применение получили динамиты и аммониты. Динамиты и аммониты, как правило, патронируют­ ся . Пэтроны аммонита покрывают парафином. Патронированным ВВ обычно взрываются шпуры. Для зврядки скважин, минных ка­ мер или минных выработок применяются или специальные увели­ ченных размеров патроны, или непвтронированный порошкооб­ разный аммонит (доставляется в ящиках и бумажных мешках),

fio j/словиям применения деление ВВ вызывается тем, что в некоторых шахтах из угля и окружающих пород выделяется метан, который, смешиваясь с воздухом, образует взрывча-

ы

тую средц (при содержании метена -- 5-14%). Температура вспышки смеси 650-700°С. Помимо этого, в угольных шахтах

производстве вврывных работ на шахтах, опасных по гѳзу или пыля, ВВ заключается в предохранительные ободочки, которые понижают температуру взрыва ВВ. Предохранительные обялочки бывают двух типов: инертные и активные. Инертные оболочки патронов готовятся из хлористого натрия со связующими и цементирующими материэлаліи (гипс, каолин, цемент), т .е . веществ, не участвующих во взрыве. Активную предохранитель­ ную оболочку изготавливают из хлористого натрия, бикарбона­ та натрия и нитроглицерина.

В соответствии с правилами безопасности ВВ разделяют на ВВ, допущенные к применению только нз открытых работах (ам­

пыли (аммониты te 6 , te 7, динамиты 62% и 35%); ВВ, допущен­ ные к применению в шахтах всех категории, опасных по пыли или гзву, предохранитѳльные-ПХВ-20, а для шахт всех катего­ рий, опасных по газу, но не опасных по пыли, предохрани­ тельные аммониты АП-4ЖВ, АП-5ЖВ. Кроме того, проходят про­ мышленные испытания предохранительные ВВ: мѳтанит, гекса­ нит, карбонит, новинит, пластит, мипорит и др.

Инициирующие ВВ

Эти вещества служат для возбуждения детонации в заряде путем взрыва снаряженного инициирующим веществом капсюля - детонаторе. Они обладают повышенной чувствительностью к удеру и нагреванию.

При взрыве небольшого их количества они способны выз­ вать взрыв значительной массы другого ВВ.

Инициирующие ВВ делятся на первичные и вторичные. К первичным инициирующим относятся ВВ, способные детонировать от огня: гремучая ртуть, азид свинца и тѳнарес. В качестве

вторичных инициирующих ВВ применяю? тетрил, тзн п гексо­ ген, которые взрываются от взрыва зарядов первичных ини­ циирующих ВВ.

Гремучая ртуть - Hg (С}Ю.)2 “ соль гремучей кислоты, представляющая собой мелко-кристаллический порошок белого цвета. В сухом состоянии чрезвычайно чувствительна к огне­ вым и механическим воздействиям: она детонирует при t = І60°С, чувствительность ее 2 см, поэтому даже легкая цара­ пина может вызвать взрьиз. В детонаторе гремучая ртуть з э - прѳссованв под давлением 250 кг/см ^, при этом она менее чувствительна. При увлажнении может давать отказы, поэто­ му влажность гремучей ртути, запрессованной в детонаторе, не должна превышать 0,03$.

Азид свинца - Pg 2)^ - белый кристаллический поро­ шок, являющийся солью азотисто-водородной кислоты. Очень опасен в обращении - детонирует при . t = 327°С, чувстви­ тельность его 4 см.

При увлажнении до 30$ азид свинца не теряет инициирую­ щих свойств, но в присутствии влаги взаимодействует с медью, образуя еще более чувствительные и опасные азиды меди. Поэ­ тому азидо-свинцовые детонаторы нельзя снаряжать в медные гильзы.

Тѳнѳрѳс - CgH(/V 02) jO ^ # Н20 - золотисто-желтый кристал­ лический порошок, являющийся солью стифиновой кислоты. По чувствительности к удару он значительно уступает гремучей ртути и азиду свинца. Наличие влаги не снижает взрывчатых свойств тѳнѳрѳса. Температура вспышки его ниже, чем у ази­ да свинца и равна 270°G. Поэтому его применяют в азидо­ свинцовых детонаторах в качестве добавки, облегчающей вос­ пламенение ѳзидэ свинца.

Тетрил - С6Н2(У 0 2) 3 /V'(^'02)CHif - мелкокристаллический порошок светло-желтого цвета, получаемый путем нитрации ди­ метил анилина. Скорость взрыва - 7200 м/сѳк, поэтому при взрыве получается короткий сильный удар, возбуждающий дето­

тем нитрации уротропина. Является одним из мощных ВВ: его

Тэн - CgHg (0^0^)^ - белый кристаллический порошок,по­ лучаемый путем нитрации четырехатомного спирта пѳнтаэтрита и являющийся мощным высокобризвнтным ВВ. Его работоспо­ собность 500 см^, скорость детонации - 8200-8700 м/сек, чувствительность - 30 см. Применяют как вторичный инициа­ тор и для снаряжения детонирующего шнура.

Ассортимент ВВ

На выбор типа ВВ оказывают влияние место производстьа взрывных работ (открытые, подземные), опасность шахты по газу или пыли, крепость породы и полезного ископаемого,во­ доносность горных пород, требуемый характер дробления по- • роды и др.

Перечень ВВ, допущенных к применению, устанавливается ГосгортѳхнвдзорОм СССР ежегодно.

СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ

Взрывание зарядов ВВ производится огневым, электричес­ ким и бѳскапсюльным (при помощи детонирующего шнура) спосо­ бами.

Огневой способ взрывания

При огневом способе в качестве средств взрывэния приме­ няют капсюли - детонаторы, огнепроводный шнур, зажигатель­ ные свечи и патрончики группового зажигвния.

Капсюль - детонатор - это картонный или латунный цилиндр (диаметром, около 7 мм) с инициирующим ВВ (первичным - грему­ чей ртутью Н (С^0)2 или азидом свинца Pf (^2 )3 и вторичным - тетрилом). 0н_применяется только в шахтах, не опасных по га­ зу и пыли / Рис. 41 / .

Огнепроводный гнур (ОШ) предназначен для восплѳмѳнения первичного инициирующего вещества. Изготовляется он из ряде

наружных и внутренних (джутовых, пеньковых иля льняных) оплеток, которые покрывают водоизолирующвй массой (смолой, асфальтом). Внутри шнура по направляющим нитям запрессоваН8 пороховая мякоть из зерен дымного пороха. Выпускается двух видов - нормально горящий и медленно горящий со ско­ ростями горения соответственно I м/сек и 0,5 и/сек / Рис. 42 / .

ги с .41. Капсюлядетонаторы:

а - в металлической гильзе, б - в бумажной гильве

Рис.42. Огнепроводный шнур;

Заряда ВБ взрыва ююя при помощи зажигательных трубок,

ной гильзы,на одном конце которой запрессован зажигательный пороховой состав, а с другого конца, впритык к нему, встав­ ляют пучок (Ж от зажигательных трубок. Зажигание порохового состава патрона осуществляется посредством свободного корот­ кого О.Ш., который вставляют в патрончик тая же, как и шну­ ры с зажигательными трубками. Одновременно одним зажигатель­ ным патрончиком можно поджечь 6-50 шнуров, идущих к зарядам. По правилам безопасности патрончики группового взрывания до­ пускаются к применению в забоях, где принято огневое взры­ вание я на одного взрывника приходится более 16 зарядов.

При взрывании группы зарядов применяют также контроль­ ные трубки, тлеющие фитиля.

Контрольная трубка - отрезок О.Ш. с косыми надрезами, при зажигании которого пламя передается не надежно подстав­ ленные концы О.Ш. от зарядов ВВ.

Тлеющий фитиль - пучок льняной или хлопчатобумажной пря­ жи, пропитанной раствором калиевой селитры, покрытый оплет­ кой из такой же пряжи. При зажигании подставляется к концам О.Ш., от зарядов. ВВ. Диэметр огнепроводного шнуре 6 мм и скорость горения около I м/сек.дают возможность взрывнику после зажигания шнура удалиться в безопасное место, после чего происходит взрыв капсюля-детона тона, а от него и всего заряда ВВ в шпуре или в скважине.

Для повышения безопасности взрывных работ при огневом взрывании в поо>-лѳдние годы начали применять дистанционное поджигание огнепроводных шнуров эдектрозажигательными пат-