Смесовые взрывчатые вещества

В настоящее время на горных и геологоразведоч­ных работах наибольшее распространение получили взрывчатые вещества, основной частью которых явля­ется аммиачная селитра. Это объясняется, прежде всего, доступностью исходного сырья, а также просто­той и безопасностью технологии получения и перера­ботки аммиачной селитры.

Следует отметить, что аммиачную селитру можно применять как самостоятельное примышленное ВВ, однако очень ограниченно, так как она обладает низ­кими детонационной способностью и чувствительнос­тью к начальному импульса, малой удельной энергией взрыва и высоким содержанием вредных газов (окси­дов азота) в продуктах взрыва. Ее иногда применяют в комбинированных зарядах большого диаметра при взрывании на открытых разработках.

Аммиачно-селитренные ВВ представляют собой механические смеси с другим ВВ или с горючими не­взрывчатыми материалами. Во взрывчатых веществах этой группы аммиачная селитра выполняет роль окис­лителя. Аммиачно-селитренные ВВ безопасны в обра­щении, поддаются различным видам технологической обработки, имеют сравнительно низкую стоимость.

Рассмотрим наиболее широко применяемые аммиачно-селитренные ВВ.

Аммониты— самые распространенные аммиачно-селитренные ВВ, представляющие собой порошкооб­разные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже гексогеном, динитронафталином) и невзрывчатыми горючими компонентами. Соотношение компонентов взрывчатой смеси подбирается с таким расчетом, что­бы кислородный баланс аммонитов был близок к нуле­вому, а поэтому аммониты применяются как на откры­тых, так и подземных горных работах. Аммониты де­лятся на обычные и предохранительные. Последние содержат в своем составе пламегасители — хлориды щелочных металлов и имеют индекс АП.

С целью повышения водоустойчивости аммони­тов, т.е. способности их сохранять взрывчатые свой­ства при погружении в воду, используют водоустой­чивую селитру марок ЖВ и ЖВФ, аммониты не теря­ют своих взрывчатых свойств в течение нескольких часов, хотя плохо потопляются. Водоустойчивые ам­мониты имеют индекс ЖВ. Наиболее распространен­ными ВВ этой группы является аммонит №6 ЖВ, ко­торый довольно часто используется в качестве этало­на при сравнительной оценке ВВ.

Аммониты чувствительны к капсюль-детонатору и характеризуются достаточно высокими взрывчатыми свойствами. По работоспособности они превосходят тротил.

Аммониты выпускаются в бумажных патронах ди­аметром от 28 до 90 мм и массой от 150 г до 3 кг. Менее чувствительный аммонит №6 ЖВ изготовляется также в виде порошка, упакованного в бумажные мешки или полиэтиленовые мягкие рукава (оболочки) диаметром 90 мм и в полужестких оболочках диаметром 175 и 225 мм для заряжания обводненных скважин.

Аммоналы — смеси порошкообразной аммиачной селитры и тротила с металлической горючей добав­кой — алюминиевой пудрой. Аммоналы в гранулиро­ванном состоянии называются граммоналами.

Аммоналы по свойствам близки к аммонитам, при­меняются на подземных работах. Выпускаются россы­пью и в патронах диаметром от 32 до 120 мм.

Акватолы — водосодержащие суспензионные ВВ текучей консистенции, твердой фазой которых явля­ется граммонит или граммонал, а жидкой — насыщен­ный загущенный раствор аммиачной селитры. Аква-толы предназначены для применения на открытых горных работах и не допускаются к применению в подземных условиях, так как выделяют при взрыве большое количество ядовитых газов из-за отрицатель­ного кислородного баланса.

Ранее эти составы были известны под названием иффзанитов. Наибольшее распространение получил акватол Т-20, содержащий около 20 % гранулотола и такое же количество воды в жидкой фазе. Он предназ- начен для сухих и обводненных скважин. Имеется несколько модификаций этого ВВ.

Акванал и акванит — водосодержащие, горячелью-щиеся ВВ, отвердевающие при остывании в скважи­нах. Акванит содержит алюминиевый порошок (или силикоалюминий) и представляет собой смесь метал-лизованной сухой фазы с насыщенным водным раство­ром аммиачной селитры. Акванал предназначен для применения на земной поверхности.

Акванит, состоящий из смеси аммиачной селитры, алюминиевого порошка и водорастворимого загусти­теля, изготавливается по эмульсионной технологии и выпускается в виде гранул.

Граммониты — смеси гранулированной аммиачной селитры и тротила. Наиболее широкое применение на­шел граммонит 79/21. Он представляет собой механичес­кую смесь гранулированной аммиачной селитры с чешуй­чатым тротилом. По детонационной способности граммо­нит 79/21 превосходит гранулированные ВВ простейшего состава, но уступает порошкообразным аммонитам. Грам­монит 79/21 применяют на открытых и подземных гор­ных работах. Он сохраняет детонационную способность при содержании воды 20 %, а при содержании около 10 % его взрывное действие даже несколько выше, чем в сухом состоянии благодаря повышению плотности заряда. При подземных работах влажность ВВ не более 5 %.

Граммониты выпускают россыпью, в бумажных и полиэтиленовых мешках.

Детониты — порошкообразные ВВ (с увеличенным содержанием нитроэфиров, приближаются к пластич­ным) — относятся к непредохранительным ВВ. Они состоят из аммиачной селитры, тротила, 5-10 % алю­миниевой пудры и 6-15 % нитроэфира. Патроны детонита имеют плотность 1,15-1,20 г/см³, что обеспе­чивает получение при взрывании высокого качества дробления массива горных пород.

При работе с детонитами необходимо соблюдать осторожность, защищая руки от действия нитроэфи­ров, не допуская просыпания ВВ из пачек и патронов. Применение детонитов (например, детонит М), несмот­ря на их сравнительно высокую стоимость, весьма эффективно и экономически выгодно при взрывании крепких пород.

Динамоны — смеси аммиачной селитры с невзрыв­чатыми жидкими или твердыми горючими добавками (соляровое масло, древесная мука, сажа, алюминиевая пудра и т.д.) Динамоны в гранулированном состоянии называются гранулатами. К динамонам по принципу построения рецептуры относят игданиты — простей­шие ВВ, изготовляемые непосредственно на местах работы и состоящие из гранулированной (или чешуй­чатой) аммиачной селитры, пропитанной небольшим количеством жидкого горючего (солярового масла или дизельного топлива). Жидкое горючее тонкой пленкой покрывает гранулы аммиачной селитры, повышая чув­ствительность и мощность ВВ. При определенных со­отношениях аммиачной селитры и дизельного топлива можно получить игданит с нулевым кислородным ба­лансом. Приготавливают игданит заливая соляровое масло и мешки с аммиачной селитрой или смешивая селитру с жидкой добавкой в процессе засыпки в сква­жины, а также с помощью специального зарядного агрегата. Игданиты самые дешевые из всех применя­емых в горной промышленности и пригодны для меха­низированного заряжания. Взрывчатые свойства игда-нитов уступают свойствам аммонитов.

Широкое применение в сухих и слабо обводнен­ных забоях на открытых и подземных горных работах в шахтах и рудниках и рудниках, не опасных по взры­ву газа и пыли, нашли простейшие ВВ — гранулит АК, АС. Они практически не слеживаются, сыпучи, хоро­шо транспортируются по трубам. Как и игданит харак­теризуются малой чувствительностью к механическим воздействиям.

Следует отметить, что простейшие гранулирован­ные ВВ получили применение во многих странах.

Карбатолы — горячельющиеся ВВ, густые, текучие при температуре выше 50 °С суспензии, отвердеваю­щие при остывании в скважине. Они характеризуются высокой плотностью, в их состав вводится 3 — 5 % воды для образования раствора. Нашли применение карба-толы марок ГЛ-15Т и ФТ-10. Они могут находится в скважинах с непроточной водой продолжительное время (до 30 суток). Карбатолы практически нечувстви­тельны к механическим воздействиям. Изготавливают­ся на месте применения из раздельных компонентов. В 60-х годах за рубежом появился новый тип водо-содержащих ВВ. основанный на эмульсиях типа «вода в масле».

Все эмульсионные ВВ состоят в основном из водно­го раствора аммиачной селитры (иногда с добавкой нитрата натрия или кальция) и жидкого нефтепродукта (минеральные масла, дизельное топливо и т.п.) Раствор окислителя, нагретый до 60 — 90 "С, диспергируют и эмульгируют добавкой небольшого количества эмульга­тора в жидком нефтепродукте так, чтобы каждая сфе­рическая микро капелька раствора была покрыта тон­кой его пленкой, предохраняющей от контакта с водой при заряжании в обводненных скважинах. Охлажден­ной ВВ сохраняет пластичность и при отрицательных температурах, если при изготовлении был использован нефтепродукт с низкой температурой застывания.

Наиболее распространенным способ сенсибилиза­ции эмульсионных водосодержащих ВВ является вве­дение в их состав полых или пористых микросфер из стекла или порошка перлита. Такие эмульсионные водосодержащие ВВ имеют плотность 1,15— 1,27 г/см³ и теплоту взрыва 2930 — 3350 кДж/кг. При необходи­мости повысить теплоту взрыва вводят соответствую­щее количество алюминиевого порошка.

Эмульсионные водосодержащие ВВ дешевле сус­пензионных и в настоящее время им уделяют много внимания.

Одним из эмульсионных ВВ, допущенных к приме­нению на открытых работах, является порэмиты.

Порэмит — эмульсионное ВВ, изготовляемое на ста­ционарных пунктах. Состоит из эмульсии и газогенерирующей добавки, водного раствора нитрата на­трия. В состав эмульсии входит селитра аммиачная, селитра натриевая, нефтепродукты и вода.

Особую группу смесевых ВВ, изготавливаемых из порохов, занимают ВВ, получаемые из конверсируемых материалов. Одним из таких ВВ является гранипор.

Гранипор — водонасыщенное ВВ, представляющее собой обмасленную механическую смесь пироксили­новых зернистых порохов и отрезков трубчатых артил­лерийских порохов.

В табл. 1.2 перечислен ряд ВВ рекомендуемых для взрывных работ на земной поверхности.

Таблица 1.2.