Основные сведения о промышленных взрывчатых веществах

В химии известно большое число химических соединений и смесей, которые способны под действием внешнего импульса взрываться. Но к промышленным ВВ (ВВ, пригодным для применения в промышленности) относятся соединения и смеси, достаточно безопасные в изготовлении и обращении, эф­фективные в применении, технически и экономически доступные в изготовлении, не меняющие свои физические и химические свойства при длительном хранении и применении.

По своему физическому состоянию ВВ могут быть:

твердыми однокомпонентными с о е д и н е н и я м и (гексоген, ТЭН, тротил) или смесями (аммиачная селитра + тротил и т. д.);

с м е с я м и ж и д к и х и т в е р д ы х в е щ е с т в (нитроэфиры + аммиачная селитра; соляровое масло + аммиачная селитра);

с м е с я м и г а з о в (метан + воздух, ацетилен + кисло­род и т. д.);

с м е с я м и т в е р д ы х и ж и д к и х в е щ е с т в с г а ­ з а м и (угольная, древесная или другая органическая пыль, пары керосина, бензина + воздух и т. д.);

ж и д к и м и в е щ е с т в а м и (тринитроглицерин, динитрогликоль);

с м е с я м и ж и д г к и х в е щ е с т в (тетранитрометан + бензол, четырехокись азота + керосин и т. д.).

Практическое применение в качестве промышленных ВВ имеют первые две группы, наибольшее распространение получили взрыв­чатые смеси из твердых веществ.

Известны две основные формы химического превращения ВВ: горение и детонация.

При горении и детонации химическая реакция протекает в узкой зоне — фронте химической реакции, который переме­щается по ВВ. При горении тепло на фронте реакции передается путем теплопередачи. Это сравнительно медленный процесс, поэтому и скорость горения может изменяться от долей санти­метров до десятков метров в секунду. При детонации жидких и порошкообразных ВВ энергия по заряду передается детона­ционной волной, которая распространяется по ВВ со сверхзвуко­вой скоростью 3—8 км/с.

При взрыве грубодисперсных, гранулированных и водосодержащих ВВ взрыв по заряду распространяется в виде взрывного горения частиц за счет струй раскаленных газов, проникающих в прилегающие к зоне реакции слои ВВ.

ВВ по бризантному действию делятся на две группы: бризант­ные (дробящие) и метательные ВВ (пороха).

В особую группу выделяют инициирующие ВВ, обладающие высокой чувствительностью. Их применяют для изготовления СИ

(капсюлей-детонаторов, электродетонаторов, детонирующих шнуров).

Для изготовления СИ, применяемых в горной промышленности, используют следующие инициирующие ВВ: гремучую ртуть Hg(CNO)₂, азид свинца PbN₆, THPC C₆H₂(N0₂)₃О₂PbH₂0, тетрил C₆H₂(N0₂)₄NCH₃, гексоген C₃H₆N₆О_6, ТЭН C₅H₈(ONО₂)₄.

Промышленные ВВ предназначаются для дробления, разруше­ния и перемещения окружающей среды. Это наиболее многочислен­ный класс ВВ. Промышленные ВВ выпускаются в виде химиче­ских соединений (однокомпонентные ВВ) или чаще механических смесей (многокомпонентные ВВ).

В качестве однокомпонентного промышленного ВВ применяется только тротил: гранулированный (гранулотол), прессованный и литой (шашки промежуточных детонаторов).

В качестве компонентов смесевых промышленных ВВ при­меняют: тротил (порошкообразный, чешуйчатый, гранулирован­ный), гексоген, флегматизированный добавкой 5 % масла, жидкие нитроэфиры: тринитроглицерин (нитроглицерин) C₂H₆(ON0₂)_s и динитрогликоль (нитрогликоль) C2H₄(ONО₂)₂. Основным компо­нентом, содержащим избыточный кислород, в состав смесевых ВВ вводится аммиачная селитра NH₄N0₃ в порошкообразном, кристаллическом или гранулированном виде. В состав водосодержащих ВВ вводится раствор аммиачной и калиевой KNO₃ . или натриевой NaNO₃ и кальциевой Са(N0₃)₂ селитр.

По физическому состоянию различают следующие разновид­ности промышленных ВВ: порошкообразные, прессованные, ли­тые, гранулированные (чешуйчатые), водосодержащие. Компо­ненты гранулированных ВВ имеют размер гранул или чешуек 1—3 мм, водосодержащие ВВ за счет добавок воды с загустителем имеют слаботекучую медообразную консистенцию; льющиеся ВВ имеют легкоподвижную консистенцию, что позволяет транспор­тировать их по шлангам. Горячельющиеся (твердеющие при нор­мальной температуре) в горячем состоянии имеют легкоподвиж­ную консистенцию, что позволяет механизировать процесс их подачи в скважины по шлангам.

Смесевые ВВ для карьеров и шахт, не опасных по взрыву газа или пыли, содержат в своем составе определенные компоненты и имеют соответственно этому следующие названия.

Порошкообразные ВВ — на основе сухих порошкообразных или жидких компонентов. Из многокомпонентных смесей при­меняются следующие основные группы ВВ.

А м м о н и т ы — смеси аммиачной селитры с тротилом и невзрывчатыми горючими добавками. При добавке гексогена аммонит называют скальным, а при добавке пламегасите­лей —

п р е д о х р а н и т е л ь н ы м для шахт и рудников, опасных по газу или пыли.

А м м о н а л ы — аммониты с добавками алюминиевой пу­дры, при добавке гексогена аммонал называют с к а л ь н ы м.

Д е т о н и т ы — смеси аммиачной селитры, нитроэфиров и алюминиевой пудры.

Д и н а м о н ы — смеси аммиачной селитры с невзрывчатыми горючими добавками.

Гранулированные ВВ — смеси на основе сухих гранулирован­ных, чешуйчатых компонентов или гранулированных сплавов компонентов.

Г р а м м о н и т ы — смеси гранулированной аммиачной се­литры с гранулированным или чешуйчатым тротилом.

Г р а н у л и т ы — смеси гранулированной аммиачной се­литры с жидкими и порошкообразными невзрывчатыми горючими добавками.

И г д а н и т ы — смеси гранулированной аммиачной селитры с жидкой горючей добавкой.

И к п о н и т ы — смеси гранулированной аммиачной селитры с жидкой горючей добавкой и алюминиевой пудрой.

Игданиты и икпониты готовятся горными предприятиями на пунктах вблизи их применения или в зарядных машинах.

Г р а н у л о т о л — гранулированный тротил.

А л ю м о т о л — гранулированный сплав тротила с алюми­ниевой пудрой.

Г р а н и т о л — гранулированный сплав тротила с аммиач­ной селитрой.

Водосодержащие ВВ — на основе сухих гранулированных или чешуйчатых компонентов или гранулированных сплавов компо­нентов с добавкой холодного или горячего раствора аммиачной, с добавкой натриевой или калиевой селитр, загущающих раствор и стабилизирующих заряд добавок.

А к в а т о л ы — медообразная по консистенции смесь гра­нулированной селитры, гранулированного или чешуйчатого тро­тила, раствора селитр, загущающих и стабилизирующих до­бавок.

И ф з а н и т ы — акватолы, в которых количество раствора аммиачной селитры равно объему межгранульного пространства смеси гранулированной селитры и гранулотола, обладают мало­подвижной консистенцией. Готовятся на горных предприятиях на пунктах или в зарядных машинах.

Г о р я ч е л ь ю щ и е с я ВВ — суспензионные смеси горя­чего насыщенного раствора аммиачной селитры (или смесей се­литр) с гранулотолом или чешуйчатым тротилом со стабилизи­рующими добавками. При остывании заряд из льющейся суспен­зии превращается в твердый.

Э м у л ь с и о н н ы е ВВ — смеси холодного или горячего насыщенного раствора селитр с жидкой невзрывчатой горючей добавкой и эмульгатором, которая при обработке ее в диспергаторе превращается в водоустойчивое подвижное ВВ типа обратной эмульсии (водный раствор селитр в масле). При остывании горячее эмульсионное ВВ твердеет.

Дымные пороха смеси серы, селитры и древесного угля применяются для отбойки штучного камня (гранит, диабаз, мрамор и т. д.), когда необходимо отделить от массива блок с минималь­ными его разрушениями.

В настоящее время в СССР не применяются для ведения взрывных работ следующие ВВ:

динамиты — многокомпонентная смесь, содержащая более 40 % нитроэфиров;

оксиликвиты — органическое вещество (поглотитель) с большой удельной поверхностью частиц или волокон, пропитанное жидким кислородом;

перхлоратные ВВ — порошкообразные смеси, в которых в ка­честве окислителя, содержащего избыточный кислород, приме­няется перхлорат калия КС10₄ и аммония NH₄C10₄.