Взрывчатые вещества, допущенные к механизированному заряжанию шпуров и скважин. Их состав и свойства, область применения и способы инициирования. Конструкция зарядов

К механизированному заряжанию шпуров и скважин допускаются сыпучие, гранулированные, эмульсионные взрывчатые вещества, допущенные к применению Госгортехнадзором Республики Казахстан.

Они должны быть безопасными в обращении при хранении, транспортировке и заряжании.

Гранулированные ВВ. К ним относятся всевозможные гранулиты, игданиты, прилиты и т.д.

Гранулит АС-8 имеет серебристо-серый цвет. Требует промежуточный детонатор. Состав гранулита 8% алюминиевой пудры, 4% дизельного топлива, 88% аммиачной селитры,

Игданит – простейшее ВВ, изготавливаемой на месте работ на пунктах приготовления ВВ и в зарядно-смесительной установке «Ульба 400 МИ», при смешивании аммиачной селитры и дизельного топлива. Он предназначен для использования в сухих скважинах или заряжании сухой части скважины при комбинированном заряжании. Хорошо сыпуч и хорошо уплотняется при пневмозаряжании. При содержании дизельного топлива в игданите более 6% резко снижается чувствительность его к детонации и он не взрывается доже от промежуточного детонатора. Игданит может изготавливаться несколькими способами : соляровое масло заливают непосредственно в мешки с селитрой или в специальные патроны на месте взрыва, после чего производят заряжание, применяют специальные смесительно-зарядные машины, используют стационарные пункты приготовления ВВ. Игданиты безопасны в обращении, имеют низкую себестоимость, пригодны для пневматического заряжания.

Недостатки игданита - возможность применять только в сухих скважинах , частичная потеря взрывчатых свойств при длительном заряжании из-за плохого удержания солярового масла гладкими гранулами селитры, флегматизация нефтепродуктами детонирующего шнура, изготавливаемого из маслонеустойчивого полиэтилена, вследствие чего могут происходить отказы, низкое качество дробления крепких, крупноблочных пород. Игданит относится к ВВ невысокой мощности и предназначен преимущественно для взрывания пород некрепких и средней крепости.

Гранулит А6 взрывчатое вещество, приготавливаемое на стационарном пункте приготовления гранулированных взрывчатых веществ Малеевского рудника. Компонентный состав – алюминиевый порошок 6%, дизельное топливо 4% и 90% аммиачной селитры.

Аммиачная селитра (азотнокислый аммоний) NH₄NO₃ является основным компонентом большинства промышленных ВВ. Один грамм селитры при разложении выделяет 0,2 г. Кислорода, который используется для окисления водорода, углерода, алюминия и других компонентов ВВ. Дешевизна и простота получения, неограниченность сырьевой базы (воздух и вода), полный переход в газообразные продукты при взрыве обусловили широкое применение аммиачной селитры для приготовления промышленных ВВ.

Аммиачная селитра – это белый кристаллический порошок с плотностью в 1,56– 1,74 г/см³ Получается селитра в результате реакции соединения аммиака с азотной кислотой. Выпускается в виде гранул, порошка или кристаллов. Обычная аммиачная селитра обладает высокой гигроскопичностью. При изменении влажности воздуха она слеживается, превращаясь в камнеобразную массу. Поэтому в настоящее время изготавливают менее слеживающуюся кристаллическую и гранулированную селитру с добавками, снижающими ее гигроскопичность и повышающими водоустойчивость.

Для ее изготовления в концентрированный раствор аммиачной селитры в небольшом количестве вводится водный раствор сернокислого железа с последующей обработкой смесью жирных кислот и парафинов. Температура плавления аммиачной селитры 269 ^оС.

При наличии влаги температура плавления селитры значительно снижается.

Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде. Растворение происходит со значительным поглощением тепла - при растворении шести частей селитры в десяти частях воды температура раствора понижается на 27 ^оС. Реакция взрывчатого разложения селитры

2NH₄NO₃ = 2N₂ + O₂ + 4H₂O сопровождается выделением тепла и избыточного кислорода. Кислородный баланс селитры положительный. Это свойство аммиачной селитры и используется при применении ее в качестве основного компонента взрывчатых веществ. От других окислителей (калиевой или натриевой селитры и т.п.) аммиачная селитра отличается тем, что в продуктах ее разложения не содержится твердых вещества, поэтому ВВ на ее основе являются наиболее работоспособными. Примеси органических веществ, даже в небольших количествах, значительно повышают энергию взрыва аммиачной селитры.

В 1921-1922 гг. в Германии произошло несколько крупных взрывов при рыхлении взрывным способом слежавшейся в штабелях аммиачной селитры. В 1920-1940 гг. возникло несколько взрывов и пожаров на транспортных судах, перевозивших селитру в трюмах. Основными причинами пожаров и взрывов селитры в трюмах судов явилось загорание или термическое разложение селитры в замкнутом пространстве, когда в нем достаточно быстро повышается давление и температура. Пожаро- и взрывоопасность селитры резко увеличивается при наличии в ней горючих примесей, а так же при ее упаковке в горючие материалы. Поэтому при хранении и транспортировании селитры необходимо создавать условия, исключающие появление очагов разогрева.

Аммиачная селитра активно вступает в реакцию с серой, сульфидами, азотной, серной и фосфорной кислотами, а также с металлами (цинк, медь, магний). Особенно опасны примеси азотной кислоты, так как они способны привести ее к самовоспламенению. Алюминий и железо не вступают в реакцию с селитрой.

В чистом виде селитра не детонирует от взрыва детонатора или детонирующего шнура. Для ее детонации нужен промежуточный детонатор из более мощного ВВ аммонит, аммонал или тротил весом не менее 50 г.

В связи с низкой детонационной способностью селитры по условиям хранения и транспортирования не относятся к категории ВВ.

Горячельющиеся ВВ.

При изготовлении этих ВВ, всю селитру переводят в горячий (t = 80 ^оС), концентрированный раствор плотностью 1,4 г/см³, который в емкостях на специальной зарядной машине подвозят на заряжаемый блок. В другой зарядной машине подвозят гранулотол, который подают в смесительную установку первой машины, и готовую горячую смесь заливают в скважину в виде льющейся жидкой суспензии. В результате получают ВВ с содержанием тротила 20%, а в составе ГЛА -20 - с добавками алюминиевой пудры-порошка.

Чтобы не допустить опускания более тяжелого гранулотола в заряде, раствор загущают КМЦ, гуаргамом с добавками бихромата калия. При смешивании горячего раствора с холодным гранулотолом температура смеси снижается до 70-80 ^оС, а при снижении температуры смеси в скважине до 25-30 ^оС происходит полная кристаллизация и заряд твердеет.

Для заряжания обводненных скважин с высотой столба непроточной воды до ½ длины заряда рекомендуется подавать жидкую смесь под столб воды.

Конструкция заряда при пневматическом заряжании бывает нескольких модификаций:

- на дно скважины посылается патрон-боевик, снаряженный детонирующим шнуром, после этого засыпается или подается по зарядным шлангам гранулированное ВВ. Оставляется недозаряд, который идет под забоечный материал, не менее 16 диаметров скважины.

- на дно скважины посылается патрон-боевик, снаряженный детонатором неэлектрических систем взрывания. Производится заряжание основного заряда ВВ при помощи зарядных машин, оставляется недозаряд и выполняется забойка скважины в обычном порядке.

- производится заряжание скважины от забоя к устью, оставляется недозаряд и после этого вводится патрон-боевик. Патрон-боевик изготавливается из более мощных ВВ, таких как аммонит 6ЖВ, аммонал, повергель или тротиловых шашек.

Все вышеперечисленные ВВ требуют дополнительных мер по сохранению детонации на протяжении всей длины заряда, как то:

-промежуточные боевики(оживители),

-посылка импульса детонации навстречу, то есть патрон-боевик в забое скважины с направлением кумулятивной выемки капсюля-детонатора в сторону к устью и второго патрона-боевика установленного в устье скважины с направлением в сторону забоя скважины,

Такие меры необходимо предпринимать при длине скважины более 18 метров.