Технология и безопасность взрывных работ

ГВД; ГР; ГП; ГК; ГО

ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород. [Текст ] - М. «Недра» 1973.

Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом [Текст] – М.МГИ, 1992.

Миндели Э.О. Разрушение горных пород [Текст ] - М.Недра, 1975.

Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом ( взрывные технологии в промышленности),ч.2 [Текст ] М.МГТУ, 1994.

Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом [Текст] – М.Недра, 1983.

Лабораторные и практические работы по разрушению горных пород взрывом (под общей редакции Кутузова Б.Н.) [Текст] – М. Недра, 1981.

Нормативные документы по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в области взрывных работ и изготовлении взрывчатых материалов. Выпуск 1. Безопасность при взрывных работах. Сборник документов, М.: Государственное унитарное предприятие << Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России >> [Текст]. 2002.

Перечень рекомендуемых промышленных материалов [Текст] –М: Недра, 1978.

Цель и задачи дисциплины.

Во всем мире более 80% всего минерального сырья добывается силой взрыва. В настоящее время и в будущем взрывные работы будут более широко применяться при подготовке скальных пород к выемке путем дробления на куски различной фракции. Для дробления пород и руд бурят шпуры, скважины или проходят камеры, в которых размещают заряды ВВ. От эффективности БВР зависят во многом показатели всех остальных процессов горного производства.

Также происходит широкомасштабное развитие открытой разработки МПИ. Увеличиваются объемы добычи полезных ископаемых при подземной разработке руд черных и цветных металлов. Трудоемкость БВР при подземной разработке достигает иногда в отдельных случаях до 40 – 50 % от общей трудоемкости технологии добычи.

Взрывные работы в подземных условиях применяются в разнообразных случаях:

- при проведении выработок различного назначения,

- при отбойке руд,

- для ликвидации пустот, при выпуске рудной массы и т.д. Всеми этими работами руководят горные инженеры, имеющие право руководства взрывными работами. На горных инженеров возлагается ответственность за безопасное и эффективное ведение взрывных работ. Этим определяется место и значимость дисциплины << Технология и безопасность взрывных работ >> в общей системе подготовки горных инженеров.

Основные задачи по изучению курса:

- подготовка горного инженера со знаниями, позволяющими ему обоснованно и грамотно выбрать наиболее рациональные и эффективные методы ведения взрывных работ с учетом конкретных горно-геологических условий,

- обучение горного инженера безопасным методам и организации ведения взрывных работ,

- подготовка горного инженера к самостоятельной работе с технической литературой, периодическими изданиями.

В результате изучения дисциплины горный инженер обязан уметь:

- проектировать взрывные работы

- производить расчет оптимальных параметров БВР

- вести техническую документацию

- организовывать подготовку и проведение взрывных работ

- выбирать эффективные и рациональные для данного предприятия методы и средства взрывных работ

- разрабатывать и выполнять мероприятия по безопасным методам взрывных работ

- оценивать и анализировать результаты взрыва.

Лекции -32 час.

Практические занятия - 80 час.

Домашние задания и рефераты – 42 час.

Консультации – 18 час

Экзамены – 29 час.

Итого: 201 час

Наименование	Количество часов поток	Количество часов по группам
ГВД	ГР	ГП	ГК	ГО
Лекции
Практические занятия
Домашние задания и рефераты		8,4	8,4	8,4	8,4	8,4
Консультации		3,6	3,6	3,6	3,6	3,6
Экзамены		5,8	5,8	5,8	5,8	5,8
Итого:

ЛЕКЦИЯ №1

История развития ВВ

Самое древнее ВВ – черный порох был известен с древних времен в Китае, где его использовали для фейерверков.

В военных целях черный порох был использован арабами в XI веке. В XVI веке черный порох стали применять в Западной Европе и в России.

В 1552 г. русские при осаде Казани взорвали заряд черного пороха -48 бочек, предусмотрев все требования безопасности, войска были отведены на безопасное расстояние.

С 1627 г. начинается применение ВВ в горнодобывающей промышленности на шахтах Венгрии, затем в Германии, Англии и в других странах.

В 1831 г. англичанин У. Бикфорд изобрел огнепроводный шнур.

В середине XIX в. С развитием химической промышленности появляются новые ВВ. В 1832 г. француз Браконно получил пироксилин.

Опыты по инициированию зарядов черного пороха электрической искрой начались в 1751 г. (Франклин, США), но промышленные испытания этого способа были проведены в английских угольных шахтах лишь в 1835—1840 гг. В России известный изобретатель и инженер Шиллинг в 1812 г. успешно провел испытания электрозапала своей конструкции.

В середине XIX и. с развитием химической промышленности стали появляться новые взрывчатые вещества. В 1832 г. по Франции Браконно получил впервые нитроклетчатку (пироксилин) действием азотной кислоты на клетчатку. В 1846 г. Шенбайн, а в 1847 г. и Беттгер вновь получили нитроклетчатку (нитроцеллюлозу – бездымный порох), действуя на хлопок смесью азотной и серной кислот, в подробно изучили условия ее образования и взрывчатые свойства.

Однако промышленное производство нитроцеллюлозы стало возможным лишь в 1869 г., когда научились получать стойкий продукт, пригодный для длительного хранения. С 1879 г. нитроцеллюлозу стали широко применять как взрывчатое вещество (ВВ) в виде спрессованных шашек из чистого пироксилина или его смеси с нитратом бария (топит).

В 1846 г. Собреро (Италия) синтезировал нитроглицерин, который обладал высокими взрывчатыми свойствами. Но, несмотря на это, он долгое время не находил применения из-за своей высокой чувствительности к удару. На возможность практического использования нитроглицерина указал знаменитый русский химик Н. Н. Зинин, который в 1854—1855 гг. во время Крымской войны совместно с военным инженером В. В. Петрушевским изготовил большое количество нитроглицерина и снаряжал им гранаты.

В 1862 г. Н. Н. Зинина посетил шведский инженер Альфред Нобель. Познакомившись с работами Зинина и убедившись в перспективности применения нитроглицерина как взрывчатого вещества, он после возвращения в Швецию в 1863 г. построил завод по производству нитроглицерина.

Первое время нитроглицерин применяли дня горных работ в чистом виде, по в 1867 г. Нобель предложил применять нитроглицерин в виде динамита, состоящего из 75% нитроглицерина и 25% кизельгура (инфузорная земля). Динамит был более удобен и менее опасен в обращении. С этого времени начинается строительство заводов по производству нитроглицерина в большинстве стран Европы.

В 1885 г. была получена взрывчатая желатина, состоящая из 92% нитроглицерина и 8% нитроцеллюлозы. Этот состав получил название «гремучий студень» и стал применяться в качестве ВВ.

В 1873 г. Шпренгель установил, что пикриновая кислота (тринитрофенол) способна взрываться от капсюля детонатора. До этого, открытая еще в 1771 г. Вульфом, пикриновая кислота широко использовалась в качестве желтого красителя для шерсти и шелка; о взрывчатости пикриновой кислоты в то время ничего не было известно.

С1886 г. пикриновую кислоту стали широко применять для снаряжения артиллерийских снарядов; во Франции это ВВ называлось «мелинит*, в Англии — «лиддит», в Японии — шимоза», в Германии — С/88.

Пикриновая кислота, обладая высокими взрывчатыми характеристиками являясь веществом менее опасным в обращении, чем известные до этого дымный порох, нитроглицерин и пироксилин, быстро нашла широкое применение (например, к концу первой мировой войны в России вырабатывалось ежегодно около 10 ООП т пикриновой кислоты).

Однако пикриновая кислота взаимодействует с металлами и обра­зует высокочувствительные к механическому воздействию соли (пикраты), что привело к снижению объема ее производства и вскоре, пикриновая кислота почти полностью была вытеснена тротилом. Тротил был впервые получен в 1863 г., а в 1891 г. его стали вы­пускать во многих странах, и уже в первую мировую войну он по объему производства занял первое место среди других ВВ.

В 1877 г. был впервые получен тетрил. Взрывчатые свойства тетрила были изучены в 1885—1886 гг., в результате чего была установлена непригодность его для снаряжения снарядов ввиду высокой чувствительности тетрила к механическим воздействиям. Однако тетрил обладал хорошей восприимчивостью к детонации, поэтому с 1906 г. его стали применять в детонаторах.

В 1897 г. был открыт гексоген, а в 1920 г. установлено, что это соединение является ВВ. Высокие взрывчатые свойства, химическая стойкость и сравнительно простая технология производства привели к тому, что гексоген стали производить в больших количествах во многих странах мира.

В 1891 г. был синтезирован тэн, представляющий собой азотнокислый эфир многоатомного спирта пентаэритрита. Из нитроэфиров это наиболее стойкое взрывчатое вещество. Тэн является одним из мощных ВВ, для производства которого имеется практически неограниченная сырьевая база. Однако в настоящее время стоимость тэна еще высока и поэтому его применяют главным образом при производстве электродетонаторов, промежуточных детонаторов и детонирующего шпура.

Гремучая ртуть — одно из самых старых в самых распространенных инициирующих ВВ. Первое письменное указание, о приготовлении гремучей ртути относится к 1690 г. Однако позднее соли гремучей кислоты были забыты и только в 1799 г. гремучая ртуть была, вторично. открыта Говардом. Долгое время промышленные капсюли-детонаторы снаряжали исключительно гремучей ртутью и лишь недавно ее частично стали заменять азидом свинца.

Азид свинца известен с 1891 г., а применять его в качестве самостоятельного инициирующего ВВ начали с 1907 г.

Высокая инициирующая способность азида свинца дает возможность сократить размеры капсюлей-детонаторов. Несмотря на некоторые недостатки, азид свинца все больше и больше вытесняет гремучую ртуть.

Применение во взрывчатых веществах аммиачной селитры было впервые запатентовано в Швеции в 1867 г. Олсоном и Норбином., это предложение было реализовано только во время первой мировой войны, когда воюющие страны испытывали острый недостаток в бризантных ВВ. Кроме того, применение аммиачной селитры в больших масштабах стало возможным лишь после разработки и освоения промышленных методов получения аммиака и азотной кислоты из воздуха.

В настоящее время аммиачная селитра является основным компонентом промышленных ВВ и ее ежегодный расход для этих целей составляет в развитых странах сотни тысяч тонн.

Наибольшее распространение в горнодобывающей промышленности нашей страны получили аммиачно-селитренные ВВ (аммониты, гранулиты, зерногранулиты) и нитроглицериновые ВВ (детониты, углениты), водонаполненные и эмульсионные.

Основные понятия и определения

Отбойка и дробление скальных пород при их разработке производится с помощью зарядов ВВ, размещаемых в шпурах, скважинах или камерах.

ШПУР – искусственное цилиндрическое углубление в горной породе Ø до 75 мм и глубиной до 5 м.

СКВАЖИНА – ИЦУ в горной породе. Ø>75мм при любой глубине и глубиной >5м при любом диаметре.

КАМЕРА – выработка кубической или удлиненной формы, пройденная в массиве горных пород для размещения сосредоточенных зарядов ВВ большого веса (десятки и тысячи тонн).

БУРЕНИЕ – процесс образования в массиве горных пород шпуров и скважин с помощью буровых машин: перфораторов, сверл, буровых станков.

БУРОВЫЕ РАБОТЫ – совокупность технологических операций по установке буровой машины на ось скважины, бурение ее на полную глубину, подъем бурового става и переезд на точку расположения будущей скважины.

БЕЗОПАСНЫЕ РАССТОЯНИЯ – при взрывных работах определяются по специальным методикам для людей и оборудования. За пределами этих расстояний при выполнении взрыва в соответствии с проектом (паспортом) исключается травмирование людей и повреждение оборудования.

БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ – совокупность технологических операций, выполняемых при буровых и взрывных работах.

ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ – совокупность технологических операций по подготовке и производству взрыва: составление проекта, доставке ВМ на заряжаемый блок, заряжание и забойка шпуров, скважин и ли камер с установкой в них детонаторов, монтаж взрывной сети (цепи) и ее инициирование.

ВЗРЫВНИК – рабочий определенного возраста, стажа работы на горном предприятии, образования, допущенный медиками к обращению с ВВ, получивший «Единую книжку взрывника», дающей ему право на самостоятельное получение ВМ и ведение взрывных работ.

ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО (ВВ) – химическое соединение или механические смеси, способные под воздействием внешнего импульса (нагревания, удара) взрываться, т.е. чрезвычайно быстро превращаться в другие соединения с выделением тепла и газообразных продуктов.

ВЗРЫВАНИЕ – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности способами, обеспечивающими безопасность этих работ.

ЗАРЯД ВВ – определенное количество ВВ подготовленное к взрыву , с введенным в него инициатором. Величина (масса) заряда указывается в килограммах или тоннах.

ЗАБОЙКА – процесс заполнения свободной зарядной полости (шпура, скважины или камеры) инертным забоечным материалом, препятствующим при взрыве преждевременному вылету из нее газов взрыва, продуктов детонации и улучшающим за счет этого эффективность работы взрыва. Забойкой называют также инертный материал для производства забойки (песок, глина, мелкая порода и т.д.).

ЗАРЯЖАНИЕ – процесс размещения заряда в зарядной камере (шпуре, скважине или камере).

ДЕТОНАЦИЯ – распространение взрыва по ВВ с постоянной для данного ВВ и диаметра заряда сверхзвуковой скоростью, обусловленное прохождением по заряду ВВ детонационной волны.

ДЕТОНАЦИОННАЯ ВОЛНА – ударная волна сжатая, распространяющаяся по заряду ВВ со сверхзвуковой скоростью и обеспечивающая возникновение за фронтом волны химической реакции.

ДЕТОНАЦИЯ ЗАРЯДА ВВ – возбуждается в результате его инициирования с помощью капсюля – детонатора (КД), электро - детонатора (ЭД), детонирующего шнура (ДШ) или капсюля-детонатора неэлектрической системы инициирования (СИНВ).

КАПСЮЛЬ-ДЕТОНАТОР –(КД) небольшой заряд инициирующих ВВ, размещенный в металлической или картонной гильзе и предназначенной для инициирования зарядов промышленных ВВ . Для взрыва КД в гильзу вставляют огнепроводной шнур (ОШ), искрами которого при горении вызывается взрыв первичного и вторичного инициирующих ВВ, размещенных в КД.

ОГНЕПРОВОДНОЙ ШНУР (ОШ) – шнур с сердцевиной из прессованного дымного пороха, окруженный наружной и внутренней оплетками покрытыми влагоизоляционным составом.

ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР (ЭД) – совокупность КД с закрепленными в нем электровоспламенителем. В ЭД ЗД между инициирующим ВВ и электровоспламенителем размещен замедлитель , сгорающий за строго фиксированное время.

ДЕТОНИРУЮЩИЙ ШНУР (ДШ) – шнур с сердцевиной из высокобризантного ВВ. ДШ взрывается от КД или ЭД.

ПАТРОН-БОЕВИК – заряд из одного или нескольких патронов мощных ВВ с КД, ЭД или ДШ, размещаемый в верхней или нижней части основного заряда.

Массив горной породы при взрыве разрушается на отдельные, разделяемые по крупности на габаритные куски, которые сразу можно грузить и транспортировать для последующей переработки и негабаритные куски, требующие дополнительной обработки.

При взрыве одиночного заряда в массиве породы образуется углубление, называемое – воронкой взрыва.

Трудность взрывания массива определяется его: трещиновидностью и крепостью (коэффициентом крепости) и оценивается взрываемостью и дробимостью.

ТРЕЩИНОВАТОСТЬ - совокупность трещин в массивах горных пород. Трещины могут быть различного происхождения.

КРЕПОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД - способность пород сопротивляться разрушению от действий внешних усилий, например: бурению, взрыванию, резанию.

КОЭФФИЦИЕНТ КРЕПОСТИ – величина, характеризующая крепость горных пород. КК равен частному от деления предела прочности породы одноосному сжатию на 100 ктс/см²

;

БУРИМОСТЬ – сопротивляемость горных пород разрушению при бурении, характеризуемое чистой скоростью бурения при стандартных условиях проведении опыта.

ВЗРЫВАЕМОСТЬ - сопротивляемость горных пород разрушению действием взрыва, характеризуемое расходом ВВ на разрушение единицы объема породы до кусков, определенной крупности при стандартных условиях взрывания.

ЛЕКЦИЯ №2

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

ВВ называют химические соединения или механические смеси, которые под действием внешнего импульсов (нагрева, удара, трения и т.д.) способны взрываться, т.е. чрезвычайно быстро превращаться в другие соединения с выделением тепла и газообразных продуктов, способных производить разрушение и перемещение окружающей среды. При взрыве большинства ВВ горючие элементы – водород и углерод – окисляются кислородом, входящем в состав ВВ, в отличие от процесса горения, при котором окисление происходит за счет кислорода воздуха.

Благодаря этому обеспечивается весьма высокая концентрация энергии в единице объема ВВ. Так, при сжигании 1 литра смеси спирт-кислород выделяется 3,5 ккал тепла.

Смесь водород-кислород – 1,8 ккал, а при взрыве 1 литра нитроглицерина – 2350 ккал тепла. В тоже время тепловая энергии, выделяемая при взрыве 1 кг ВВ (800:1200 ккал/кг), значительно меньше теплоты сгорания обычных горючих:

керосин – 11000 ккал/кг

каменного угля – 7000 ккал/кг

Значительная скорость детонации при взрыве промышленных ВВ (2:8 км/с) обеспечивает применение чрезвычайно большой мощности взрыва.

При взрыве ВВ образуется значительное количество газов (600-1000 л/кг) и выделяемое тепло обеспечивает нагревание их до Т=2500-4500°С. Взрыв сопровождается определенным звуковым эффектом, т.к. ударная волна распространяющаяся от заряда, на некотором расстоянии от центра взрыва переходит в звуковую .

Основные признаки взрыва:

· Высокая объемная концентрация энергии;

· Сверхзвуковая скорость выделения энергии;

· Экзотермичность процесса;

· Образование большого объема газообразных продуктов;

· Звуковой эффект.

Основные формы химического превращения:

Медленное химическое превращение протекает при низких температурах по всему объему вещества.

При горении тепло передается путем теплопередачи (процесс сравнительно медленный)

При детонации энергия по заряду ВВ передается ударной волной, распространяющейся со скоростью 2÷8 км/с.

Процесс горения и детонации идет во фронте химической реакции, который перемещается по ВВ. Скорость его перемещения определяется величиной выделяющейся энергии и способом передачи ее к соседним слоям вещества.

В промышленности применяют индивидуальные ВВ, которые содержат в своем составе все элементы, необходимые для нормального протекания реакции взрыва. Чаще всего применяют вещества в виде механических смесей

Для придания определенных свойств и характеристик смесям ВВ в их состав входят следующие компоненты:

ОКИСЛИТЕЛИ – вещества, содержащие избыточный кислород, расходуемый при взрыве на окисление горючих элементов.

В качестве ОКИСЛИТЕЛЯ применяют аммиачную селитру, калиевую и натриевую селитры, хлораты и перхлораты калия и аммония, жидкий кислород и другие вещества.

ГОРЮЧИЕ ДОБАВКИ – твердые или жидкие компоненты богатые углеродом и водородом, как правило, не взрывчатые, например, тонко измельченный уголь, древесная мука, соляровое масло или пудра легкоокисляющихся и выделяющихся при этом большое количество тепло металлов, например аммония, магния.

Горючие вещества входят в состав ВВ для увеличения количества энергии, выделяемой при взрыве.

В качестве горючих веществ используют такие взрывные компоненты (тротил, гексоген) которые имеют в своем составе недостаточное количество кислорода для полного окисления содержащихся в нем горючих элементов.

Часть углерода, выделяемого при взрыве таких ВВ в виде окиси в свободном состоянии или в виде горючих соединений, реагирует с избыточным кислородом окислителя, повышая теплоту и энергию взрыва ВВ.

СЕНСИБИЛИЗАТОРЫ — вещества, вводимые в состав ВВ для повышения его чувствительности к восприятию и передаче детонации. В качестве сенсибилизаторов применяют мощные ВВ — тротил, нитроглицерин, нитрогликоль, гексоген и т. п. Сенсибилизатором могут являться и, невзрывчатые вещества (горючие добавки) — соляровое масло, древесная мука или уголь.

В малых количествах, (до 6%), соляровое масло в смеси с аммиачной селитрой выполняет роль сенсибилизатора, в больших, делает взрывчатую смесь нечувствительной к инициированию.

СТАБИЛИЗАТОРЫ - вещества, вводимые в состав ВВ для повышения их химической и физической стойкости. В качестве стабилизатора в:

динамитах используют мел и соду,

в аммонитах — древесную, жмыховую и торфяную муку, при этом последние выполняют также роль горючих добавок иразрыхлителей, уменьшающих слеживаемость ВВ.

ФЛЕГМАТИЗАТОРЫ — легкоплавкие маслянистые жидкости с высокой теплоемкостью и высокой температурой вспышки, обволакивающие частицы ВВ и не вступающие с ним в реакцию. Введение флегматизаторов снижает чувствительность ВВ к механическим воздействиям и обеспечивает более безопасные условия его применения. В качестве флегматизатора используют вазелин, парафин, различные масла, тальк и другие вещества.

ПЛАМЕГАСИТЕЛИ вводят в состав только предохранительных ВВ для снижения температуры взрыва и уменьшения вероятности воспламенения метано-воздушных и пылевоздушных смесей в шахтах, опасных по газу или пыли.

В качестве пламегасителей применяют хлористый натрий, хлористый калий, хлористый аммоний и другие вещества.

ЛЕКЦИЯ №3

ЛЕКЦИЯ №4

КЛАССИФИКАЦИЯ ВВ

В 1962 г. принята единая классификация промышленных ВВ.

Непредохранительные ВВ

I класс - Для открытых работ

II класс - Для подземных работ в шахтах, не опасных по газу и пыли

Предохранительные ВВ

III класс - ВВ ограниченного применения и специального назначения:

A. для работ в породных забоях,

B. для гидровзрывных работ,

C. для серных шахт,

D. для шахт, опасных по водороду и углеводородам

IV класс - Для взрывных работ по углю

V класс - ВВ повышенной предохранительности

VI класс - Высокопредохранительные ВВ

VII класс - Высокопредохранительные ВВ

Аммиачная селитра.

Аммиачную селитру получают при взаимодействии аммиака и азотной кислоты по уравнению NH₃+HNO₃=NH₄NO₃.

Аммиачная селитра — белый кристаллический порошок с температурой плавления 169,1° С.

Аммиачную селитру следует рассматривать как ВВ. Однако вследствие низкой чувствительности к начальному импульсу и малой детонационной способности аммиачную селитру долгое время считали невзрывчатой и слежавшуюся селитру разрыхляли даже взрывным способом. Но катастрофа, происшедшая 21 сентября 1921 г. в г. Оппау в Германии, когда при таком способе рыхления произошел взрыв нескольких тысяч тонн аммиачной селитры, в результате которого погибло свыше 500 человек и около 2000 человек было ранено, заставила более осторожно обращаться с этим продуктом. Обладая малой чувствительностью к механическим воздействиям, аммиачная селитра не требует такой осторожности в обращении, как другие ВВ. Поэтому для ее измельчения с успехом используют обычное дробильное оборудование.

Чистая аммиачная селитра обладает очень низкой воспламеняемостью и малой склонностью к горению; она не воспламеняется и не горит при давлениях ниже 100 кгс/см². Но способность к горению резко возрастает, если селитра содержит добавки горючих веществ (мазута, керосина, бумаги и т. п.), в результате чего нередко возникали пожары и даже взрывы аммиачной селитры при перевозке ее в трюмах пароходов и при неправильном хранении на складах.

Азотнокислые натрий, калий и другие окислители.Азотнокислый натрий, или натровая селитра, представляет собой, белое кристаллическое вещество с температурой плавления 306,8° С. При нагревании выше 400° С азотнокислый натрий разлагается с поглощением тепла:

2NaNO₃ →Na₂O + N₂ + 2,5O₃.

Азотнокислый натрий хуже растворяется в воде, чем аммиачная селитра, и менее склонен к слеживанию. В отличие от аммиачной селитры в продуктах разложения азотнокислого натрия не содер­жится окислов азота и поэтому ВВ, в состав которых входит натровая селитра, образуют при взрыве мало ядовитых газов.

В качестве окислителя в составах предохранительных веществ иногда используют азотнокислый калий, который по сравнению с натровой селитрой обладает еще меньшей гигроскопичностью и склонностью к слеживанию. Кроме того, образующийся в результате взрывчатого превращения хлористый калий обладает лучшими ингибирующими (пламягасящими) свойствами, чем хлористый натрий, что очень важно при изготовлении предохранительных ВВ.

В некоторых зарубежных составах в качестве окислителя используют иногда перхлораты натрия (NaClО₄) или калия (КClО₄).

До середины 50-х годов у нас в стране и за рубежом применялись оксиликвиты — ВВ на основе жидкого кислорода. Однако вследствие высокой чувствительности к внешним воздействиям, горючести и опасности в обращении эти ВВ были запрещены.

Горючие добавки.В качестве горючих добавок в составах ВВ широко используют сажу, твердые и жидкие углеводороды, древесную муку, алюминиевую пудру и другие вещества. В состав высокопредохранительных ВВ в качестве горючих добавок входят оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ и хлористый аммоний NH₄C1.

Сенсибилизаторы.Для повышения детонационной способности в состав ВВ часто вводят сенсибилизаторы — мощные высокочувствительные к начальному импульсу взрывчатые соединения. В качестве сенсибилизаторов в составах промышленных ВВ широко используют: тротил, нитроглицерин, гексоген и другие ВВ.

Инертные ипрочие добавки. В составы предохранительных ВВ для уменьшения теплоты взрыва вводят инертные добавки — пламегасители (ингибиторы), снижающие температуру и теплоту взрыва. В качестве таких добавок наиболее широко используют хлористый натрий и хлористый калий.

В рецептуру многих промышленных ВВ также входят различные добавки, улучшающие отдельные свойства составов (уменьшающие слеживаемость, повышающие водоустойчивость, снижающие концентрацию ядовитых газов в продуктах взрыва и т. п.).

ВВ простейшего состава.

К ВВ простейшего состава относятся механические смеси аммиачной селитры с горючими невзрывчатыми добавками. В настоящее время различают три группы ВВ простейшего состава:

- динамоны,

- гранулиты

- смеси гранулированной аммиачной селитры (АС) с жидкими нефтепродуктами (обычно с дизельным топливом ДТ). Последние составы в нашей стране широко известны какигданит, за рубежом как смеси АС-ДТ.

Динамонами называют механические смеси мелкодисперсной аммиачной селитры с горючими невзрывчатыми добавками, причем для динамонов характерно использование твердых горючих веществ, таких, как древесная мука, торф, лигнин, древесный уголь, парафин, алюминиевый порошок и т. п.

Наряду с игданитами, изготовляемыми на местах их применения, нашей промышленностью выпускаются аналогичные составы заводского изготовления — гранулиты, которые предназначены для взрывных работ на открытых и подземных разработках по породам различной крепости.

Гранулит-М представляет собой смесь пористой гранулированной селитры и минерального масла.

Гранулит С-2 изготовляют на обычной непористой гранулированной селитре марки Б, которая смешана с минеральным маслом и мелкодисперсной пористой древесной мукой.

Наиболее распространенные гранулиты АС-4 и АС-8 представляют собой однородные по внешнему виду гранулированные ВВ серебристо-серого цвета. Изготовляют их из гранулированной аммиачной селитры, покрытой пленкой минерального масла и опудренной мелкодисперсным алюминием.

Благодаря опудривающим добавкам гранулиты отличаются малой слеживаемостью и хорошей сыпучестью.

Все гранулиты и игданит устойчиво детонируют при применении промежуточного детонатора, представляющего собой шашку прессованного тротила или тетрила массой 150—200 г или патрон аммонита. массой 200—400 г.

Существенным недостатком всех гранулитов является их неводо­устойчивость.

Зерногранулиты и граммоналы. Для взрывных работ на открытых разработках в настоящее время широко используют гранулированные ВВ — зерногранулиты 30/70, 30/70-В и 50/50-В, а также граммонал А-45.

Зерногранулитами называют грубодисперсные аммониты, изготовленные путем механического смешения гранулированной ам­миачной селитры и гранулированного тротила (гранулотола). Примером такого типа составов является зерногранулит 30/70, содержащий 30% аммиачной селитры и 70% тротила.

Для взрывных работ в подземных условиях применяют зерногранулит 79/21 (горячего смешения) и граммонал А-8, предназначенные для беспатронного механизированного заряжания мокрых и обводненных (с непроточной водой) шпуров.

Зерногранулиты отличаются от гранулитов лучшей детонационной способностью и водоустойчивостью.

Водонаполненные ВВ. В последние годы на основе аммиачно-селитренных ВВ был создан новый класс ВВ, имеющих в своем составе воду, названных поэтому водонаполненными ВВ. Эти ВВ обладают высокой объемной мощностью, хорошей пластичностью, водоустойчивостью и низкой чувствительностью к механическим воздействиям.

Добавление воды к аммиачно-селитренным ВВ снижает коэффициент трения между гранулами, в результате чего происходит уплотнение состава. Кроме того, благодаря хорошей растворимости аммиачной селитры значительное количество ее переходит в раствор, который заполняет пространство между зернами твердых компонентов. В результате плотность взрывчатых составов возрастает до 1,5 г/см³. Соответственно увеличивается и объемная концентрация энергии в заряде, что улучшает эффект взрыва.

Сравнительная оценка водонаполненных и простейших взрывчатых составов показывает, что:

1. Объемная концентрация энергии в шпуре или скважине у водонаполненных ВВ в 1,5—2,5 раза больше, что обеспечивает лучшее использование выбуренного объема;

2. Давление, развиваемое при взрыве водонаполненных ВВ в шпуре или скважине в несколько раз больше, чем при применении игданита и гранулитов;

3. Благодаря более высокому давлению при применении водонаполненных ВВ обеспечивается лучшее дробление породы, снижение выхода негабарита, а в целом — повышение эффективности ведения горных работ;

4. Водонаполненные ВВ обладают высокой водостойкостью, в то время как ВВ простейшего состава — неводостойки.

К группе водонаполненных ВВ, применяемых в настоящее время в нашей стране, относятся акватолы 65/35, М-15 и МГ, акваниты ЗЛ и № 16 и ифзаниты.

В состав акватолов входят аммиачная селитра, тротил, загуститель (обычно натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы — КМЦ) и вода. В акватолы М-15 и МГ, а также в ифзаниты добавляют крупный алюминиевый порошок. Акватолы обычно изготовляют на заводах в виде сухих сыпучих смесей. Операцию водонаполнения чаще всего производят на месте проведения взрывных работ. Содержание воды в акватолах при водонаполнении не должно превышать 13—15%. При меньшем содержании воды масса обладает недостаточной текучестью, а при большем — снижается объемная концентрация энергии и ухудшаются детона­ционные свойства состава.

Помимо заводского изготовления водонаполненные ВВ изготовляют непосредственно на горных предприятиях либо на стационарной установке (при расходном складе взрывчатых материалов), либо в процессе заряжания скважин с помощью смесительно-зарядных установок, оборудованных на автомашинах.

В отличие от акватолов, акваниты не обладают явно выраженной текучестью, так как содержание воды в них не превышает 4—12%. Поэтому акваниты можно снаряжать в бумажные и полиэтиленовые патроны при плотности 1,5—1,6 г/см³.

В последнее время в нашей стране и за рубежом большое внима­ние уделяется изучению и разработке так называемых металлизированных водонаполненных ВВ, состоящих из аммиачной селитры, мелкодисперсного алюминия, воды и загустителя. Эти ВВ не содержат взрывчатых компонентов и поэтому малочувствительны к механическим воздействиям. В то же время они обладают очень высокой объемной концентрацией энергии и могут оказаться весьма эффективными при взрывных работах по крепким породам.

Прочие ВВ.

В ряде стран находят применение перхлоратные ВВ, окислителем в которых являются перхлораты калия, натрия и аммония.

Большинство перхлоратов растворимо в воде и органических растворителях. Перхлораты калия и натрия не обладают взрывчатыми свойствами, а перхлорат аммония является слабым ВВ: работоспособность в свинцовой бомбе составляет 200 см³.

Перхлоратные ВВ, как правило, имеют высокую теплоту взрыва и работоспособность. Однако вследствие высокой стоимости перхлора­тов и большой чувствительности к механическим воздействиям эти ВВ не нашли применения в промышленности.

Одно время в нашей стране применяли оксиликвиты, которые по составу можно было бы отнести к простейшим ВВ. Их готовят пропиткой жидким кислородом измельченных углеродистых поглотителей: древесного угля, торфа, мха-сфагнума и др. Изготовляют оксиликвитные заряды в две стадии. Сначала готовят из углеродистых поглотителей патроны. Перед заряжанием эти патроны пропитывают жидким кислородом в специальных термосах.

Оксиликвиты имеют очень высокую расчетную теплоту взрыва (1600—2300 ккал/кг) однако практический эффект взрыва мало отличается от эффекта, производимого аммиачно-селитренными ВВ. Это объясняется тем, что свойства оксиликвитов непрерывно меняются в связи с быстрым испарением жидкого кислорода и взрывание патронов в основном осуществляется в тот момент, когда оксиликвитные патроны уже имеют значительный отрицательный кислородный баланс. В связи с производством