2.2 Определение чувствительности ивв к лучу огня
При изучении чувствительности к лучу огня иниции-
рующее ВВ испытывают, в зависимости от поставленной за-
дачи, в запрессованном или насыпном виде. Технология прес-
сования изложена в разделе 2.1.1. Испытания проводятся на
специальном приборе, общий вид которого приведен на рис.
5, а схема рабочего узла на рис. 6.
Испытания проводятся в стандартных колпачках от
капсюля воспламенителя. Масса одной навески 0.02 г., навес-
ки берутся объемным методом с помощью калиброванных
мерочек из огрстекла или фто-
ропласта. Для проведения испы-
таний снаряжается 20-30 кол-
пачков. При необходимости
подпрессовки заряда операция
проводится без применения
фольги. При проведении испы-
тания ОПШ закрепляется в дер-
жателе с помощью прижимного
винта, при этом необходимо
следить, чтобы нижний его срез
совпадал с нижним уровнем
держателя, а верхний, косой,
срез шнура для удобства поджи-
гания был обращен в сторону
исполнителя.
При проведе-
нии испытаний в уг-
лубление столика при-
бора помещается сна-
ряженный колпачок,
после чего произво-
дится поджигание
ОПШ. Первые опыты
рекомендуется начи-
нать с высоты 2-3 см.
В процессе испытаний
снимается кривая чув-
ствительности, зави-
симость % взрывов от расстояния между поверхностью заря-
да ИВВ и нижним срезом ОПШ (Н) или непосредственно находят нижний и верхний преде-
лы чувствительности. Количество параллельных опытов на каждой высоте – не менее деся-
ти
7. 1
Инициирующие ВВ служат для возбуждения взрыва бризантных ВВ. Основной особенностью их является то, что горение их вызванное поджогом переходит во взрыв. Если поместить немного инициирующего ВВ на заряд из бризантного ВВ и поджечь, то взрыв его произведет такой сильный удар, в результате которого взорвется и бризантное ВВ. Инициирующие ВВ обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям (воздействию огня, удару, горению). Применяются они исключительно для снаряжения средств инициирования (капсюлей-детонаторов, капсюлей воспламенителей, электродетонаторов и электровоспламенителей и др.).
По составу
-Индивидуальные химические соединения.
Большинство таких соединений представляют собой кислородосодержащие вещества, обладающие свойством полностью или частично окисляться внутри молекулы без доступа воздуха. Существуют соединения, не содержащие кислород, но обладающие свойством взрываться (разлагаться) (азиды, ацетилениды, диазосоединения и др.). Они, как правило, обладают неустойчивой молекулярной структурой, повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (трению, удару, нагреву, огню, искре, переходу между фазовыми состояниями, другим химическим веществам) и относятся к веществам с повышенной взрывоопасностью.
-Взрывчатые смеси-композиты.
Состоят из двух и более химически не связанных между собой веществ. Многие взрывчатые смеси состоят из индивидуальных веществ, не имеющих взрывчатых свойств (горючих, окислителей и регулирующих добавок). Регулирующие добавки применяют:
=для снижения чувствительности ВВ к внешним воздействиям
Для этого добавляют различные вещества — флегматизаторы (парафин, церезин, воск, дифениламин и др)
=для увеличения теплоты взрыва
Добавляют металлические порошки, например, алюминий, магний, цирконий, бериллий и прочие восстановители
=для повышения стабильности при хранении и применении
=для обеспечения необходимого физического состояния
Например, для повышения вязкости суспензионных ВВ применяют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ)
=для обеспечения функций контроля над применением ВВ
В состав ВВ могут вводиться специальные вещества-маркеры, по наличию которых в продуктах взрыва устанавливается происхождение ВВ
7.2
_
7.3
Инициирующие ВВ применяются для возбуждения в других ВВ взрывчатого превращения в виде горения или детонации. Поэтому их используют для снаряжения средств инициирования: капсюлей-детонаторов, капсюлей-воспламенителей и др.
Важнейшим представителем ИВВ являются однородные вещества: гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС и др., а также некоторые механические смеси, содержащие ИВВ и ряд других добавок: ударные, накольные, воспламенительные и другие составы. ИВВ очень чувствительны к тепловым и механическим внешним воздействиям.
Инициирующие ВВ отличаются от других групп ВВ тем, что они горят неустойчиво и при поджигании их горение практически мгновенно переходит в детонацию.
Было установлено, что даже при малых давлениях ИВВ горят с большой скоростью, которая резко возрастает с увеличением давления до значений, при которых горение становится неустойчивым. Однако это не единственная возможная причина неустойчивого горения ИВВ.
ИВВ характеризуются большой скоростью полного сгорания, что обусловливает достижение высокой температуры продуктов сгорания; вследствие этого новые слои ИВВ легко воспламеняются и повышается массовая скорость горения.При наличии значительной пористости пламя легко проникает вглубь, что сопровождается резким увеличением поверхности горения, а следовательно, и увеличением массовой скорости горения, которая быстро становится больше предела, при котором еще возможно устойчивое горение.
Повышение массовой скорости горения в указанных случаях приводит к неустойчивому горению и, следовательно, к быстрому переходу в детонацию.
Под действием начального импульса на взрывчатое вещество скорость возникающего при этом превращения достигает своего предельного для данных условий значения не сразу, а лишь спустя некоторый промежуток времени. Нарастание скорости детонации можно характеризовать также толщиной слоя ВВ, при прохождении которого достигается предельная (устойчивая) скорость детонации. Толщину этого слоя ВВ называют участком разгона детонации.
Помимо короткого участка разгона, инициирующие ВВ должны обладать бризантностью, достаточной для возбуждения детонации вторичных взрывчатых веществ.
Известно очень большое число инициирующих ВВ, однако лишь некоторые из них нашли практическое применение. Ниже будут рассмотрены важнейшие из этих веществ: гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (тнрс), тетразен.
7.4
Смесевые ВВ для шахт и карьеров – порошкообразные ВВ на основе сухих порошкообразных компонентов, а также с добавками жидких веществ. Из многокомпонентных смесей наибольшее применение имеют следующие основные группы ВВ: а) аммониты – смесь аммиачной селитры, тротила и невзрывчатых горючих добавок. В состав скального аммонита входит добавка гексогена; аммониты предохранительные для шахт и рудников выпускают с добавкой пламегасителей - аммонит №6ЖВ (ожелезненная селитра марки ЖВ), аммонит АП-5ЖВ, аммонит ПЖВ-20, аммонит Т-19 и др. б) Аммоналы - аммониты с добавкой алюминиевой пудры. в) Детониты - смесь аммиачной селитры, нитроэфиров и алюминиевой пудры. г) Динамоны - смесь аммиачной селитры и невзрывчатых горючих добавок. д) Гранулированные ВВ – смеси на основе сухих гранулированных, чешуйчатых компонентов или гранулированных сплавов компонентов. е) Граммониты – смесь гранулированной аммиачной селитры с гранулированным тротилом или с чешуйчатым тротилом. ж) Гранулиты – смеси гранулированной аммиачной селитры с жидкими и порошкообразными невзрывчатыми горючими добавками. з) Игданиты – смесь гранулированной аммиачной селитры с жидкой горючей добавкой. и) Гранулотол – гранулированный тротил. к) Алюмотол – гранулированный сплав тротила с алюминиевой пудрой. л) Водосодержащие ВВ – на основе сухих гранулированных или чешуйчатых компонентов или гранулированных сплавов компонентов с добавками холодного или горячего раствора аммиачной селитры, NaCl или КCl, загущающих раствор и стабилизирующих заряд добавок. м) Акватолы – смесь гранулированной аммиачной селитры и гранулированного тротила с раствором селитр, загущающих и стабилизирующих добавок. н) Эмульсионные 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. При остывании горячее эмульсионное ВВ твердеет. Наиболее важными свойствами промышленных ВВ (кроме взрывчатых характеристик, эксплуатационных качеств ВВ, стабильности) относят гигроскопичность, слеживаемость, химическая стойкость, водоустойчивость, пластичность, текучесть, уплотняемость, сыпучесть, старение, летучесть, эксудацию и др. Гигроскопичность - это способность промышленных ВВ поглощать влагу из окружающей атмосферы. Способность к увлажнению аммиачно-селитренных ВВ обусловлена высокой гигроскопичностью основного компонента - аммиачной селитры, – что приводит к ослаблению и полной потере взрывчатых составов. Накопившаяся влага флегматизирует ВВ. Слеживаемость - это способность некоторых порошкообразных веществ терять при хранении сыпучесть и превращаться в прочную сплошную массу. Слежавшиеся патроны ВВ имеют повышенную опасность. В такие патроны затруднено введение детонатора. Слежавшиеся аммониты (особенно в патронах малого диаметра) мало восприимчива к первичным средствам инициирования, отличаются пониженной детонационной способностью. ^ Химическая стойкость (стабильность) характеризует скорость разложения ВВ при хранении. Если ВВ обладает низкой стабильностью, то в результате хранения больших его количеств может произойти самоускоряющееся разложение и взрыв. В этом случае продукты первичного распада катализируют дальнейшую реакцию, ускоряет, таким образом процесс разложения.
7. 5
По физическому состоянию, промышленные ВВ классифицируются следующим образом:
- порошкообразные;
- гранулированные;
- прессованные;
- литые;
- водонаполненные.
По химическому составу, промышленные ВВ классифицируются следующим образом:
- аммиачно-селитренные;
- нитропроизводные и их сплавы;
- промышленные ВВ на основе жидких эфиров;
- хлоратные и перхлоратиновые промышленные ВВ;
- пороха.
7.6
По характеру воздействия на окружающую среду, промышленные ВВ классифицируются следующим образом:
- высокобризантные ВВ, со скоростью детонации 4500-7000 м/с;
- бризантные ВВ, со скоростью детонации 3000-4500 м/с;
- низкобризантные ВВ, со скоростью детонации 2000-3000 м/с;
- метательные ВВ, со скоростью взрывного горения 100-400 м/с.
7.7
По условиям хранения и опасности перевозки, промышленные ВВ классифицируются на:
1 класс – промышленные ВВ с содержанием жидких нитроэфиров составляют более 15%. К ним относятся - нефлегматизированый гексоген и тетрил;
2 класс – аммиачно-селитренные промышленные ВВ, тротил и его сплавы с другими нитросоединениями, нитроглицериновые ВВ с содержанием жидких нитроэфиров до 15%. А также детонирующие шнуры и флегматизированый гексоген;
3 класс - пороха дымные и бездымные;
4 класс – электродетонаторы (ЭД), капсюль-детонаторы (КД), пиротехнические замедлители;
5 класс - перфораторные снаряды с установленными в них взрывателями.
По условиям применения, промышленные ВВ подразделяются на два класса: непредохранительные и предохранительные.
I класс - непредохранительные промышленные ВВ, используются для ведения взрывных работ, только на открытых горных работах. Отличительная полоса – белого цвета. I класс подразделяется на следующие группы:
1 группа – гранулированные водоустойчивые ВВ для производства взрывов в крепких и весьма крепких обводненных горных породах. К ним относятся – Алюмотол, Гранулотол, Грамманиты 50/50-В, 30/70-В.
2 группа – водонаполненные ВВ для производства взрывов в крепких, весьма крепких, сухих и обводненных горных породах. К ним относятся – Акватолы 65/35 С, М-15, АВ, АВМ, МГ; Ифзаниты Т-20, Т-60, Т-80; Карбатолы Т-15, ГЛ-10В; Эмульсионные ВВ Нобелит 30/70, Нобелан 20/70, Гранэмиты 30/70, 70/30, 50/50, Эмулиты 80/20, 75/25, Порэмит.
3 группа – кумулятивные наружные заряды для вторичного дробления негабарита в карьерах. К ним относятся заряды – ЗКП и ЗКН.
4 группа – промежуточные детонаторы для инициирования зарядов малочувствительных ВВ. К ним относятся шашки – Т-400, Ш-400, ТГ-500.
II класс - непредохранительные промышленные ВВ, используются для ведения взрывных работ только на открытых и подземных горных работах, кроме шахт, опасных по газу и пыли. Отличительная полоса – красного цвета. II класс подразделяется на следующие группы:
1 группа – гранулированные ВВ, которые подразделяются на следующие подгруппы:
а) водоустойчивые ВВ для производства взрывов в породах средней крепости и крепких в обводненных условиях. К ним относятся – Гранулиты АС-4В, АС-8В;
б) неводоустойчивые ВВ, для производства взрывов в породах средней крепости и крепких в сухих и влажных условиях. К ним относятся – Гранулиты АС-4, АС-8, С-2, М; Грамманиты 79/21, 80/20, 82/18; Игдонит А-6; МАНФО-4, МАНФО-8.
2 группа – прессованные высокомощные водоустойчивые ВВ в патронах, для производства взрывов сухих и обводненных условиях. К ним относится Аммонит скальный № 1.
3 группа – водоустойчивые порошкообразные ВВ, которые подразделяются на следующие подгруппы:
а) водоустойчивые ВВ повышенной мощности в патронах стандартных диаметров, предназначены для производства взрывов в крепких породах, сухих и обводненных условиях. К ним относятся Аммонал скальный № 3;
б) водоустойчивые ВВ средней мощности в патронах стандартных диаметров и россыпью, предназначены для производства взрывов в породах средней крепости, при сухих и обводненных условиях. К ним относятся Аммонит № 6ЖВ, Динафталит;
в) нитроглицериновые водоустойчивые мощные ВВ патронов стандартного и малых диаметров, предназначены для производства взрывов крепких пород при сухих и обводненных условиях. К ним относятся Дентониты М и 10А.
4 группа – водонаполненные пластинчатые ВВ, предназначены для производства взрывов в крепких горных породах, в сухих и обводненных условиях. К ним относятся Акваниты ЗЛ, № 16, АРЗ, Акванал № 1.
III класс - предохранительные промышленные ВВ, используются для ведения взрывных работ по породе в забоях, подземных условиях, шахтах, опасных по газу и пыли, а также специального назначения. III класс подразделяется на следующие группы:
1 группа – водоустойчивые промышленные ВВ, используются для производства взрывов чистопородных забоев в подземных условиях. К ним относятся: Аммонит АП-5ЖВ, Победит ВП-4;
2 группа – промышленные ВВ, используются для производства взрывов в серных шахтах подземных условиях. К ним относятся Серный аммонит № 1ЖВ;
3 группа – промышленные ВВ, используются для производства взрывов в подземных условиях, шахтах, опасных по тяжелым углеводородам. К ним относится - Нефтяной аммонит №3ЖВ.
IV класс - предохранительные промышленные ВВ, используются для ведения взрывных работ в подземных условиях: по углю и породе или горючим сланцем, опасных по взрыву угольной или сланцевой пыли при отсутствии метана; или углю и породе в забоях, проводимых по угольному пласту, в которых имеются выделения метана, кроме забоев, отнесенных к особо опасным по метану при взрывных работах, или для сотрясательного взрывания в забоях подземных выработок. К ним относятся: Аммонит ПЖВ-20, Аммонит Т-19.
V класс - предохранительные промышленные ВВ, используются для ведения взрывных работ в подземных условиях по углю и по породе, в особо опасных местах по метану, по угольному пласту, когда исключен контакт боковой поверхности шпурового заряда с метановоздушной смесью, находящийся либо в пересекающих шпур трещинах горного массива. К ним относятся Нитроглицериновые ВВ (Углинит Э-6, угленит № 5) и ВВ в растворах, наполненных полиэтиленовых оболочках (Патроны ПВП-1-У, ПВП-1-А).
VI класс - предохранительные промышленные ВВ, используются для ведения взрывных работ в подземных условиях: по углю и породе в особо опасных местах по метану, в забоях подземных выработок, проводимых в условиях, когда возможен контакт боковой поверхности шпурового заряда с метановоздушной смесью, находящийся либо в пересекающих шпуры трещинах горного массива, либо в выработке: или в угольных и смешанных забоях восстающих выработок с углом более 10º, в которых выделяется метан, при длине выработок более 20 м и проведении без предварительно пробуренных скважин, обеспечивающих проветривание за счет общешахтной депрессии. К ним относятся ВВ в растворонаполненных полиэтиленовых оболочках (патроны СП-1).
VII класс - предохранительные промышленные ВВ IV-VII классов для ведения специальных взрывных работ в подземных условиях, в которых можно образование взрывообразной концентрации метана и угольной пыли.
VIII класс - непредохранительные и предохранительные промышленные ВВ, предназначенные для специальных взрывных работ, кроме забоев подземных выработок, в которых можно образование взрывоопасной концентрации метана и угольной пыли.
7.8
_
7.9
4.
НИТРОСОЕДИНЕНИЯ.
Большая
часть применяемых на практике ВВ содержит
связанные о атомами углерода
нитрогруппы 
или
нитратные группы 
.
Взрывчатые соединения, содержащие
нитратную группу, называются нитроэфирами
(нитрглицерин, нитрогликоль и др.), а
соединения, содержание нитрогруппу,
называют нитросоедииениями (тротил,
гексоген, динитронафталин и
др.).
Нитросединения,
у которых гитрогруппа связана
непосредственно с атомами углерода
бензольного кольца отличаются высокой
химический стойкостью. Они не способны
к самопроизвольному разложению и
самовозгоранию, химический состав и
физические свойства их
весьма стабильны (выдерживают нагревания
до температуры плавления без заметного
химического разложения). К таким
нитросоединениям относится
тротил.
Соединения,
у которых нитрогруппа связана с углеродным
атомом через азот, физически и химически
менее устойчивы, чем нитросоединения,
обладают высокой чувствительностью и
повышенной опасностью в обращении. Так,
тетрил, имеющий температуру плавления
около 128°С, при длительной выдержке при
температуре 140°С может воспламениться,
а тротил, имеющий температуру плавления
около 80°С, выдерживает нагревание в
течение нескольких часов при температуре
240°С.
Все
нитросоединения нерастворимы или
малорастворимы в воде, практически не
гигроскопичны, водоустойчивы, с
увеличением числа нитрогрупп взрывчатые
свойства нитросоединений усиливаются,
а токсичнооть - снижается.
Тротил
(тринитротолуол или тол) 
является
одним из самых распространенных
химических ВВ. Он представляет собой
твердое вещество с температурой
затвердевания 80,2°С. Тротил получается
нитрацией толуола смесями азотной и
серной кислот (для обезвоживания) по
реакции:
Чистый
тротил состоит из кристаллов ромбической
формы, имеющих цвет от светло- до
темно-желтого. Насыпная плотность
порошкообразного тротила 0,9
г/
.
При прессовании под давлением около
4000 кг/
плотность
достигает 1,6 г/
.
Литой тротил имеет плотность 1,54
- 1,59 г/
.
Тротил
практически нерастворим в воде, имеет
высокую химическую стойкость. Вспышка
его обычно не сопровождается взрывом.
Температура вспышки тротила 310°С. Переход
горения в детонацию наблюдается только
при горении тротила в замкнутом
пространстве или в очень больших
количествах.
Применяют
тротил в порошкообразном, прессованном,
чешуйчатом, гранулированном виде, а
иногда в виде кусков и литых зарядов.
При попадании в тротил песка или других
твердых примесей резко возрастает его
чувствительность к удару и трению, что
необходимо учитывать при заряжании
скважин. Наиболее восприимчив к
инициированию порошкообразный тротил,
наименее восприимчив – литой.
Порошкообразный
и прессованный тротил взрывается от
капосюля-детонатора или от нескольких
витков ДШ. Для взрывания гранулированного
или литого тротила требуется более
мощный промежуточный детонатор из
тротиловых шашек или
патронов аммонита.
Алюмотол. Для
повышения энергии взрыва и работоспособности
в тротил вводят алюминиевый порошок.
Оптимальным содержанием алюминия в
плавленой смеси с тротилом можно
считать 15-20%. В
выпускаемом нашей промышленностью
алюмотоле содержится 15% алюминия. Алюмотол
целесообразно применять только в
водонаполненном состоянии, а еще лучше
в смеси с раствором аммиачной
селитры.
Алюмотол
- это мощное (теплота взрыва 1240 ккал/кг),
водоустойчивое ВВ с удельным весом 1,5
- 1,6 г/
.
Скорость детонации 6 км/с, работоспособность
420 
.
На взрывных работах из-за довольно
высокой стоимости (485 рублей за I тонну)
алюмотол целесообразно применять
совместно с более дешевыми ВВ, используя
его для заряжания донной части скважины.
Благодаря большой работоспособности
и сильному местному действию алюмотола,
при его применении в комбинированных
зарядах достигается хорошая отработка
взрывом подошвы уступа карьера и
улучшается качество дробления
породы.
Тетрил (тринитрофенилметилнитрамин) 
-
мелкокристаллическое ВВ светло-желтого
цвета. Насыпная плотность около 1 г/
,
а плотность, достигаемая прессованием,
равна - 1,68 г/
.
Скорость детонации тетрила при плотности
1,63 г/
составляет
7200 м/с. Температура вспышки тетрила 190
- 194°С. При горении даже в сравнительно
небольших количествах тетрил способен
взрываться. Тетрил относится к категории
ВВ весьма чувствительных к тепловому
и механическому воздействию. Примесь
даже 0,05% песка резко повышает
чувствительность тетрила к удару и
трению. Тетрил обладает большой
восприимчивостью к детонации и очень
хорошо передает ее другим ВВ. Тетрил
применяют в основном для снаряжения
капсюлей-детонаторов в качестве
вторичного инициирующего ВВ. На открытых
взрывных работах тетрил в виде шашек
применяют в качестве промежуточных
детонаторов для инициирования
маловосприимчивых
ВВ.
Гексоген (циклотриметилентринитрамин) 
и октоген (циклотетраметилентетранитрамин) 
по
химическому строению и свойствам сходны.
Гексоген - белый кристаллический порошок
без вкуса и запаха, имеет высокую
чувствительность к внешним воздействиям,
температура вспышки 290
.
Насыпная плотность около 1,1 г/см3.
Температура плавления 203,5
.
В воде он почти нерастворим.
Гексоген
токсичен, химически стоек: признаки
разложения заметны при температуре
200
.
Скорость детонации гексогена при
плотности 1,7 г/
равна
8600 м/с, работоспособность 475 
,
теплота взрыва 1500 ккал/кг. Гексоген
находит применение для снаряжения
капсюлей-детонаторов (в качестве
вторичного инициирующего ВВ) и детонирующих
шнуров, а также в качестве компонента
некоторых сортов аммонитов с целью
увеличения их мощности и для изготовления
зарядов и торпед, используемых при
прострелке нефтяных скважин.
7.10
Современные аммиачно-селитренные взрывчатые вещества подразделяются на аммониты (нитросоединения), аммоналы(алюминий и другие металлические порошки), простейшие и динамоны (невзрывчатые горючие органические происхождения), водосодержащие (пластифицированным водным желатином), нитроглицериновые взрывчатые вещества.
Для придания специальных свойств в аммиачно-селитренные взрывчатые вещества вводят пламегасители, например соли щелочных металлов (предохранительные взрывчатые вещества), гидрофобные добавки — соли жирных кислот, парафин (водоустойчивые аммиачно-селитренные взрывчатые вещества), пластификаторы — водный желатин (водосодержащие — акваниты,акватолы, ифзаниты) и др.
Для предотвращения слёживания, повышения сыпучести и снижения пыления аммиачно-селитренные взрывчатые вещества выпускают в гранулированном виде. В отличие от индивидуальных бризатных взрывчатые вещества, процесс взрывчатого превращения аммиачно-селитренных взрывчатых веществ двухстадийный: на 1-й стадии происходят разложение селитры с выделением кислорода, распад или газификация горючих, на 2-й — окисление продуктов распада и газификация твёрдых частиц алюминия кислородом.
Детонационная способность аммиачно-селитренных взрывчатых веществ зависит от размеров частиц, состава и плотности заряда. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества значительно более безопасны в обращении и экономичны, чем динамиты и мощные индивидуальные взрывчатые вещества, и поэтому являются основным видом промышленных взрывчатых веществ. Чувствительность аммиачно-селитренных взрывчатых веществ к механическим воздействиям повышается с увеличением дисперсности смеси и после введения сенсибилизаторов. Наиболее безопасными в обращении являются гранулированные и водосодержащие аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, которые допускают механизированные способы заряжания.
Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества применяются при разработке на дневной поверхности и под землёй, в т.ч. в шахтах, опасных по газу или пыли, в сухих и обводнённых забоях, при ручном и механизированном способах заряжания. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, предназначенные для подземных работ, имеют кислородный баланс, близкий к нулевому, что обеспечивает минимальное выделение при взрыве токсичных газов (окись углерода, окислы азота).
8.1
Взрывом называют очень быстрое проявление механической работы, вызываемое внезапным расширением сильно сжатых газов или паров. Причины внезапного расширения газов или паров могут быть различны. Укажем некоторые из них.
а) Внезапное изменение физического состояния системы, например, разрыв сосуда со сжатым газом. При расширении газа совершается работа разрыва оболочки сосуда, сообщения скорости осколкам и разрушения или повреждения окружающих предметов. Взрывы, вызванные подобными физическими процессами, носят название физических взрывов.
б) Быстрая экзотермическая химическая реакция, протекающая с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов; примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением, значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные 'продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу.Взрывы, вызванные быстрой химической реакцией, носят название химических взрывов. Химическую реакцию, сопровождающуюся или способную сопровождаться взрывом, называют взрывным превращением. Вещества, способные к взрывным превращениям, называют взрывчатыми
веществами (ВВ).
При детонации механизм распространения химического превращения взрывчатого вещества состоит в передаче энергии от слоя к слою волною сжатия, т. е. ударной волной. В этом случае химическое превращение распространяется по веществу со скоростью порядка тысяч метров в секунду. Детонация характеризуется резким скачком давления в месте взрывного превращения до 30≈40 млн. Н/м2 (300≈400 тысяч кгс/см2) и очень резким дробящим действием на окружающую среду. Горение ВВ может при наличии некоторых условий стать неустойчивым, скорость его начинает увеличиваться, а начиная с некоторого ее значения, изменяется режим взрывного ⌠превращения ≈ возникает ударная волна. Скорость ударной волны и соответствующая ей скорость детонации продолжает возрастать, но до некоторого предельного значения. Таким образом, скорость взрывного превращения, протекающего по механизму детонации, непрерывно возрастает от минимального до предельного, 'постоянного значения.
Явления, имеющие место в период неустойчивой детонации, называют ⌠взрывом■ в узком значении этого слова, а протекающие в условиях устойчивого процесса, называют ⌠детонацией■, также в узком значении этого слова. В соответствии с этим говорят: ⌠переход горения во взрыв■ и ⌠переход горения в детонацию■.
|
Условия, определяющие возможность химического взрыва |
Возможность химического взрыва определяется тремя условиями: экзотермичностью химической реакции, наличием газов или паров в продуктах реакции, большой скоростью химической реакции.
а) Экзотермичность реакции. Для совершения при взрыве механической работы необходимо затратить эквивалентное количество энергии. При взрыве источником энергии является теплота химической реакции. Если для химического превращения вещества требуется приток энергии извне (эндотермическая реакция), то такое превращение не может сопровождаться взрывом. Взрывчатыми могут быть только такие вещества, при химическом превращении которых выделяется теплота.
б) Наличие газообразных веществ в продуктах химического превращения. Как во всякой тепловой машине, при взрыве для превращения теплоты химической реакции в механическую работу необходимо рабочее тело - газы или пары; при отсутствии газов или паров такое превращение невозможно, а следовательно, невозможно и явление взрыва.
в) Большая скорость химической реакции.Это условие, очевидно, связано с первыми двумя: экзотермичность. реакции должна обеспечить быстрый подъем температуры, а наличие в продуктах реакции газов или паров требует завершения реакции раньше, чем последние начнут расширяться и разбрасывать непрореагировавшие частицы вещества.
16.1
Эффективность работы погрузочно-разгрузочных и растари-вающих установок на поверхностных складах ВМ зависит от рас‑ положения хранилищ на местности. Перед выбором территории под склад ВМ необходимо предварительно выбрать оптимальную схему планировки хранилищ, подъездных путей и площадки для хранилища, подсобные помещения, подъездные пути, а также растаривающие установки могут располагаться в различной после‑ довательности. Однако во всех случаях работа на них должна соответствовать правилам безопасности. Хранилища должны быть размещены таким образом, чтобы к ним можно было подвести железнодорожные пути и автодороги. ‑ Наиболее широко применяются два типа поверхностных скла‑ дов: с фланговым расположением железнодорожных путей отно‑ сительно хранилищ; с расположением железнодорожных путей вдоль нескольких хранилищ. При фланговом расположении от железнодорожных путей отведены отдельные ветви к каждому хранилищу. Хранилища располагаются в два ряда. В средней части территории между рядами хранилищ прокладывается автодорога с ответвлениями к каждому хранилищу. По каждую сторону от дороги вблизи хранилищ располагаются искусственные водоемы с пожарными сараями. За пределами опасной зоны размещаются тара, пло‑ щадка для растаривания ВВ и другие подсобные помещения. Если хранилища расположены на территории в три ряда, к каждому из них подводится железнодорожный путь. При таком расположении хранилищ автодорогу подводят с противоположной стороны от железной дороги, чтобы обеспечить независимые подъезды для обоих видов транспорта. Хранилища в этом случае должны иметь противоположные двери и рампы, обеспечивающие одновременность работы железнодорожного транспорта и авто‑ транспорта. Расположение железнодорожных путей на поверхностных складах ВМ должно удовлетворять требованиям Правил техни‑ ческой эксплуатации железных дорог России, правилам безопас‑ ности и обеспечивать условия полной механизации погрузочно-разгрузочных работ и работ по растариванию и механизированной погрузке ВМ в зарядные машины. Планировка поверхностных складов ВМ может быть и другой в зависимости от емкости склада, рельефа местности, наличия или отсутствия железнодорожных путей и других условий. Однако во всех случаях они должны соответствовать требованиям правил безопасности и максимальной механизации всех видов работ. К хранилищам, площадке по растариванию ВВ, подсобным зданиям и сооружениям должны быть подведены автодороги с асфальтовым покрытием. Ширина дороги не менее 3,5 м. Для улучшения маневровых операций возле каждого хранилища на всю его длину со стороны подъезда автомашин следует устраивать площадки шириной 10—15 м для выполнения маневров автомо‑ билей. В районе растаривающего комплекса размещается подъ‑ ездной путь для выгрузки ВВ, загрузки зарядных машин и машин для пустой тары. На большинстве действующих складов ВВ принята схема с выгрузкой мешков ВВ на поддоны, с их доставкой на место хранения ВВ хранится на поддонах и по мере необходимости электропогрузчиком доставляется на автомашины или к месту растаривания. Механизация работ на складах ВМ сводится к загрузке поддонов и рациональной работе электропогрузчиков или электрокаров.
Для погрузочно-разгрузочных работ в вагонах и внутрискладских помещениях отечественная промышленность выпускает меха‑ нические самоходные погрузчики.
16.2
Контейнерная доставка ВВ на горные предприятия повышает уровень механизации взрывных работ в сложных условиях шахт. В схеме комплексной механизации взрывных работ с примене‑ нием контейнеров (см. рис. 86, б) для доставки ВВ с базисного склада до места заряжания ВВ в скважину возможны два вари‑ анта: ВВ поступает на базисные склады в контейнерах или в меш‑ котаре. Доставка ВВ в мешкотаре более реальна, поэтому мы де‑ тально рассмотрим эту схему. Железнодорожный вагон с гранулированными ВВ в мешкотаре от завода-изготовителя поступает на склад ^ 9, здесь мешки с ВВ формируются на поддонах и с помощью аккумуляторных погруз‑ чиков 10 доставляются на склад или пункт растаривания 8. После растаривания ВВ попадает в накопительную емкость 7, оборудо‑ ванную люком-дозатором для загрузки контейнеров ^ 5. Для до‑ ставки контейнеров от базисного склада до промплощадки шахты используют обычные машины 6 грузоподъемностью до 10 т, на которых размещаются пять контейнеров вместимостью 1,5 т каждый. На промплощадке шахты контейнеры разгружаются с помощью подъемника ^ 4 и устанавливаются по два на ходовую часть шахт‑ ной вагонетки 3. Затем тележки с контейнерами подаются в шахтную клеть 1 и по стволу 2 опускаются в шахту. В околоствольном дворе формируется состав и ВВ доставляется к месту заряжания. На откаточном горизонте у заряжаемого блока устанавливается зарядно-доставочная машина 11, в бункер которой ВВ загружа‑ ется из контейнеров. После загрузки бункера по команде взрыв‑ ника, находящегося непосредственно у заряжаемой скважины, машинист-оператор включает механизм подачи и по транспорт‑ ному трубопроводу ВВ подается в скважину. Для механизации процесса доставки зарядного и транспортного трубопроводов пред‑ назначена тележка со сматывающимся шлангом. Достоинства указанной схемы: полная механизация работ по доставке ВВ, отсутствие контакта рабочих с ВВ, высокая произво‑ дительность работ, улучшение охраны труда и санитарно-гигиени‑ ческих условий работы трудящихся. Однако в условиях шахты не‑ обходимо осуществлять перегрузку контейнеров массой около 1,5 т, кроме того необходима большая работа по возврату, уходу за кон‑ тейнерами и их ремонту, что в условиях шахты создает определен‑ ные трудности. Тем не менее эта индустриальная схема при повы‑ шении культуры производства может найти широкое применение.
Доставка ВВ к зарядной установке осуществляется по многим схемам. В некоторых случаях ВВ с откаточной выработки достав‑ ляется на подэтажную с помощью зарядной машины. На подэтаж-ной выработке устанавливается вторая машина, которая и выпол‑ няет заряжание скважин. Таким образом, доставка ВВ от заряд‑ ной машины к скважинам и их заряжание в подземных условиях являются наиболее механизированными процессами. Доставка ВВ к зарядной машине на горнодобывающих пред‑ приятиях в большинстве случаев выполняется с значительным чис‑ лом перегрузочных операций. Поэтому при механизации взрывных работ надо выбирать такие схемы, которые обеспечили бы наи‑ большую степень механизации взрывных работ. В настоящее время применяется несколько схем комплексной механизации взрывных работ, при которых ВВ доставляется в за‑ бой: в мешкотаре и растаривается в забое; в специальных вагонах в растаренном виде, с вагонов выполняется заряжание скважин; в растаренном виде по трубам к месту заряжания; в специальных контейнерах в растаренном виде, затем перегружается в бункер зарядной машины. Выбор и применение схемы механизации взрывных работ зави‑ сят от уровня подготовки и проектной проработки.
16.3
§ 156. При механизированном заряжании разрешается применять только взрыв-чатые вещества, допущенные для этой цели в установленном порядке. § 157. Механизированное заряжание должно осуществляться в соответствии с Типовой инструкцией по безопасности работ при механизированном заряжании взрывчатых веществ в подземных выработках, утвержденной Госгортехнадзором, инструкциями по эксплуатации зарядного оборудования и руководствами (инструкциями) по применению соответствующих ВМ. § 158. При пневмозаряжании алюмо- и тротилсодержащими рассыпными грану-лированными взрывчатыми веществами необходимо добавлять в ВВ воду или смачивающие растворы в количествах, установленных руководствами по применению ВВ, и инструкциями по эксплуатации зарядных устройств. Пневматическое транспортирование рассыпных гранулированных ВВ в приемные емкости (бункеры, вагонетки и др.) может проводиться без увлажнения или смачивания взрывчатых веществ, но при обязательном осуществлении мер борьбы с пылью ВВ, исключающих ее взрывы и отравления людей. § 159. Трубопроводы (шланги) при механизированном заряжании ВВ должны иметь удельное электрическое сопротивление материала не более 104 Ом м, отличительные знаки (маркировку). Допускается применять в качестве зарядных трубопроводов металлические трубки длиной до 5 м, изготовленные из антикорозийных материалов, не дающих искр при ударе и трении. При пневмозаряжании (пневмотранспортировании) ВВ вся зарядная (пневмотранспортная) система должна быть заземлена в соответствии с установленными требованиями. Изгибы трубопроводов радиусом менее 0,6 м не допускаются. § 160. Пневматическое транспортирование рассыпных гранулированных ВВ в приемные емкости (бункеры), а также заряжание шпуров и скважин при расстоянии между оператором установки и взрывником более 20 м или без прямой видимости между ними запрещается проводить без двусторонней связи. В процессе пневмотранспортирования или заряжания необходимо применять заранее обусловленные команды. § 161 В случае высыпания ВВ из заряжаемой полости или зарядной машины (устройства) просыпавшиеся, а также задержанные пылеуловителями взрывчатые вещества должны быть собраны и уничтожены. § 162 При взрывании с применением незащищенных ЭД введение боевиков разрешается только после окончания заряжания и удаления зарядного оборудования. При применении электродетонаторов, защищенных от зарядов статического электричества, патрон-боевик может устанавливаться первым от забоя скважины (шпура) и должен защищаться не менее чем одним патроном от воздействия ВВ при механизированном заряжании. § 163 По окончании заряжания зарядные устройства и трубопроводы необходимо очищать от остатков взрывчатых веществ. § 164. Зарядные машины на автомобильных шасси должны отвечать соответст-вующим требованиям Правил перевозки взрывчатых материалов автомобильным транспортом. § 165. Ремонт зарядного оборудования, доставочно-зарядных машин, зарядчиков и других средств механизации заряжания необходимо проводить в оборудованных для этой цели помещениях (горных выработках).
Для заряжания шпуров гранулированными ВВ могут быть использованы зарядчики эжекторного и камерного типов; для заряжания водосодержащими ВВ - диафрагменные и роторные насосы; для заряжания патронированными ВВ - зарядчики толкающего и метательного типов.
При механизированном заряжании разрешены все способы взрывания: огневое, электрическое и с помощью ДШ. Однако для электрического взрывания имеется ограничение: при нем допускается только прямое инициирование зарядов согласно единым правилам безопасности, причем подача боевика в шпур разрешается только после окончания заряжания и удаления из забоя заряжающих устройств. Это ограничение связано с тем, что при механизированном заряжании происходит наведение статического электричества. При взрывании в очистных забоях указанное ограничение не вызывает затруднений. Для проходческих забоев при большом числе шпуров возможны подбои внешней части шпуров, взрываемых с замедлением в комплекте, с выбросом боевика. В результате в породе могут оказаться отказавшие боевики, что представляет большую опасность.
Таким образом, применение прогрессивного способа механизированного заряжания в проходческих забоях требует применения устаревшего огневого взрывания, при котором Едиными правилами безопасности допускается обратное инициирование при наличии электростатических зарядов.
Кроме того, при механизированном заряжании шпуров гранулированными ВВ эжекторными зарядчиками (Курама и т.п.) из-за высокой скорости движения гранулы интенсивно разрушаются и, например, граммонит 79/21 превращается в порошкообразное ВВ с выделением большого количества взрывоопасной пыли. Поэтому взрывник при работе с такими зарядчиками должен работать в респираторе и защитных очках. Взвешенная пыль ВВ имеет низкий потенциал воспламенения, поэтому вероятность вспышки пыли ВВ достаточно велика.
Эжекторные зарядчики более опасны, чем порционные, в отношешш электризации из-за высокой скорости транспортирования ВВ.
При использовании зарядчиков камерного типа следует обращать внимание на герметичность сосуда. Если крышка его крепится на болтах, они должны закручиваться все без исключения. Во всех конструкциях следует следить за состоянием уплотняющихся прокладок. Давление сжатого воздуха не должно превышать паспортные данные для данного зарядчика.
Толкающие зарядчики для шпуров широкого распространения не получили, поэтому нет и достаточного опыта работы с ними. С точки зрения безопасности для них введено только одно ограничение: скорость подачи патронов по шпуру (скважине) не должна превышать 0,6 м/с.
Пневмозарядчики для заряжания шпуров патронированными ВВ широко применяются в Швеции, ФРГ и других странах. Практика этих стран показывает, что применение таких чувствительных ВВ, как динамиты, не вызывает существенных опасений. Так, в Швеции Национальный Совет Безопасности труда установил для зарядчиков этого типа следующие требования:
• заряжание сухих шпуров зарядчиками с металлическими зарядными трубами разрешено производить динамитом с содержанием нитроглицерина не более 35%;
• заряжание мокрых шпуров пневмозарядчиками с металлическими зарядными трубами разрешается всеми видами промышленных ВВ, кроме взрывчатой желатины, содержащей 95% нитроглицерина;
• заряжание любых шпуров (в том числе и сухих) зарядчиками с полиэтиленовой зарядной трубкой допускается всеми промышленными ВВ (выпускаемого в Швеции) без исключения;
• скорость движения патронов в зарядной трубке не должна превышать 10 м/с;
•в случае образования в трубке динамитной пробки ликвидация ее повышением давления воздуха не допускается.
Конечно, шведские правила не могут распространяться на наши условия, так как применяются другие ВВ и иные требования к безопасности, но пря изучении вопроса применения у нас пневмозарядчиков для патронированных ВВ шведский опыт должен быть учтен.