ПромВВ

гранулитов возрастает при увеличении диаметра зарядов выше 300 мм. Водонаполненные ВВ (в скважинах) достигают макси- мальной скорости детонации в зарядах диаметром около 150 мм.

Исследование детонации гранулированных и водонапол- ненных ВВ в практических условиях и на моделях представлены в табл.6. Испытания в стальной трубе полностью моделируют взрывание в крепком известняке в шпурах равного диаметра. Вместе с тем в скважинах диаметром 150 мм гранулированные ВВ детонируют с большей скоростью, чем в трубе диаметром 50 мм. Это свидетельствует о том, что в трубе указанного диа- метра не достигается идеальный режим детонации гранулиро- ванных аммиачно-селитренных ВВ. Для водонаполненных ВВ отличия в скоростях детонации при взрывании в трубе и сква- жине меньшие, кроме акватола 65/35, содержащего всего 35% порошкообразного тротила, для которого разница достигает 540590 м/с. Аммониты детонируют в идеальном режиме в трубе диаметром 50 мм.

Таблица 6 – Изменение скорости детонации ПВВ в раз- личных средах

	В	В шпурах		В сква-	Откры-
	сталь-	d=50 мм		жинах	тый
	ной	в крепком	в мягком	d=150 мм	заряд
ВВ	трубе с	известняке	глинистом	(крепкий	d=150 мм
	толщи-		грунте	извест-
	ной			няк)
	стенок
	3 мм
1	2	3	4	5	6
Зерногранулиты:
80/20	3,1	3,18	2,8	4,46	3,77
водонаполненный	4,8	-	-	4,98	4,45
50/50	4,75	-	-	5,142	4,54
водонаполненный
30/70
Гранулит АС-8	3,29	3,3	2,97	-	-
Гранулит П	2,52	2,6	2,1	3,97	2,75

41

Окончание табл.6

1	2	3	4	5	6
Игданит	-	-	-	3,76	1,54
Гранулотол
водонаполненный	5,28	5,3	-	5,39	-
Акватол 65/35	4,84	4,82	отказ	5,39*	отказ
Акватол 50/50	-	-	-	5,6	5,23
Аммонит №6	4,45	4,5	4,43**	4,5	4,42
Аммонит №7	-	-	-	4,16	-

Примечание: * максимальная замеренная скорость в скважине диамет- ром 300 мм составляет 5,44 км/с; ** в открытом заряде диаметром 60 мм - D=3,9 км/с.

В мягких грунтах гранулированные ВВ детонируют с меньшей скоростью, чем в крепких горных породах; водонапол- ненные ВВ при недостаточном диаметре скважины могут давать отказы, и лишь аммониты, имеющие малый критический диа- метр, детонируют примерно с одинаковой скоростью в шпурах диаметром 50 мм, выбуренных в скальных породах и в грунтах, близкой к идеальной.

Из данных табл.5 и 6, а также из рис.9 видно, что в произ- водственных условиях при взрывании скальных горных пород скважинными зарядами диаметром 150-250 мм применяемые гранулированные и водонаполненные ВВ детонируют со скоро- стью, приближающейся к максимальной. При шпуровом взры- вании этими ВВ скорость не достигает максимума, т.е. детона- ция протекает не в идеальном режиме.

Параметры детонационной волны в ряде промышленных ВВ были определены на электромагнитной установке. В табл.7 приведены результаты этих определений.

Различие параметров детонации ВВ, полученных разными авторами или в разное время для одних и тех же промышленных ВВ, объясняется, возможно, непостоянством свойств самих ВВ, характерным для смесевых, особенно аммиачно-селитренных ВВ. Несмотря на это, прослеживаются некоторые общие закономер-

42

ности: время реакции τ в волне уменьшается с увеличением плотности заряда, как у индивидуальных ВВ. При изменении диаметра заряда одинаковой плотности заметного изменения величины τ не наблюдается.

Таблица 7 – Параметры детонационной волны в ряде ПВВ

			Диа-	Плот-	Ско-	Мас-	Дав-			Шири-
							ление в	Пока-	Время	на
			метр	ность	рость	совая
	ВВ		заря-	заря-	дето-	ско-	точке	затель	реак-	зоны
							Жуге,	поли-	ции,	реак-
			да,	да, 3	нации,	рость,
							тыс.кгс/	тропы	мкм	ции,
			мм	г/см	км/с	с	см2			мм
			40	0,9	3,69	0,99	32,9	2,74	0,66	-
	Аммонит		60	0,9	4,15	1,04	38,7	3	0,73	-
	ПЖВ-20		80	0,9	4,34	1	39,1	3,3	0,66	-
			120	0,9	4,4	1,05	41,6	3,2	0,75	-
			26	1	3,39	1,51	39,8	1,96	0,75	1,51
	Аммонит		32	1	3,61	1,21	44,8	1,95	0,7	1,51
			40	1	3,82	1,25	48,8	2,05	0,79	1,83
	ПЖВ-20
			60	1	4,22	1,32	56,8	2,2	0,76	2,02
			120	1	4,54	1,37	63.5	2,32	0,75	2,18
			40	1,34	4,8	0,97	62,7	3,9	-	-
			40	1,7	4,83	0,8	65,7	5,0	0,43	-
	Аммонит		60	1,7	5,20	0,96	85,0	4,4	0,34	-
	ПЖВ-20		70	1,7	5,32	0,02	92,0	4,2	0,37	-
			80	1,7	5,35	1,05	95,4	4,1	0,33	-
			100	1.7	5,5	1,12	105,0	3,9	0,37	-
	Гексонит 3		40	1,34	4,86	0,97	63,3	4	-	-
	Гексамон	1	40	0,87	3,56	1,38	42,6	1,58	1	1,77
			40	1,34	5,35	1,19	85,5	3,5	-	-
	Гексамон	5	40	0,89	3,5	1,33	42	1,64	0,97	1,73
			40	1,7	5.65	1,08	103	4,23	0,54	2,3
			25	1	3,13	0,81	25,4	2,88	-	-
	Аммонит		40	1	3,8	1,31	49,7	1,9	-	-
			60	1	4,34	1,51	65,5	1,88	-	-
	№6 ЖВ
			80	1	4,52	1,62	73,2	-	-	-
			100	1	4,6	1,64	76,6	1,84	-	-
	Зерногра-		100	1	4,3	1,55	68	1,8	-	-
	нулит 80/20
	Гранулит		100	1	4,1	1,6	67	1,6	-	-
	АС-8

При больших плотностях ВВ (1,7 г/см3) и увеличении диа- метра заряда получаются аномально большие значения показа-

43

теля политропы (4-5), при насыпных плотностях 0,9-1,0 г/см3- очень малое значение (<2). Абсолютные значения ширины зоны и времени реакции порошкообразных смесевых ВВ, в том числе предохранительных, близки к тем же величинам порошкообраз- ного тротила.

Для расчетов параметров ударных волн, созданных дето- нацией зарядов данного ВВ на границе раздела с различными средами, необходимо, кроме давления детонации, знать ударную адиабату ПД и среды. Для приближенного построения ударной адиабаты ПД в диапазоне плотностей, отвечающих области от- ражения детонационных волн от плотных сред, можно пользо- ваться степенной зависимостью между давлением и плотностью. С использованием данных табл.7 и зависимости Р = A (ρ0/ρ1)n были рассчитаны ударные адиабаты ПД для зарядов диаметром

80 мм: Р = 34u+2u2+u3 - для аммонала ВА-4; Р = 42u+2u2+0,8u3-

для аммонита скального № 1. С учетом этих зависимостей и значений давлений детонации рассчитываются давления на гра- нице раздела в средах, ударные адиабаты которых известны. Не- которые данные о начальных параметрах ударных волн в гор- ных породах приведены в табл.8.

Таблица 8 – Начальные параметры ударных волн в горных породах

	Давление на границе раздела ВВ-порода,
			Р×103, кгс/см3
ВВ				Ба-		Из-	Глини-
	Дунит	Гранит				вест-	стый
				зальт
						няк	алеврит
Аммонал ВА-4	119	102		99		91	75
Аммонит скальный №1	141	120		118		109	89
Аммонит №6 ЖВ	138	110		108		99	89
Акванит №3	165,5	132,5		129		118	90
Тротил (водонаполнен-	167,5	135		131		120	91,5
ный гранулированный)

44

7. Классификация промышленных взрывчатых веществ

Промышленные ВВ классифицируются по химическому со- ставу, физическому состоянию, наиболее характерным особенно- стям их свойств или рецептурного состава, областям и условиям применения. Подавляющее большинство смесевых ПВВ – амми- ачно-селитренные смеси, основным компонентом которых явля- ется нитрат аммония. К ним относятся аммониты - порошкооб- разные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже с гексогеном, динитронафталином) и невзрывчатыми горючими компонентами. Предохранительные аммониты содержат, кроме того, соли - ингибиторы. В некоторых из них вместо тротила используются нитроэфиры (серный и нефтяной аммониты); граммониты – двухкомпонентные аммониты в гранулированном состоянии; аммоналы – аммониты, содержащие в своем составе алюминий (аммоналы в гранулированном состоянии называют граммонала- ми); динамоны - порошкообразные смеси аммиачной селитры с невзрывчатыми горючими компонентами; гранулиты - гранули- рованные динамоны; игданит - стехиометрическая смесь грану- лированной аммиачной селитры с дизельным топливом.

Особую группу аммиачно-селитренных ВВ составляют во- донаполненные взрывчатые системы суспензионного типа раз- личной консистенции: акватолы, акваниты, акваналы, ифзаниты, карбатолы и др.

Акватолы - водонаполненные суспензионные ВВ текучей консистенции, твердой фазой которых является граммонит или граммонал, а жидкой - насыщенный загущенный раствор амми- ачной селитры.

Акваниты и акваналы - водонаполненные суспензионные ВВ пластичной консистенции, активной основой которых явля- ются аммонийные и аммональные смеси с присутствием нит- ратов металлов и пластифицирующих добавок.

Ифзаниты - растворосодержащие суспензионные ВВ, твердая фаза которых (смесь гранулированной селитры и грану- лотола) наполняется концентрированными или загущенными

45

растворами аммиачной селитры на месте применения в момент

заряжания скважин.

Карбатолы - горячельющиеся отвердевающие ВВ, изго- тавливаемые на месте применения на основе низкоплавкой эв- тектической смеси водорастворимых компонентов с малым со- держанием воды.

По физическому состоянию ПВВ подразделяются на твер- домонолитные (литые, прессованные), сыпучие (порошкообраз- ные и гранулированные), пластичные, жидкотекучие суспензии и жидкие.

По наиболее характерным особенностям свойств совре- менные ПВВ классифицируются на водоустойчивые и неводо- устойчивые.

Характерные особенности рецептурного состава некоторых ВВ позволяют выделить их в отдельные группы, например, гек- согенсодержащие и нитроэфирные ПВВ. К гексогенсодержащим ПВВ относятся скальный аммонит №1 и скальный аммонал №3; к нитроэфирным ПВВ порошкообразного типа – детониты, уг- лениты, победиты, серный и нефтяной аммониты.

По областям и условиям безопасного применения все про- мышленные ВВ разделены на шесть классов, а классы, в свою очередь, - на группы и подгруппы по химическому составу, фи- зическому состоянию и водоустойчивости (табл.9).

Таблица 9 - Классификация ПВВ по областям и условиям применения

Класс		Группа, подгруппа	ВВ
1		2	3
	1.	Гранулированные водоустойчи	Алюмотол, гранулотол,
	вые ВВ для крепких и весьма		граммоналы А-45, А-50,
	крепких обводненных пород		граммониты 50/50 В,
			30/70 В, 30/70
	2.	Водонаполненные ВВ для креп	Акватолы 65/35 С, М-15,
	ких и весьма крепких и обводнен-		АВ, АВМ, МГ; ифзаниты
I. ВВ только для	ных пород		Т-20, Т-60, Т-80; карбато-
открытых работ			лы Т-15, ГЛ-10В
	3.	Кумулятивные наружные заря-
	ды для вторичного взрывания не-		Заряды ЗКП и ЗКН
	габарита в карьерах
	4.	Промежуточные детонаторы	Шашки Т-400, Ш-400,
	для инициирования зарядов мало-		ТГ-500
	чувствительных ВВ

46

		Продолжение табл.9
1	2	3
	1. Гранулированные ВВ:
	а) водоустойчивые для пород	Граммонал А-8, гранули-
	средней крепости и крепких в об-	ты АС-4В, АС-8В, грам-
	водненных забоях	мониты 79/21 Б
	б) неводоустойчивые для пород	Гранулиты АС-8, АС-4,
	средней крепости и крепких в су-	С-2М, игданит, граммо-
	хих и влажных забоях	нит 79/21 В
	2. Прессованные водоустойчивые	Аммонит скальный №1
II. ВВ для откры-	ВВ в патронах для скальных
	сухих и обводненных пород
тых и подземных
работ, кроме	3. Порошкообразные водоустой-
шахт, опасных	чивые ВВ:
по газу и пыли	а) повышенной мощности в пат-	Аммонал, аммонал скаль-
	ронах стандартных диаметров для	ный №3
	крепких сухих и обводненных
	пород
	б) средней мощности в патронах	Аммониты №6 ЖВ,
	для сухих и обводненных пород	динафталин
	средней крепости
	в) нитроглицериновые мощные
	ВВ в патронах стандартного и ма-	Детониты М и 10А
	лого диаметров для крепких и
	весьма крепких сухих и обводнен
	ных пород
	4. Водонаполненные пластичные	Акваниты ЗЛ, №16, АРЗ,
	ВВ для крепких сухих и обвод-	акванал №1
	ненных пород
III. Предохрани-	1. Водоустойчивые ВВ для чисто-
тельные ВВ для	породных забоев:
породных забоев	а) аммониты	Аммонит АП-5-ЖВ
опасных по мета-	б) нитроглицериновые ВВ	Победит ВП-4
ну, и специаль-	2. ВВ для серных шахт	Серный аммонит №1 ЖВ
ного назначения	3. ВВ для шахт, опасных по тяже-	Нефтяной аммонит №3
	лым углеводородам	ЖВ

47

		Окончание табл.9
1	2	3
IV. Предохрани-	1. Водоустойчивые ВВ типа	Аммонит Т-19,
тельные взрывча-	аммонитов	аммонит ПЖВ-20
тые вещества для
угольных и сме-
шанных забоев
шахт, опасных
по газу или пыли
V. Взрывчатые	1. Нитроглицериновые ВВ	Угленит Э-6 и №5
вещества повы-	2. ВВ в растворонаполненных	Патроны ПВП-1-У,
шенной предо-	полиэтиленовых оболочках	ПВП-1-А
хранительности
для угольных и
смешанных забо-
ев и специальных
работ в шахтах
всех категорий
VI. Высокопредо	ВВ в растворонаполненных поли-	Патроны СП-1
хранительные	этиленовых оболочках
взрывчатые веще
ства для отбойки
угля и специаль-
ных работ в шах-
тах, особо опас-
ных по газу

Первые два класса составляют предохранительные ВВ, применяемые для открытых и подземных работ в шахтах, не опасных по газу и пыли; остальные классы – предохранитель- ные ВВ различной степени безопасности. Наряду с предохрани- тельными ВВ V и VI классов допущены к применению в тех же условиях заряды беспламенного взрывания.

48

8.Состав, характеристика

иобласть применения промышленных взрывчатых веществ

8.1.Аммиачно-селитренные промышленные взрывчатые вещества

Аммониты. В аммонитах основными компонентами явля- ются аммиачная селитра и нитросоединения, преимущественно тротил. Иногда для повышения детонационной способности, на- пример, для получения ВВ с малым критическими диаметром и высокой критической плотностью, вводят дополнительно более мощный сенсибилизатор – гексоген, нитроглицерин, смесь нит- роэфиров и др. При изготовлении предохранительных аммони- тов, кроме этих компонентов, в рецептурный состав вводят со- ли-ингибиторы. Рецептурный состав и некоторые физические и взрывчатые характеристики выпускаемых в настоящее время аммонитов приведены в табл.10.

По отношению к воде аммониты бывают неводоустойчи- вые, повышенной водоустойчивости и водоустойчивые. Нево- доустойчивые аммониты изготовляют на основе селитры, не со- держащей гидрофобных добавок. Они дешевле, чем водоустой- чивые и применяются в тех случаях, когда их перевозят, хранят и используют в сравнительно сухой атмосфере. Аммониты по- вышенной водоустойчивости содержат аммиачную селитру, об- работанную сравнительно слабыми гидрофобными добавками (парафином, парафиновым мазутом). В водоустойчивых аммо- нитах применяются специальные сорта водоустойчивой селит- ры, обычно ожелезненной.

Основное назначений порошкообразных аммонитов - за- ряжание шпуров и скважин при подземных разработках. Скаль- ный аммонит №1 и аммонал №3, благодаря высокой детонаци- онной способности, применяются при взрывании крепких и весьма крепких пород.

49

Таблица 10 - Свойства и состав аммонитов и граммонитов

			Аммониты					Скальный
	Показатели	№ 6	Скаль-	АП-	ПЖВ-		Аммо-
			ный	5		Т-19	нал	аммонал
		ЖВ	№1	ЖВ	20			№3
	Состав, %*:
	аммиачная селитра	79	66	70	64	61	80,5	72
	водоустойчивая
	тротил	21	5	18	16	19	15	5
	хлористый натрий	-	-	12	20	20	-	-
	алюминиевая пуд-	-	5	-	-	-	4,5	8
	ра
	гексоген	-	24	-	-	-	-	15
	Кислородный ба-	-	-0,79				+0,18	-0,78
	ланс, %	0,42
	Теплота взрыва,	4316	5413	3800	2406	3410	4944	5698
	кДж/кг
	Объем газов, л/кг	895	830	787	717	724	845	810
	Работоспособность	300-	450-	320-	265-	270-	410-	450-480
	по пробе Трауцля,	380	480	330	280	280	430
	мл
	Бризантность, мм	15-	18-22	14-	13-16	15-	18-20	18-20
		18		17		17
	Скорость детона-	3,6-	4,8-5,3	3,6-	3,5-	3,6-	4,0-	4,0-4,5
	ции, км/с	4,8		4,6	4,0	4,3	4.5
	Критический диа-
	метр, мм:
	открытого заряда	10-	5-6	-	-	-	12-14	8-10
		13
	в проточной обо-	4-6	-	-	-	-	-	-
	лочке
	Чувствительность	16-	40-60	12-	12-24	12-	24-36	40-44
	к удару, %	32		32		24
	Водоустойчивость
	по гидродинами-	50-	70-80	70-	60-90	60-	40-70	70-90
	ческому прибору,	80		80		80
	см

Примечание: * Аммониты, содержащие в своем составе нитроэфиры, рас- сматриваются в группе нитроглицериновых ПВВ.

50