- •Министерство образования и науки Украины
- •Разрушение горных пород взрывом
- •Содержание
- •Предисловие
- •Раздел I Взрывчатые вещества и средства их инициирования
- •Глава 1
- •1.1. История создания и применения взрывчатых веществ
- •1.3. История развития теории взрыва
- •Глава 2
- •2.1. Понятие о взрыве и взрывчатом веществе
- •2.2. Взрывные реакции. Кислородный баланс
- •2.3. Ядовитые газы взрыва
- •2.4.1. Определение объёма газов, выделяющихся при взрыве вв.
- •2.5. Детонация вв
- •2.6. Кумуляция
- •2.7. Характеристики (показатели) взрыва
- •Глава 3 Взрывчатые химические соединения
- •3.1. Инициирующие взрывчатые вещества
- •3.2. Нитросоединения
- •3.3. Нитроэфиры
- •3.4. Селитры
- •Глава 4 Промышленные взрывчатые вещества
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные компоненты взрывчатых механических смесей
- •4.4. Основы теории предохранительных взрывчатых веществ
- •4.5. Принципы построения предохранительных вв
- •4.6. Определение предохранительных свойств вв
- •4.7. Свойства и рецептура промышленных вв
- •Глава 5
- •5.1. Огневое взрывание
- •5.2. Электрическое взрывание
- •5.3. Электроогневое взрывание
- •5.4. Бескапсюльное взрывание
- •5.5. Неэлектрическая схема инициирования Нонель
- •Раздел II Взрывные работы
- •Глава 6 Действие взрыва заряда вв в горной породе
- •6.1. Классификация зарядов вв
- •6.2. Внутреннее действие взрыва заряда в горной породе
- •6.3. Наружное действие взрыва заряда в горной породе
- •6.4. Сейсмическое действие взрыва заряда на окружающую среду
- •6.5. Баланс энергии вв при взрыве
- •Глава 7
- •7.1. Основные параметры шпурового метода
- •7.2. Коэффициент использования шпуров
- •7.3. Классификация шпуров по назначению
- •7.4. Требования, предъявляемые к буровзрывным работам при проведении горных выработок
- •7.5. Паспорт буровзрывных работ
- •Глава 8*
- •8.1. Расчет заряда для одиночного шпура
- •8.2. Расчет параметров взрывных работ для забоев с одной открытой поверхностью
- •8.3. Расчет параметров взрывных работ для забоев
- •8.4. Расчет параметров взрывных работ для забоя лавы
- •8.5. Расчет параметров взрывных работ для забоев бутовых штреков
- •8.6. Основные правила составления схемы расположения шпуров
- •8.7. Особенности расчета паспортов бвр при проходке вертикальных шахтных стволов
- •Глава 9
- •9.1. Взрывные врубы с наклонными шпурами
- •9.2. Прямые врубы
- •9.3. Комбинированные врубы
- •Глава 10 Короткозамедленное взрывание
- •10.1. Физическая сущность
- •10.2. Параметры для шахт, опасных по газу или пыли
- •Глава 11
- •11.1. Организация и режим производства
- •11.2. Технология производства
- •Глава 12* Специальные виды взрывных работ
- •12.1. Контурное взрывание
- •12.2. Пластовое и внепластовое торпедирование
- •Глава 13
- •13.2. Орошение и осланцевание отложившейся угольной пыли
- •13.3. Предохранительная среда
- •Глава 14 Взрывные технологии при открытых горных работах
- •14.2. Расчет зарядов и ведение взрывных работ методом скважинных зарядов
- •14.3. Производство взрывных работ шпуровым методом и накладными зарядами
- •14.4. Степень дробления горных пород взрывом, способы ее определения и регулирования
- •Раздел III организация производства взрывных работ
- •Глава 15 Хранение взрывчатых материалов
- •15.1. Классификация складов вм
- •15.2. Базисные склады вм
- •15.3. Расходные склады вм
- •Глава 16
- •16.1. Персонал для взрывных работ
- •16.2. Учёт и выдача вм. Документация участка взрывных работ
- •16.3. Подготовка вм к взрывным работам. Маркировка вм
- •16.4. Уничтожение взрывчатых веществ и средств инициирования
- •Глава 17 Транспортирование взрывчатых материалов
- •17.1. Перевозка вм автомобильным транспортом
- •17.2. Спуск вм в шахту
- •17.3. Доставка вм по горным выработкам
- •17.4. Доставка вм к местам работы
- •Глава 18
- •18.2. Особенности организации производства взрывных работ на земной поверхности
- •Глава 19
- •19.1. Затраты на заработную плату
- •19.2. Затраты на материалы
- •19.3. Затраты, связанные с эксплуатацией буровой техники
- •19.4. Стоимость работ буровзрывного комплекса
- •Глава 20
- •20.1. Инструктивно-информационное обеспечение
- •20.2. Функции взрывника (мастера-взрывника) и его помощников
- •20.3. Меры ответственности должностных лиц и персонала взрывных работ
Глава 3 Взрывчатые химические соединения
По составу ВВ подразделяются на взрывчатые химические соединения(однокомпонентные ВВ, индивидуальные ВВ) и взрывчатыемеханические смеси.
К первой группе относятся химические соединения, молекулы которых в определённых условиях способны к распаду с образованием новых, главным образом газообразных, соединений с выделением энергии, ко второй – взрывчатые механические смеси, представляющие собой систему, построенную из двух или более веществ (как взрывчатых, так и невзрывчатых), химически не связанных между собой. Все промышленные ВВ – это механические смеси. В горном деле взрывчатые химические соединения применяются только как компоненты взрывчатых механических смесей, а также для изготовления средств инициирования.
По химическому составу и области применения взрывчатые химические соединения делятся на четыре группы: инициирующие; нитросоединения; нитроэфиры (нитраты); соли азотной кислоты (селитры).
По роли в процессе инициирования (возбуждения детонации) промышленных ВВ однокомпонентные ВВ подразделяются на первичные и вторичные.
Первичныминазывают ВВ, способные взрываться в небольших навесках от луча огня или другого невзрывного начального импульса. Роль их играют инициирующие ВВ.
Вторичными называют ВВ, способные взрываться от воздействия первичного ВВ и формировать (в пределах участка небольшой длины) детонационную волну, способную возбудить устойчивую детонацию промышленного ВВ. Это наиболее мощные индивидуальные высокобризантные ВВ, например, гексоген (его бризантность более 60 мм – свинцовый столбик полностью разрушается).
Из всех однокомпонентных ВВ рассмотрим лишь те, которые наиболее широко применяются при производстве промышленных ВВ и средств инициирования.
3.1. Инициирующие взрывчатые вещества
Это высокобризантные ВВ, характеризующиеся повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (удару, наколу, лучу огня, нагреванию) и очень коротким периодом нарастания скорости детонации (детонируют в небольших массах – долях граммов).
3.1.1. Гремучая ртуть.Hg(CNO2) (ртутная соль гремучей кислоты). Это мелкокристаллическое вещество белого или серого цвета; получается из металлической ртути путём обработки её этиловым спиртом в азотной кислоте. Плотность кристаллов равна 4,42 кг/дм3, гравиметрическая плотность – 1,6 кг/дм3. Сухая гремучая ртуть чувствительна к огню и к механическим воздействиям. Температура вспышки (при этом происходит детонация) 160…165ºС. Скорость детонации гремучей ртути при плотности 3,3 кг/дм3равна 5,4 км/с, чувствительность к удару – 2 см, работоспособность – 110 см3. При царапании или переламывании кристаллика возникает взрыв.
Гигроскопичность гремучей ртути невелика, но при хранении под водой она впитывает до 30% влаги. Влажная она не опасна в обращении: при влажности 30% она не взрывается от огня и удара, но хорошо детонирует от взрыва заряда сухой гремучей ртути. В присутствии влаги гремучая ртуть способна взаимодействовать с некоторыми металлами, образуя весьма опасные взрывчатые соединения – фульминаты. Особенно легко она реагирует с алюминием (поэтому её не помещают в алюминиевые гильзы).
В гильзы детонаторов гремучую ртуть запрессовывают при давлении не свыше 25 МПа, плотность её при этом достигает 3,3 кг/дм3. В случае превышения указанной плотности гремучая ртуть перестаёт детонировать от луча огня и даёт отказы.
Ввиду токсичности паров применяется только в качестве первичного ВВ в капсюлях-детонаторах (КД). Этим обеспечивается их высокая безопасность в обращении: гремучая ртуть хорошо прессуется и потому не вынимается из открытой гильзы.
3.1.2. Азид свинца. PbN6 (свинцовая соль азотистоводородной кислоты). Это мелкокристаллический порошок белого цвета, соль азотистоводородной кислоты HN3. Плотность кристаллов 4,8 кг/дм3. Влаги не боится и при содержании её до 30% не теряет взрывчатых свойств. Азид свинца менее чувствителен к огню и механическим воздействиям, чем гремучая ртуть. Температура вспышки (при этом происходит детонация) равна 330ºС, чувствительность к удару 6 см, работоспособность 115 см3.
От огня азид свинца так же хорошо детонирует, как и от удара. В качестве инициирующего ВВ, он лучше гремучей ртути. В детонаторах он прессуется до плотности 4,6 кг/дм3. Скорость детонации 5,3 км/с.
В присутствии влаги и углекислоты азид свинца легко взаимодействует с медью, образует чувствительный азид оксидной меди; с железом взаимодействует плохо, а с алюминием не взаимодействует. В связи с этим детонаторы с азидом свинца изготовляют в алюминиевых, биметаллических или картонных гильзах, кроме медных.
Азид свинца – более мощное первичное инициирующее ВВ, чем гремучая ртуть, а газы взрыва менее ядовиты. Поэтому в промышленности переходят на применение этого первичного инициирующего ВВ и прежде всего в электродетонаторах (ЭД), т.е. в закрытых конструкциях.
Поскольку азид свинца менее чувствителен к огню, чем гремучая ртуть, для безотказности действия детонаторов его иногда применяют совместно с более чувствительным к тепловому импульсу тенересом. В чашечку ЭД поверх заряда азида свинца как промежуточный заряд помещают тенерес массой 0,1 г (температура вспышки 270ºС), который вызывает взрыв азида свинца, а последний взрывает заряд вторичного (бризантного) ВВ.
3.1.3. ТНРС (тенерес). C6H(NO2)3O2Pb·H2O (свинцовая соль стифниновой кислоты) - тринитрорезорцинат (стифнат) свинца. Это кристаллический порошок золотисто-жёлтого цвета. Плотность кристаллов 3,01 кг/дм3. Малорастворим в воде, малогигроскопичен. Физически и химически стоек. С металлами не взаимодействует. Температура вспышки 270°С, работоспособность 110 см3, чувствительность к удару 11см. Скорость детонации 5,2 км/с.