Теплота и температура взрыва

Теплотой взрыва называют количество тепловой энергии, выделяющейся при взрывчатом превращении 1 кг ВВ. Теплоту взрыва рассчитывают на основе закона Гесса, который гласит, что тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного ее состояния и не зависит от промежуточных.

Помимо расчетного метода теплоту взрыва можно определить экспериментальным путем. Параллельно с определением теплоты взрыва устанавливают объем и состав продуктов взрыва. При этом испытании заряд ВВ (обычно массой 50—100 г) взрывают в бомбе (калориметрической, Бихеля, Долгова и т. п.). Применяемые для указанной цели бомбы представляют собой стальные толстостенные цилиндры с массивными крышками. Внутренний объем бомб составляет обычно от 30 (бомба Бихеля) до 50 л (бомба Долгова). Перед взрывом воздух из бомбы выкачивают и замеряют остаточное давление. Иногда бомбу после вакуумирования заполняют инертным газом, например азотом.

При охлаждении продуктов взрыва пары воды конденсируются на стенках бомбы, поэтому в определяемый экспериментально объем газов вода не входит. В последнее время для определения теплоты взрыва успешно применяют непосредственный замер повышения температуры корпуса бомбы после взрыва, которую фиксируют с помощью трех метастатических термометров Бекмана, помещенных в медные клеммы, расположенные на внешней стенке бомбы.

Бомбу калибруют как калориметр путем сжигания в ней навески бензойной кислоты в атмосфере кислорода.

После определения объема и состава продуктов взрыва и теплоты взрывчатого превращения можно рассчитать температуру взрыва.

Температурой взрыва обычно называют максимальную темпера­туру, до которой могут нагреться при взрыве продукты взрывча­того превращения. Она зависит от состава ВВ и продуктов его пре­вращения

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:

1. для работ в породных забоях,

2. для гидровзрывных работ,

3. для серных шахт,

4. 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

Классификация ВМ по условиям применения

Класс ВВ Группа ВВ	Вид ВВ и условия применения	цвет
I	Непредохр-ные ВВ для откр. работ	Бел.
II	Непредохр. ВВ для откр. работ и шахт не опасных по газу и пыли	Красн.
III	Предохран. ВВ в породных забоях с выбросами газа (аммонит АП – 5ЖВ)	Син.
IV	Предохран. ВВ по углю или породе, опасн по выбросу пыли (аммонит ПЖВ – 20, Т - 19)	Желт.
V	Предохр. ВВ по углю с повыш. выделен. горюч. газов, когда исключ. контакт боковой поверхности шпура с газовоздушной смесью в выработке (угленит 13П, 13П/1, Э – 6)	Желт.
VI	Предохр. ВВ по углю с повыш. выделен. горюч. газов, когда возможен контакт боковой поверхности шпура с газовоздушной смесью в выработке (угленит П12ЦБ – 2М)	Желт.
VII	Предохр. ВВ V-VI классов для веден. спец. взр. раб. (заряды ЗПН – 1, ЗНП, ИОНИТ)
С
1	Взрыв .раб. на земн. пов-ти	Бел.
2	Взрыв.раб в забоях не опасн по г. и п.	Красн.
3	Прострелочно-взрывн.раб. в скважинах	Черн.
4	Взр. раб. в серн., нефтян. шахтах, опасн. по взрыву серной пыли и водорода	Зелен.

Существуют еще несколько классификаций ВВ по другим признакам.

По действию на окружающую среду ВВ делят на три группы:

• бризантные (дробящие)

• метательные ВВ (пороха)

• пиротехнические составы.

Из бризантных ВВ выделяют первичные инициирующие ВВ, обладающие высокой чувствительностью, которые применяют для изготовления средств взрывания (капсюлей-детонаторов, электродетонаторов, детонирующего шнура).

К этим ВВ относят:

• гремучую ртуть Hg(CNO)₂,

• азид свинца Pb(N₃)₂,

• тенерес (тринитрорезорцинтат свинца) C₆H₂(NO₂)₃PbH₂O,

• тетрил (тринитрофенилметилинтрамин) C₆H₂(NO₂)4NCH₃

Промышленные (вторичные) ВВ предназначаются для дробления и разрушения горных пород. Детонацию этих ВВ вызвать труднее, чем инициирующих, поэтому их взрывают посредством взрыва инициирующих ВВ.

ВВ может быть химическим соединением или механической смесью. К химическим соединениям относятся следующие ВВ:

нитро-соединения ароматического ряд:

• тротил (тринитротолуол) C₆H₂(NО₂)₃CH₃,

• пикриновая кислота (тринитрофенол) ' C₆H₂(N0₂)₃OH,

• тетрил (тринитрофенилметилнитрамин) C₆H₂(N0₂)₄NCH₃ и др.;

нитропроизводные аминов:

• гексоген (триметилентринитрамин (CH₂NN0₂)₃ и др.;

нитраты, или эфиры азотной кислоты:

• нитроглицерин (глицеринтринитрат) C₃H₅(ON0₂)₃,

• нитрогликоль (нитродигликоль) C₂H₄(ON0₂)₂;

нитраты целлюлозы:

• пироксилины и коллоксилины,

• тэн (пентаэритриттетранитрат) C(CH₂ON0₂)₄ и др.

По физическому состоянию взрывчатые системы могут быть: твердыми соединениями или смесями (тротил, гексоген или аммиачная селитра + тротил и т. д.); смесями жидких и твердых веществ (аммиачная селитра + жидкое горючее, нитроэфиры + селитра и т. д.); газовыми смесями (метан + воздух, ацетилен + кислород и т. д.); смесями твердых или жидких веществ с газами (угольная, древесная и другая органическая пыль, брызги керосина, бензин с воздухом и т. д.); жидкими веществами (нитроглицерин, нитрогликоль); смесями жидких веществ (тетранитрометан + бензол и т. д.).

Наибольшее применение в качестве промышленных ВВ имеют первые две группы. По физическому состоянию промышленные ВВ могут быть:

• порошкообразными,

• гранулированными,

• прессованным,

• литыми,

• пластичными,

• водонаполненными,

• льющимися.

Основные компоненты промышленных ВВ

Все компоненты промышленных ВВ можно условно разбить на четыре группы:

1. Окислители;

2. Горючие добавки;

3. Сенсибилизаторы (вещества, повышающие детонационную способ­ность составов);

4. Инертные и прочие добавки, улучшающие физико-химические, детонационные и предохранительные свойства составов.

В качестве окислителей в составах промышленных ВВ используют следующие вещества:

- нитраты и перхлораты аммония, натрия и калия,

- жидкий кислород и др.

В настоящее время наиболее распространенным окислителем в составах ВВ является нитрат аммония (аммиачная селитра). ВВ на ее основе называются аммиачно-селитренными.