Файл: Вовк А.А. Взрывник.pdf

получить их с нулевым или с небольшим (0,2—3 %) положительным балансом, так как во взрыве принимает участие бумажная парафинирован­ ная гильза патрона и необходимо предусмотреть некоторое количество свободного кислорода для горения гильзы. Кроме того, в случае ведения взрывных работ по углю во взрывчатом разло­ жении может принять участие некоторое коли­ чество углерода из окружающей заряд среды. Поскольку гильза патрона содержит углерод и

ядовитые газообразные вещества, не имеющие запаха и вкуса. Образуются в виде тяжелых жел­ то-бурых паров. Концентрация их в воздухе 0,01—0,015% является опасной, а при содержа­ нии 0,025% человеку угрожает смерть. Безвред­ ным считается содержание в атмосфере окислов азота (в пересчете на N20 6) не более 0,0001 %-по объему (0,005 мг/л).

Образуются окислы азота при взрыве ВВ с положительным кислородным балансом. Об­ разование окислов азота происходит в больших количествах при выгорании динамитов, а также при взрывании аммонитов, имеющих повышен­ ную влажность. Поэтому на подземных работах запрещается применять аммиачно-селитряные ВВ, имеющие влажность более 0,5% и на от­

с характерным запахом тухлых яиц. Удельный вес 1,1. При содержании в воздухе 6% образует

10

взрывчатую смесь. Сероводород весьма ядовит —■ при содержании в воздухе 0,05—0,07% через полчаса наступает опасное отравление человека, а при 0,1% — быстро наступает смерть. Пре­ дельно допустимая концентрация в действующих выработках не должна превышать 0,00066% по объему.

Сероводород выделяется из окружающих по­ род и может образовываться в процессе ведения взрывных работ, особенно при неполных взры­ вах, а также по породам, содержащим серу или ее соединения.

С е р н и с т ы й г а з (S02) бесцветен, обла­ дает острым запахом и вкусом, имеет удельный вес 2,2, очень ядовит. При содержании в воз­ духе 0,02% опасен для жизни людей, даже при кратковременном воздействии.

Допустимая концентрация его в рудничном воздухе действующих выработок не должна пре­ вышать 0,0007% по объему. Образуется при взрывных работах, а также при подземных по­ жарах и т. п.

У г л е к и с л ы й г а з (С02) не имеет за­ паха и цвета, удельный вес его 1,529, т. е. он тяжелее воздуха, поэтому скопляется в нижней части выработки. Источниками повышения со­ держания углекислого газа в рудничной атмос­ фере являются: гниение древесины, подземные пожары и взрывы пыли, суфлярные выделения, дыхание людей, а также взрывные работы (на­ пример, 1 кг студенистого динамита при взрыве дает 250 л углекислого газа). При содержании углекислого газа 20% и выше может наступить смертельное отравление. Смертельно опасен так­ же так называемый «мертвый воздух», состоящий

и

из 5—15% углекислого газа и 95—85% азота. Допустимое содержание углекислого газа в воз-

духе 0,5%.

Классификация взрывчатых веществ

Все взрывчатые вещества разделяются по ха­ рактеру действия, по составу и по условиям применения.

По характеру действия на окружающую среду взрывчатые вещества делятся на метательные (фугасные) и дробящие (бризантные). При взрыве метательных ВВ происходит медленное нараста­ ние давления, поэтому порода отрывается круп­ ными кусками и отбрасывается на большое рас­ стояние.

Дробящими называются такие ВВ, взрыв ко­ торых происходит с весьма высокими скоростями взрывчатого разложения при значительной ско­ рости нарастания давления внутри взрываемой среды, что приводит к ее дроблению. Взрывча­ тые вещества, применяющиеся в горном деле, относятся к бризантным.

Взрывчатое разложение, протекающее с ог­ ромной, постоянной и максимальной для дан­ ного ВВ скоростью (около 3000—8000 м/сек), называется детонацией. Образующиеся при взрыве газы с большой скоростью ударяют в ближайшие частицы ВВ и, вызвав их детонацию, образуют волну детонации, которая распространяется на весь заряд.

Взрывчатые вещества, предназначенные для возбуждения взрыва других ВВ, носят название инициирующих. К ним относятся гремучая

12

ртуть, азид свинца и др. Эти ВВ детонируют от удара, пламени, искры и от других импуль­ сов, т. е. являются высокочувствительными, по­ этому ими наполняют капсюли-детонаторы • и электродетонаторы.

При взрывчатом разложении ВВ выделяется огромное количество тепла, паров и газов. Так, например, при взрыве на открытом воздухе 1 кг аммонита (имеющего объем около 1 л) образует­ ся 920 л газообразных продуктов. Но под дей­ ствием высокой температуры, достигающей при взрыве 3200°, эти газообразные продукты уве­ личиваются в объеме в 12 раз и занимают про­ странство около 11000 л, что показывает, на­ сколько сильно влияет на увеличение объема газообразных продуктов выделяющееся при взрыве тепло.

Если взрыв заряда ВВ осуществлять в замк­ нутой среде (например, в горной породе), то газы, мгновенно расширяясь, оказывают на окружаю­ щую среду сильное давление и могут вызвать ее разрушение. Этим свойством взрывчатых веществ и пользуются в горном деле при ведении взрыв­ ных работ.

Поскольку взрывчатое разложение ВВ про­ исходит за малый промежуток времени, за кото­ рый выделяется довольно значительная энергия, мощность ВВ чрезвычайно велика. Так, напри­ мер, при взрыве 1 кг динамита за время 0,00002 сек. развивается мощность в 300 млн. л. с. ; мощность аммонита № 8 при скорости взрыва 2800 м/сек составляет 10,9 млн. л. с.

13

собность ВВ, тем больший объем породы оно в состоянии будет разрушить, а чем больше бризантность ВВ, тем мельче будет дробление раз­

ность ВВ дробить разрушаемую породу на более или менее мелкие куски; она зависит в основном от скорости взрывчатого разложения ВВ и опре­ деляется путем испытания по специальному ме­ тоду (проба Гесса).

Для определения бризантности цилиндрик из чистого рафинированного свинца диаметром 40 мм и высотой 60 мм устанавливают на сталь­ ной плите и прикрывают стальным диском диа­ метром 41 мм и толщиной 10 мм, затем его под­ вергают воздействию взрыва заряда испытывае­ мого ВВ весом 50 г, помещенного в бумажной гильзе диаметром 40 мм сверху диска. Поверх заряда кладется картонный кружок толщиной 1,3—2 мм и диаметром 38—39 мм, имеющий в центре отверстие диаметром 7,5 мм, через кото­ рое в заряд помещают детонатор. После взрыва свинцовый цилиндр сжимается на какую-то ве­ личину, которая, будучи выражена в миллимет­ рах, определяет бризантность ВВ.

Р а б о т о с п о с о б н о с т ь ю ВВ назы­ вается способность производить разрушение мас­ сива и перемещения отдельных кусков; она зави­ сит от объема газов и количества тепла, образую­ щихся при взрыве ВВ.

Работосйособность определяется лаборатор­ ным путем по расширению канала в свинцовом цилиндре (бомба Трауцля) диаметром 200 мм и высотой 200 мм, в котором просверливается канал диаметрам 25 мм и глубиной 125 мм.

14

На дне канала помещается 10 г испытываемого ВВ, остальная часть канала заполняется пес­ ком. После взрыва заряда канал бомбы расши­ ряется и принимает грушевидную форму. Объем канала замеряют водой.

Из полученного объема вычитается объем ка­ нала бомбы до взрыва (61 см3) и величина расши­ рения, полученная за счет взрыва электродето­ натора (28 см3), а оставшееся значение объема канала в кубических сантиметрах является вели­ чиной работоспособности данного ВВ.

Величина работоспособности ВВ определяет его мощность, в зависимости от которой ВВ под­ разделяются на следующие группы:

2)ВВ нормальной мощности (динамит, детониты, тротил, пироксилин, скальный аммонит, аммонал, и др.);

3)ВВ пониженной мощности (большинство

аммонитов, оксиликвиты, так называемые экви­ валентные ВВ, малоплотные ВВ и некоторые другие).

К последней группе следует отнести ВВ в оболочках, которые хотя и содержат взрывча­ тое ядро из ВВ нормальной мощности, однако из-за наличия оболочки характеризуются малой эффективностью взрывного действия на единицу веса заряда.

По характеру взрывного действия к ВВ пони­ женной мощности можно отнести также средства беспламенного взрывания (кардокс, гидрокс, эрдокс), которые хотя и не являются взрывча­ тыми веществами, предназначаются для целей разрушения горного массива, как и ВВ.

15

По физическому состоянию взрывчатые веще­ ства делятся на две группы: однородные взрыв­ чатые химические соединения и взрывчатые меха­ нические смеси. К группе химических -соедине­ ний относятся такие ВВ, у которых составные части химически соединены между собой и меха­ нически неделимы (нитроглицерин, нитрогли­ коль, гремучая ртуть, тетрил, пироксилин, ам­ миачная селитра, тротил и др.).

Кгруппе механических смесей относятся ВВ,

укоторых составные части химически не средийены, а только хорошо перемешаны и могут быть отделены друг от друга простыми физиче­ скими способами (динамиты, аммониты, оксиликвиты, детониты, аммоналы и др.).

По условиям применения взрывчатые веще­

всех подземных и открытых работах, включая шахты, опасные по газу или пыли (предохрани­ тельные взрывчатые вещества);

II группа —■допущенные к применению на всех подземных и открытых работах, за

газу или пыли всех категорий, для работ по

16

Для отличия разных групп ВВ оболочки пат­ ронов окрашиваются в разные цвета:

а) желтый цвет имеют предохранительные ВВ, допущенные для взрывания по углю и по­ роде;

б) синий — предохранительные ВВ, допущен­ ные для взрывания только по породе;

в) зеленый — ВВ, допущенные для взрыва­ ния в серных рудниках;

г) красный — непредохранительные ВВ, до­ пущенные для взрывания в шахтах, не опасных по газу или пыли;

д) белый — непредохранительные ВВ, допу­ щенные к применению только на открытых работах. Патроны взрывчатых веществ, до­ пущенных к применению на подземных ра­ ботах, могут иметь белый цвет, но с обяза­ тельной желтой, синей или красной диагональ­ ной полосой.

Взрывчатые вещества, допущенные к приме­ нению при взрывных работах. Все ВВ, допу­ щенные к применению на взрывных работах, в зависимости от состава и свойств подразде­ ляются на аммиачно-селитряные, нитроглице­ риновые, нитропроизводные ароматического ряда и оксиликвиты. Большое распространение начи­ нают получать аммиачно-селитряные ВВ с до­ бавкой 5—15% нитроглицерина или смеси его с нитрогликолем.

Аммиачно-селитряные взрывчатые вещества представляют собой механическую смесь аммиач­ ной селитры с нитропроизводными ароматиче­ ского ряда (тротил, ксилил и др.) или горючими веществами (древесной мукой, опилками, жмы­ хом, дизельным топливом и др.).

Основной составной частью аммиачно-селит­ ряных ВВ является аммиачная селитра NH4N03, которая представляет собой кристаллический по­ рошок белого или слегка желтоватого цвета, легко поглощающего влагу из воздуха. Гигро­ скопичность и слеживаемость, которые в боль­ шей или меньшей,степени присущи всем аммиач­ но-селитряным ВВ, отрицательно сказываются на их взрывных свойствах. Так, например, при содержании влаги в аммонитах несколько более 1—1,5% они не взрываются, а горят; сле­ жавшиеся порошкообразные аммониты дают от­ казы или неполные взрывы. При сильном ини­ циальном импульсе взрывчатое разложение ам­ миачной селитры происходит по следующему уравнению

2NH4N 0 3 = 4Н 20 + 2NZ+ 0 2 + 58 ккал.

Для придания водоустойчивости при изго­ товлении аммиачно-селитряных ВВ к ним добав­ ляют небольшое количество стеаратов кальция или цинка, а также парафина с асфальтитом и различных масел. Однако лучшие показатели водоустойчивости ВВ получаются, если приме­ нять при изготовлении ВВ водоустойчивую, так называемую ожелезненную селитру ЖВ. Этот сорт селитры отличается тем, что ее кристаллы обработаны железными солями высокомолеку­ лярных кислот.

Основной составной частью нитроглицери­ новых ВВ является нитроглицерин С3Н5(0Ы02)з — бесцветное маслянистое вещество с удельным весом 1,6 г/см3. Нитроглицерин весьма опасен

18