Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 5
Г л а в а I I I НЕПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВВ
По составу ВВ делятся на однокомпонентные (индивидуальные), состоящие из одного взрывчатого соединения, и смесевые, пред ставляющие собой механическую смесь, сплав или раствор двух или нескольких компонентов.
§ 13. ВВ типа химических соединений Нитросоединения. Большая часть применяемых на практике ВВ
содержит |
связанные |
с атомами |
углерода |
нитрогруппы N 0 2 |
или |
|||
нитратные |
группы |
ON0 2 . |
Взрывчатые |
соединения, |
содержащие |
|||
нитратную |
группу, |
называются |
н и т р о э ф и р а м и |
(нитро |
||||
глицерин, |
нитрогликоль и |
др.), |
а соединения, содержащие |
нитро- |
||||
группу, называют |
н и т р о с о е д и н е н и я м и |
(тротил, |
ди- |
|||||
нитронафталин, гексоген и др.). |
|
|
|
|
|
|||
Нитросоединения, у которых нитрогруппа связана непосред-
ственно с атомом углерода бензольного кольца R N<f^ |
(где R — |
v > |
|
радикал органического соединения), отличаются высокой хими ческой стойкостью. Они не способны к самопроизвольному раз ложению и самовозгоранию, химический состав и физические свойства их весьма стабильны, они выдерживают нагревание до тем пературы плавления без заметного химического разложения. К таким нитросоединениям относятся тротил, структурная формула которого имеет вид
С - С Н з
0 2 N - C | > C - N O a
H C ^ J C H
|
|
C - N O A |
|
Соединения, |
у |
которых нитрогруппа связана |
с углеродным ато- |
|
R |
/R |
|
мом через азот |
— С — N<^ . , физически |
и химически менее |
|
|
|
X N O , |
|
устойчивы, чем нитросоединения, обладают высокой чувствитель ностью и повышенной опасностью в обращении. Так, тетрил, струк турная формула которого
C H 3 - N - N 0 2
|
|
I |
|
|
|
|
|
C ^ C - N O a |
, |
|
|
|
|
0 2 N - c / _ ^ ) C H |
|
|
|
|
|
НС |
C - N 0 2 |
|
|
имеющий |
температуру |
плавления |
около |
128° С, при длительной |
|
выдержке |
при температуре 140° С может воспламениться, а |
тротил, |
|||
имеющий |
температуру |
плавления |
около 80° С, выдерживает |
нагре |
|
вание в течение нескольких часов при температуре 240° С. |
|
||||
Все нитросоединения нерастворимы или малорастворимы в воде, практически негигроскопичны, водоустойчивы, с увеличением числа
нитрогрупп |
взрывчатые свойства нитросоединений усиливаются, |
а токсичность — снижается. |
|
Т р о т и л |
(тринитротолуол или тол) C B H 2 ( N 0 2 ) 3 C H 3 является |
одним из самых распространенных химических ВВ. Тротил полу чают нитрацией толуола смесями азотной и серной кислот (для
обезвоживания) по |
реакции |
С в Н 5 С Н 3 |
+ 3 H N 0 3 — • C 6 H 2 (N0 2 ) 3 CH 3 + 3H 2 0 . |
Чистый тротил состоит из кристаллов ромбической формы светлоили темно-желтого цвета. В порошкообразном виде тротил имеет насыпную плотность 0,9 г/см3 и хорошо пресуется под давлением около 4000 кгс/см2 , при этом его плотность увеличивается до 1,6 г/см3 . Литой тротил имеет плотность 1,54—1,59 г/см3 . Плотность гранул вследствие наличия усадочных раковин меньше плотности литого тротила и составляет 1,5 г/см3 .
Тротил практически нерастворим в воде, имеет высокую хими ческую 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, чешуй чатом, гранулированном виде, а иногда в виде кусков и литых заря дов. При попадании в тротил песка или других твердых примесей резко возрастает его чувствительность к удару и трению, что необ
ходимо учитывать |
при заряжании скважин. Наиболее восприимчив |
к инициированию |
порошкообразный тротил, наименее восприим |
чив — литой. |
|
Порошкообразный и прессованный тротил взрывается от кап сюля-детонатора или от нескольких витков ДШ. Для взрывания гранулированного или литого тротила требуется более мощный промежуточный детонатор из тротиловых шашек или патронов аммонита.
Г р а н у л о т о л (гранулированный |
тротил) в сухом состоянии |
|
имеет теплоту |
взрыва 800 ккал/кг, |
а водонаполненный — |
1000 ккал/кг. |
Работоспособность водонаполненного гранулотола |
|
на баллистическом маятнике и в свинцовой бомбе (с промежуточным детонатором) на 10—13% выше работоспособности сухого тротила в тех же условиях. Критический диаметр сухого порошкообразного тротила 8—10 мм, гранулотола в открытых зарядах — около 60 мм, водонаполненного гранулотола 25—30 мм. Гранулотол рекомен дуется применять в обводненных скважинах.
Для взрывания обводненных пород применяют также гранулиро ванный сплав 85% тротила и 15% алюминиевой пудры — а л ю м о -
т о л . Это мощное (теплота взрыва |
1240 ккал/кг), абсолютно |
водо |
|||
устойчивое |
ВВ удельным |
весом 1,5—1,6 г/см3 . |
Плотность |
заряда |
|
алюмотола |
в обводненной |
скважине |
1,4 г/см3 , скорость детонации |
||
6 км/с, работоспособность |
420 см3 . |
Недостаток |
алюмотола — его |
||
высокая стоимость. При взрывании гранулированных ВВ с отри цательным кислородным балансом в воде благодаря большой плот ности заряда повышается давление детонации и увеличивается те плота взрыва. Увеличение теплоты взрыва ВВ с отрицательным
кислородным балансом при повышенной его плотности |
объясняют |
нарушением равновесия в реакции превращения окиси |
углерода |
в углекислый газ |
|
2GO ^ С 0 2 + С f AQ. |
|
При увеличении давления детонации равновесие сдвигается вправо с выделением дополнительного тепла.
При взрывании тротила в больших зарядах наблюдается явление вторичных взрывов (хлопков), когда через некоторый промежуток времени (от нескольких секунд до минут) после взрыва в массе взор ванной породы происходит довольно сильный хлопок, который сопровождается иногда выбросом пламени. Сила вторичного взрыва незначительна и разброса породы обычно не происходит: это взры ваются образовавшиеся и достигшие в смеси с воздухом взрывоопас ной концентрации горючие газы (окись углерода и др.). После взрыва
горение газов, выходящих из |
взорванной массы, продолжается |
иногда в течение нескольких часов. |
|
Г е к с о г е н |
СН2 |
|
|
C 3 H e N e 0 6 или |
O a N - N j ^ N - N O g |
|
Н 2 С ^ ^ С Н 2 |
|
N - N 0 2 |
получают нитрацией уротропина азотной кислотой. Гексоген в по следнее время используют в качестве компонента мощных промыш ленных ВВ, вторичного заряда (вместо тетрила) для капсюлейдетонаторов, а также для изготовления ДШ некоторых типов.
Гексоген — белый кристаллический порошок удельным весом ,1,8 г/см3 и насыпной плотностью 1,1 г/см3 . Его температура пла-
вления 203° С, нерастворим в воде, токсичен и обладает высокой химической стойкостью. Разложение гексогена начинается при температуре 200° С. В небольшом количестве гексоген сгорает без взрыва. Ввиду высокой чувствительности гексогена к механическим воздействиям его перед применением в ВВ флегматизируют введе нием 5% воска или парафина.
Гексоген одно из наиболее мощных ВВ. Работоспособность его в свинцовой бомбе 475 см3 , бризантность при заряде весом 25 г
составляет 16 мм, при навеске 50 г свинцовый столбик |
разрушается. |
|||
Скорость детонации |
гексогена 8600 м/с при |
плотности 1,7 кг/см3 , |
||
теплота взрыва 1300 |
ккал/кг. |
|
|
|
- Н и т р о г л и ц е р и н |
C 3 H 5 ( O N 0 2 ) 3 — тяжелая |
маслянистая |
||
вязкая бесцветная |
жидкость |
плотностью |
і ,6 г/см3 . |
Технический |
нитроглицерин имеет желтоватый или желто-коричневый цвет. |
||||
Нитроглицерин получают нитрацией чистого глицерина смесью
серной и азотной кислот |
|
С3 Н5 (ОН)3 + З Н Ш з — > C3 H6 (ON02 )3 + З Н 2 0 . |
• |
Жидкий нитроглицерин затвердевает при температуре |
+13,2° С, |
в составе ВВ он затвердевает при температуре около + 1 0 ° С. Поэтому при изготовлении ВВ его смешивают с труднозамерзающими нитроэфирами (нитрогликолем и др.).
При растворении в 100 г нитроглицерина 2,5 г коллодионного хлопка образуется студенистообразная масса (желатин), чувстви тельность которой к механическим воздействиям ниже чувствитель ности нитроглицерина. Чувствительность нитроглицерина к меха ническим воздействиям и восприимчивость к детонации очень вы
соки. Замерзший нитроглицерин |
менее чувствителен |
к |
удару, |
чем жидкий, но в полузамерзшем состоянии он обладает |
наибольшей |
||
чувствительностью. |
|
|
|
Нитроглицерин — мощное ВВ |
с теплотой взрыва 1500 |
ккал/кг |
|
искоростью детонации 2 или 7,6 км/с, бризантность его при испытании
вжестком цилиндре равна 18,5 мм. Работоспособность в свинцовой бомбе 550 см3 . Нитроглицерин ядовит: при контакте с кожей чело века он вызывает сильную головную боль. Через несколько дней постоянной работы с нитроглицерином у человека вырабатывается иммунитет и головные боли проходят.
Н и т р о г л и к о л ь C 2 H 4 ( O N 0 2 ) 2 по своим свойствам схож с нитроглицерином. Это малогигроскопичная прозрачная жидкость
удельным весом 1,5 г/см3 , хорошо растворяется в большинстве органических растворителей, летучесть его примерно в 3 раза выше летучести нитроглицерина, желатинизируется более активно. Нитро гликоль затвердевает при температуре —20° С. С нитроглицерином он образует растворы, имеющие температуру затвердевания от —17 до - 2 3 ° С.
Нитрогликоль имеет невысокую химическую стойкость, чувстви тельность его к механическим и тепловым воздействиям ниже, чем у нитроглицерина. Теплота взрыва нитрогликоля 1700 ккал/кг,
4 Заказ 2160 |
49 |
