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: 163
Скачиваний: 5
скорость детонации 7,4 км/с, работоспособность в свинцовой бомбе 600 см3 .
Физиологическое (токсическое) действие нитрогликоля аналогично действию нитроглицерина, однако иммунитета у человека не выра
батывается, поэтому |
при работе с ним нужна особая осторожность. |
||||
Соли азотной кислоты. Эти соединения |
(аммиачная, |
калиевая |
|||
и натриевая селитры), как показали опыт, |
при |
наличии |
мощного |
||
инициатора и больших размеров заряда |
(d > |
100 мм) |
способны |
||
взрываться. |
|
|
|
|
|
А м м и а ч н а я |
с е л и т р а |
(азотнокислый |
аммоний) |
является основным компонентом большинства промышленных ВВ . Выпускается в виде гранул, чешуек или кристаллов. Это белый кристаллический порошок удельным весом в зависимости от формы
кристаллов |
1,56—1,74 г/см3 , |
получаемый при взаимодействии |
ам |
миака и азотной кислоты, |
|
|
|
|
N H 3 + H N O 3 —•> N H 4 N 0 3 . |
|
|
Д л я изготовления водоустойчивых аммиачно-селитренных |
В В |
||
выпускается |
водоустойчивая |
аммиачная селитра марки Ж В . |
|
При изменении влажности воздуха аммиачная селитра слежи вается, превращаясь в камнеобразную массу. Этого недостатка нет у гранулированной селитры. Аммиачная селитра может переходить из одной кристаллической модификации в другую при охлаждении или нагревании до —16, +32, +85 и +125° С. При этом слеживаемость селитры резко увеличивается. Насыпная плотность аммиачной селитры 0,86—0,97 г/см3 .
Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде, обладает высо кой гигроскопичностью. Растворение происходит со значительным поглощением тепла: при растворении 6 частей селитры в 10 частях воды температура последней понижается на 27° С. Взрывчатое раз ложение селитры сопровождается выделением тепла и избыточного кислорода
2NH 4 N0 3 — • 2N2 + 0 2 + 4 Н 2 0 .
Сухая тонко измельченная селитра при плотности 0,9 г/см3 устойчиво детонирует в открытых зарядах диаметром 100 мм. Че шуйчатая селитра влажностью около 1% детонирует неустойчиво даже в заряде диаметром 300 мм.
Теплота взрыва селитры 335 ккал/кг, кислородный баланс поло жительный: один грамм аммиачной селитры при разложении выде ляет 0,2 г кислорода.
Примеси органических веществ даже в небольших количествах значительно повышают детонационную способность и энергию взрыва аммиачной селитры. Парафин и подобные ему вещества, являющиеся флегматизаторами для ВВ, имеющих обычно отрицательный или нулевой кислородный баланс, по отношению к аммиачной селитре в небольших количествах является сенсибилизатором, так как, участвуя в реакции и повышая энергию взрыва, они повышают и восприимчивость селитры к детонации.
§ 14. Аммиачно-селитренные ВВ
Аммиачно-селитренные ВВ представляют собой смесп аммиачной селитры со взрывчатыми или невзрывчатыми веществами и явля ются основными ВВ, применяемыми в настоящее время в горной промышленности. На основе аммиачной селитры выпускают следующие ВВ.
Аммониты — порошкообразные смеси аммиачной селитры (79— 85%) с тротилом (5—21%) и твердыми органическими горючими добавками (древесной муки, торфа, хлопкового жмыха и т. д.) или
без |
них. В состав предохранительных аммонитов |
вводят инертные |
||
соли |
КС1, NaCl. В состав с к а л ь н ы х |
а м м о н и т о в |
вводят |
|
гексоген и алюминиевую пудру. А м м о н а л ы |
по составу |
анало |
||
гичны аммонитам с добавками алюминиевой |
пудры. |
|
Аммониты выпускают в виде патронов, отдельные сорта — в виде прессованных или шнекованных патронов или в мешках. Аммо ниты — химически стойкие ВВ . Все аммониты гигроскопичны, как и аммиачная селитра, входящая в их состав.
Повышенная водоустойчивость достигается введением в состав аммонитов 1,5% гидрофобных добавок двух типов: пленкообразу ющих (парафинистого мазута или парафина) и твердых мелкодис персных веществ (мелко измельченного асфальтита). На основе такой комбинированной гидрофобной добавки разработан водоустойчивый аммонит В-3. В качестве гидрофобных добавок применяют также нерастворимые соли некоторых металлов жирных кислот, например стеарат кальция. Аммониты повышенной водоустойчивости изгото вляют на основе водоустойчивой аммиачной селитры.
Слежавшийся аммонит, как правило, не детонирует от капсюлядетонатора № 8. Детонационная способность слежавшегося аммонита в значительной мере восстанавливается его измельчением до по рошкообразной структуры. Меньше слеживаются аммониты, содер жащие древесную муку или селитру марки ЖВ . Дл я уменьшения слеживаемости в состав ВВ вводят селитру с примесью красителей (фуксина).
Насыпная плотность аммонитов 0,8—0,9 г/см3 (табл. 9), а аммо нитов, содержащих древесную муку (№ 7 ЖВ), 0,7—0,75 г/см3 . Патронированные аммониты имеют плотность 1—1,15 г/см8 . Уве личение плотности аммонитов до 1,3—1,5 г/см3 достигается прессо ванием или шнекованием составов. Жесткие прессованные и шнекованные заряды не изменяют своей формы в процессе заряжания. Это ухудшает условия использования ВВ, так как между зарядом и стенками шпура или скважины образуется зазор, снижающий плотность заряда. Аммониты, кроме скальных, относительно без опасны в обращении. Зажженные аммониты на открытом воздухе сгорают без взрыва, но в замкнутом пространстве или при большом количестве возможен взрыв горящего аммонита.
Зерногранулиты — двухкомпонентные ВВ из гранулированного или чешуированного тротила и гранулированной селитры. В марке
4* |
51 |
ВВ
Аммонит № 6 ж в
Аммонит Я. 7 Ж В
Аммонал
водоустойчивый
Аммонал скальный Л1! з
Аммонит скальный Л» і
Детонит М
Динафталит
Динамон AM-10
Граммонал А-8
Акванит з-Л
Зерногранулит 79/21 (горячего смешения)
Характеристика В В , предназначенных для подземных
Состав В В
Патронированная порошкообраз ная, смесь тротила с водоустой чивой аммиачной селитрой
То же с примесью древесной муки
Патронированная порошкообразная смесь тротила и алюминиевой пудры с водоустойчивой селитрой
Патронированная порошкообразная смесь тротила, водоустойчивой се литры, и алюминиевой пудры с до бавкой гексогена
Смесь тротила" аммиачной селитры, гексогена и алюминиевой пудры в прессованных патронах
Патронированный аммонал, сенси билизированный нитроафирами
Порошкообразная смесь аммиачной селитры с динафталином
Порошкообразная смесь водоустой чивой селитры с минеральным
маслом и алюминиевой пудрой
Смесь |
гранулированной |
селитры |
с тротилом и алюминиевой пуд |
||
рой |
|
|
Льющееся водонаполненное ВВ |
||
Смесь |
гранулированной |
селитры |
с плавленным тротилом
Расчетная характеристика
|
X |
—пар), |
работа |
о |
|
о |
ітеплотавзрыва (бюда кгккал/] |
|
в |
|
|
|
||
|
а |
я |
СС |
|
|
6aj |
и |
||
|
удельныйобъем л/кг |
|||
|
зодный |
идеальнаполная ккал/кгвзрыва, |
||
|
о |
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
к |
|
|
|
-0,53 |
1030 |
850 |
895 |
|
+ |
0,22 |
995 |
820 |
905 |
+ |
0,18 |
1180 |
940 |
845 |
-0,78 |
1360 |
1060 |
810 |
|
-0,79 |
1292 |
1055 |
830 |
|
+ |
0,18 |
1382 |
1030 |
832 |
+ |
0,3 |
975 |
790 |
920 |
+ |
0,04 |
1485 |
1015 |
840 |
- 0,24 |
1285 |
1060 |
860 |
-0,47 |
840 |
730 |
680 |
+ 0,02 1030 850 895
* Первая цифра - нормативная величина по ТУ, вторая — фактическая.
** Расширение бомбы Трауцля при взрыве 10 г акванита з-Л промежуточным детонато
Т а б л и ц а 9'
работ, кроме шахт, опасных по газу или пыли
|
|
Экспериментальная характеристика |
|
|
|
||||
S |
|
|
|
расстояние передачи детонации |
о |
||||
о |
•S |
|
|
между патронами (см) в зависи |
X |
||||
и |
|
ескийкритичдиаметр огооткрытзаряда, мм |
|||||||
S |
|
|
мости от диаметра, мм |
||||||
|
|
|
|||||||
стьПЛОТНО'патроні |
о |
тность,бризанмм |
|
|
|
|
скорое |
||
зпособностіpdUUTUl |
|
|
|
|
|||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
К* |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
после |
часовой |
к |
|
|
|
|
|
сухими |
выдержки |
о |
|||
|
|
|
|
е- |
|||||
|
|
|
|
|
|
в воде на глу |
к |
||
|
|
|
|
|
|
бине 1 мм |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
' ЕЙ |
|
|
|
|
|
32 |
36 |
32 |
36 |
|
|
1,0-1,2 |
360-380 * |
14-16 * |
10-13 * |
5 - 9 * |
7-12 * |
3 - 6 * |
4 - 10 * |
3,6-4,8 |
|
0,95-1,1 |
350-370 |
13-16 |
11-13 |
4 - 8 |
5 - 10 |
2 - 4 |
3 - 5 |
3,5-4 |
|
0,95-1,1 |
400-430 |
16-19 |
12-14 |
4 - 8 |
6-12 |
3 - 5 |
4 - 8 |
4-4,5 |
|
1-1.1 |
450-470 |
18-20 |
8 - 10 |
7-12 |
8 - 14 |
5-10 |
6 - 12 |
4-4,5. |
|
1,43-1,53 |
450-480 |
22 - 28 |
6 - 7 |
- |
5-10 |
- |
4 - 7 |
6-6.5 |
|
|
|
(прессо |
|
|
|
|
|
||
|
|
ванный) |
|
|
|
|
|
|
|
1-1,3 |
460-500 |
17-22 |
8 - 10 |
8 - 22 |
10-26 |
6 - 15 |
8 - 20 |
4,9-5,2- |
|
1-1,15 |
320-350 |
15-16 |
13-14 |
3 - 7 |
4 - 9 |
2 - 5 |
3 - 6 |
3,5-4,6' |
|
0,95-1,1 |
430-450 |
14-17 |
15-18 |
- |
3 - 6 |
- |
1-2 |
3,4-4,2 |
|
Горизо нтальная |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пі>оба |
||
0,85-0,9 |
420-440 |
8 - 10 |
30 - 40 |
|
|
|
|
3,8-4 |
|
(1 при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пневма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тическом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
заряжа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нии) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,45-1,5 |
470-520 ** |
18-20 |
40 -45 |
- |
- |
- |
- |
5-5,5 |
|
3,5-4,2 |
|||||||||
То же |
360-380 |
— |
25 - 35 |
— |
|
|
|
ром - шашкой тетрила весом 5 г (расширение от 5 г тетрила можно принять равным 136 см3 ).
52 |
53. |
Характеристика В В , предназначенных
ВВ |
Состав В В |
Гранулотол |
Гранулированный |
тротил |
|
Алюмотол |
Гранулированный |
сплав |
|
|
тротила с алюминиевым по |
||
Зерногранулит |
рошком |
селитра с |
|
Гранулированная |
|||
79/21 |
чешуированным |
тротилом |
|
Зерногранулит |
То ж е с гранулированным |
||
30/70 |
тротилом |
|
|
Зерногранулит |
Гранулы аммиачной селит |
||
50/50-B |
ры, |
покрытые |
пленкой |
|
из |
тротила |
|
Зерногранулит |
То же |
|
|
3 0 / 7 0 - В |
|
|
|
Акватол 65/35 |
Зерногранулит с |
загустите |
|
|
лем |
|
Акватол МГ
Акватол М-15 * 4
Игданит *•
Гранулит М * 7 Гранулит АС-8
Гранулит АС-4
Гранулит С-2
Гранулированная селитра
с алюмотолом и загустите лем
Гранулированная селитра
с чешуированным троти лом, алюминиевым порош ком и загустителем
Омасленная гранулирован
ная селитра То же
То же, селитра с алюминие
вой пудрой То ж е
То же, с древесной мукой
Расчетная характери
теплота взрыва (вода —нар), ккал/кг |
полная идеальная работа взрыва, ккал/кг *1 |
удельный объем газов, л/кг |
теплота взрыва (вода-пар), ккал/кг *3 |
|
|
|
| |
825 |
710 |
1045 |
995 |
1260 |
1020 |
875 |
1340 |
1030 |
850 |
895 |
967 |
870 |
745 |
1070 |
990 |
880 |
_ |
810 |
980 |
911 |
|
800 |
990 |
920 *» |
775 * ' |
925 * 3 |
910 |
1205 * 4 |
916 * 4 |
976 |
1105 |
1474 |
1120 |
980 |
1398 |
900-920 |
755 |
980 |
904 |
920 |
755 |
930 |
904 |
1242 |
955 |
847 |
1260 |
1080 |
870 |
907 |
1128 |
917 |
755 |
935 |
886 |
*» Полная идеальная работа взрыва здесь и в других таблицах выражена в тепловом эк виваленте.
* 2 |
Дана насыпная плотность или собственная |
плотность ВВ , в скобках — плотность при |
|
пневмозаряжании. |
|
||
*' Данные |
при испытаниях отнесены к 1 кг сухого В В . |
||
* 4 |
Данные |
относятся к 1 кг водонаполненной |
смеси. |
* 5 |
При испытаниях в кольцах аммонит № 6 ЖВ дает обжатие 25—28 мм. |
** Теплота взрыва в зависимости от вида и содержания масла в пределах допусков.
*' |
Данные для гранулита М на пористой аммиачной селитре. |
*' |
В сухом состоянии критический диаметр заряда гранулотола и алюмотола 60—80 мм. |
Т а б л и ц а 10
для применения на открытых работах
етика
плотность
заряжания, г/см 3 * г
1
1,1
0,9-1
(1,0-1,1)
1,1
0,93-0,95 (сухой) 1.3- 1,37
(водонаполненный)
0,95-0,97 (сухой)
1,33-1,38 (водонапол-
ненный) 1,35-1,55 (водонаполненный)
1.4- 1,45 (водонаполненный) 1,35-1,4 (водонаполненный)
0,8-0,9
(1,1-1,2)
0,9
(1,1-1,2)
0,87-0,92 (1-1,1) 0,8-0,85 (1,1-1,2) 0,8-0,85 (1 - 1,1 )
Экспериментальная характеристика
|
обжатие свин |
|
цового цилинд |
работоспособ |
рика при испы |
ность, см 3 |
тании в сталь |
|
ных кольцах, |
|
мм |
285-295 |
32-34 |
|
(водонапол- |
|
ненный) |
420-440 |
30 (водонапол- |
|
ненный) |
360-370 |
20 - 25* 5 |
330-340 |
24 - 27 |
340-350 |
23 - 25 (сухой) |
|
28 - 30 |
|
(водонапол- |
|
ненный) |
316-330 |
24 - 27 |
|
(сухой) |
|
32-34 |
|
(водокапол- |
|
ненный) |
330-350 |
24 - 28 |
400-430 |
28 - 30 |
465-480 |
30-34 |
320-330 |
15-20 |
320-330 |
18-22 |
410-430 |
24 - 28 |
390-410 |
22 - 26 |
320-330 |
15-22 |
|
скорость дето |
|
|
нации в сталь |
|
критический |
ной трубе диа |
|
диаметр откры |
метром 40 мм |
|
того заряда, мм |
при |
насыпной |
|
или |
собственной |
плотности, к м / с
5 - Ю * 8 |
5,5-6,5 |
|
(водонапол- |
|
|
ненный) |
5,5-6 |
|
То же |
||
50-60 |
3-3,6 |
|
40-60 |
5,5-6 |
|
40 - 50 |
(сухой) |
3,6-4,2 |
|
|
(сухой) |
|
|
5,2-5,6 |
|
|
(водонапол- |
|
|
ненный) |
|
60 |
4,0-4,2 |
|
|
(сухой) |
|
|
5,6-5,7 |
|
|
(водонапол- |
|
|
ненный) |
100-150 |
4.8- 5,5 |
|
100-120 |
4.9- 5,3 |
|
40 - 50 |
(в сталь |
|
ной |
трубе) |
4,8-5,8 . |
100-150 |
||
120-160 |
2,2-2,7 |
|
70-100 |
2 . 5 - 3,& |
|
80-100 |
3-3,6 |
|
100-120 |
2 . 6 - 3,2. |
|
120-150 |
2,4-3,2 |
34 |
5S |
|
зерногранулита числитель дроби обозначает процент содержания селитры, знаменатель — процент содержания тротила (табл. 10). Так, зерногранулит 79/21 содержит 79% аммиачной селитры и 21% тротила. У зерногранулитов с индексом В (30/70-В) гранулы се литры покрыты пленкой тротила, что делает его более водоустой чивым.
Отличительные особенности зерногранулитов — хорошая сыпу честь, пониженная чувствительность к механическим воздействиям,
малая слеживаемость и незначительное пыление при |
заряжании. |
Эти свойства облегчают механизированное заряжание |
скважин. |
Для |
инициирования взрыва зарядов из зерногранулитов в обвод |
|||
ненных |
скважинах применяют тротиловые шашки, а в сухих — |
|||
промежуточные детонаторы из |
аммонита. |
|
||
Динамоны. |
Выпускаемые |
в настоящее время |
динамоны АМ-8 |
|
и АМ-10 (см. |
табл. 9) состоят |
из мелкодисперсной |
водоустойчивой |
аммиачной селитры марки Ж В (88—89%), алюминиевой пудры (8— 10%) и минерального масла (2—3%) и предназначены для механи зированного заряжания в подземных условиях. Алюминиевая пудра обеспечивает динамонам большую работоспособность, масло пре пятствует образованию пыли при заряжании. В динамоны можно вводить и другие невзрывчатые горючие добавки: древесную муку, жмых, лигнин, сосновую кору, соляровое масло и др.
Плотность динамонов 0,8—1,1 г/см3 . Все динамоны имеют срав нительно низкую критическую плотность (1—1,1 г/см3 ), что является их существенным недостатком.
В обращении динамоны относительно безопасны: по чувствитель ности к удару, лучу огня огнепроводного шнура и трению -они не отличаются от аммонитов, но имеют повышенную сле живаемость.
Гранулиты предназначены для заряжания сухих скважин на карь- •ерах. Омасленные гранулы селитры диаметром 1—3 мм в гранулитах •опудрены тонкодисперсными горючими компонентами: алюминиевой пудрой в гранулите АС-4 (4%) или древесной мукой в гранулите С (3,5%). Во избежание растрескивания гранул аммиачную селитру перед изготовлением гранулита не подсушивают, поэтому влажность гранулитов может быть довольно высокой (при изготовлении до 1,5%, а при применении — до 5%).
По взрывчатым свойствам гранулит С сходен с игданитом, а гранулит АС — с аммонитом № 6 (см. табл. 10). Гранулиты малочув ствительны к механическим воздействиям, даже в измельченном -состоянии они менее чувствительны, чем аммониты.
Для применения на подземных работах выпускается гранулит АС-8 (см. табл. 10), отличающийся от гранулита АС-4 более жесткими допусками по содержанию компонентов и влаги и увеличенным содержанием алюминиевой пудры (8%).
Игданиты разработаны Институтом горного дела им. А. А. Скочинского (ИГД), откуда и получили свое название. Игданит готовится на месте его применения смешиванием гранулированной аммиачной