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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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