Файл: Кутузов, Б. Н. Взрывные работы учебник.pdf

Гранулотол рекомендуется применять в водонаполненном состо­ янии, так как вода, заполняя промежутки между гранулами, уве­ личивает плотность заряжания до 1,3—1,35 г/см3, за счет чего повы­ шается скорость детонации и улучшается эффект взрыва. Примене­ ние этого ВВ в сухих скважинах нерационально. Гранулотол удобен для механизированного заряжания скважин. Взрывчатые характе­ ристики гранулотола приведены в табл. 21.

Порошкообразный, чешуйчатый и гранулированный тротил ши­ роко применяются для изготовления аммиачно-селитренных ВВ. Для повышения энергетических показателей ВВ в расплавленный тротил добавляется алюминиевая пудра. ВВ, получаемое при этом, называется а л ю м о т о л .

Алюмотол представляет собой гранулированный сплав с грану­ лами размером до 5 мм серого цвета, состоящий из 85% тротила и 15% алюминиевой пудры, с теплотой взрыва 1340 ккал/кг. Плот­ ность гранул 1,5—1,7 г/см3. Алюмотол хорошо сыпуч в сухом и мок­ ром состоянии, пригоден для механизированного заряжания скважин. Нерастворим в воде, обладает высокой стабильностью взрывчатых свойств. Алюмотол не увлажняется и не слеживается. Предназначен для применения в обводненных скважинах, в том числе с проточной водой. На карьерах возможно смешивание алюмотола с гранулиро­ ванной аммиачной селитрой в соотношении 70% на 30% в специаль­ ных дозировочных устройствах. Это повышает плотность заряжания до 1,4 г/см3 и увеличивает теплоту взрыва до 1500 ккал/кг. Взрывча­ тые характеристики алюмотола приведены в табл. 21.

Для его инициирования необходимы мощные промежуточные детонаторы. Недостаток алюмотола — его высокая стоимость.

При взрывании гранулированных ВВ с отрицательным кислород­ ным балансом в воде давление и скорость детонации (см. табл. 21) повышаются благодаря большой плотности заряда и увеличению теплоты взрыва. Увеличение теплоты взрыва ВВ с отрицательным кислородным балансом при повышении его плотности в результате добавления воды объясняют тем, что при этом увеличиваются ско­ рость и давление на фронте детонационной волны, что, в свою очередь приводит к образованию из двух молекул СО одной молекулы С 02 и углерода, что сопровождается выделением дополнительного тепла

А<?:

2СО С02 + С + А(?.

При взрывании тротила в больших зарядах наблюдается явление вторичных взрывов (хлопков), когда через некоторый промежуток времени (от нескольких секунд до часов) после взрыва в массе взор­ ванной породы происходит довольно сильный хлопок, который иногда сопровождается выбросом пламени. Сила вторичного взрыва незначительна, и разброс породы обычно не происходит. В этом случае происходит вспышка газов, образовавшихся при взрыве и достигших в смеси с воздухом взрывоопасной концентрации, содержащих окись углерода, метан и другие горючие газы. После

111

взрыва ВВ горение газов, выходящих из взорванной горной массы, может продолжаться несколько часов.

Тротил входит в состав аммиачно-селитренных ВВ в качестве как сенсибилизатора, так и активной горючей добавки, так как имеет, как указано выше, большой отрицательный кислородный баланс. Содержание тротила в составе ВВ изменяется от 5 до 70%. Для грубодисперсных ВВ применяется гранулированный и чешуй­ чатый тротил, а для патронированных — порошкообразный.

Гексоген (циклотриметилентринитрамин) получают нитрацией уротропина азотной кислотой, он представляет собой белый кристал­ лический порошок с плотностью 1,8 г/см3 и насыпной плотностью 1,1 г/см3. Температура плавления 203° С, нерастворим в воде, ядовит, имеет высокую химическую стойкость. Разложение гексогена начи­ нается при температуре 200° С. В небольшом количестве он сгорает без взрыва.

Ввиду высокой чувствительности гексогена к механическим воз­ действиям его применяют в флегматизированном виде, после вве­ дения 5% воска или парафина.

Гексоген — одно из наиболее мощных ВВ. Работоспособность

всвинцовой бомбе 475 см3, бризантность при заряде 25 г составляет 16 мм. При заряде 50 г свинцовый столбик разрушается. Скорость детонации8,6км/с приплотности1,7г/см3,теплота взрыва 1300ккал/кг.

Впоследнее время гексоген используют в качестве сенсибили­ зирующего компонента мощных промышленных ВВ (скальных аммо­ нитов), вторичного инициирующего ВВ (вместо тетрила) для капсю­ лей-детонаторов, а также для изготовления некоторых детониру­ ющих шнуров и промежуточных детонаторов для инициирования ВВ пониженной чувствительности.

Горючие и другие добавки аммиачно-селитренных взрывчатых веществ. Кроме перечисленных основных взрывчатых компонентов

всостав аммиачно-селитренных ВВ входят невзрывчатые органи­ ческие горючие добавки, богатые горючими элементами (водородом и углеродом), которые окисляются избыточным кислородом амми­ ачной селитры, выделяя при этом дополнительную энергию.

Твердые горючие добавки вводят в состав ВВ в тонкоизмельченном виде, чтобы увеличить поверхность соприкосновения с селитрой (древесная, торфяная мука, мука хлопкового жмыха и т. д.). Эти добавки выполняют в составе ВВ также функцию разрыхлителя, снижая слеживаемость ВВ при хранении.

Из жидких горючих добавок применяется соляровое масло (до 6%). Комбинация жидкой и твердой горючих добавок обеспе­ чивает лучшее удержание солярового масла в составе ВВ.

Вкачестве металлической горючей добавки все шире применяется алюминиевая пудра, которая повышает теплоту взрыва за счет большого количества тепла, выделяемого при окислении алюминия,

иповышает объемную концентрацию энергии ВВ благодаря уве­ личению его плотности.

Всостав водоустойчивых ВВ вводят гидрофобные добавки (пара­

112

стационарные пункты приготовления, а машины применяют только для доставки игданита к месту взрыва и зарядки скважин. Практи­ ческое распространение получили только последние два способа механизированного заряжания игданита.

Игданиты безопасны в обращении, имеют низкую стоимость, удобны для механизированного заряжания.

Недостатками игданита являются: возможность применения только в сухих скважинах, частичная потеря взрывчатых свойств при длительном заряжании из-за плохого удержания солярового масла гладкими гранулами селитры, флегматизация детонирующего шнура соляровым маслом, из-за чего происходят отказы, низкое качество дробления крупноблочных пород большой крепости.

Игданит относится к ВВ невысокой мощности и предназначен преимущественно для взрывания пород ниже средней и средней крепости. Область его применения расширяется, а объем потребле­ ния достигает 30% всех гранулированных ВВ. С выпуском грану­ лированной пористой селитры качество игданитов повысится, а об­ ласть применения расширится как на открытых, так и на подзем­ ных работах.

Для использования преимуществ простейших ВВ разработаны г р а н у л и т ы — простейшие ВВ заводского изготовления, состоя­ щие из гранулированной аммиачной селитры, пропитанной мине­ ральным маслом и опудренной твердой мелкодисперсной горючей добавкой (см. табл. 22). Гранулиты не имеют недостатков, свойствен­ ных игданитам. Цвет гранулитов зависит от цвета горючей добавки: серый — у гранулитов С (покрыты древесной мукой), серебристый — у металлизированных гранулитов АС (покрыты алюминиевой пудрой).

Гранулиты имеют низкую чувствительность к механическим воздействиям, могут детонировать при влажности до 5%, имеют хорошую сыпучесть и низкую слеживаемость, невысокую водо­ устойчивость, относительно невысокую стоимость и пригодны для механизированного заряжания. Гранулиты АС-8 и АС-4 пригодны для взрывания крепких пород в сухих и влажных забоях (без нали­ чия воды). Гранулиты С-2 и М используются при взрывании пород ниже средней и средней крепости в сухих забоях.

Самостоятельной группой простейших аммиачно-селитренных ВВ являются д и н а м о н ы , которые широко применялись на карье­ рах до 1953 г. С этого времени их выпуск был прекращен из-за нестабильности их характеристик и расслаиваемости при заряжании скважин.

Выпускаемые в настоящее время мощные м е т а л л и з и р о ­

вой пудры, применяются для механизированного заряжания шпу­ ров и скважин в подземных условиях. Взрывчатые свойства этих динамонов достаточно высоки: работоспособность 420—450 см3; бризантность от 14 до 17 мм; скорость детонации 3,5—4,2 км/с; теплота взрыва 1180—1290 ккал/кг; плотность от 0,9 до 1,1 г/см3.

114

29. Аммониты

Эти сорта ВВ получают путем механического смешивания в шаро­ вых мельницах аммиачной селитры (79—85%) с тротилом (5—21%) и другими компонентами. Их выпускают для карьеров россыпью в мешках массой 40 кг, а отдельные сорта (аммонит В-3) в виде прессованных или шнекованных патронов диаметром 130— 210 мм.

Тротил вводят для повышения мощности и чувствительности ВВ, горючие невзрывчатые добавки (древесная мука) вводят для улучше­ ния структуры аммонитов против слеживаемости и как горючий мате­ риал для повышения теплоты взрыва, получения нулевого кисло­ родного баланса ВВ. Цвет аммонитов зависит от цвета добавки и обычно бывает белый, желтый и темно-серый. Восприимчивость аммонитов к начальному импульсу зависит от качества обработки, количества тротила и продолжительности хранения.

Аммониты — химически стойкие ВВ. Все аммониты гигроско­ пичны, как и аммиачная селитра, входящая в их состав. Для защиты аммонитов от увлажнения оболочки патронов и упаковку покрывают сплавом парафина с петролатумом. Повышенная водоустойчивость достигается введением в состав аммонитов 1,5% гидрофобных доба­ вок двух типов — пленкообразующих (парафинистый мазут или парафин) и твердых мелкодисперсных (мелкоизмельченный асфаль­ тит). На основе такой комбинированной гидрофобной добавки раз­ работан водоустойчивый аммонит В-3. В качестве гидрофобных добавок применяются также нерастворимые соли некоторых металлов, жирных кислот, например стеарат кальция. Повышенной водо­ устойчивостью обладают аммониты на основе водоустойчивой амми­ ачной селитры марки ЖВ.

Вследствие незначительной смачиваемости и насыпной плот­ ности меньше 1 г/см3 водоустойчивые порошкообразные аммо­ ниты не тонут в воде при свободной засыпке их в скважины, запол­ ненные водой. Аммониты на порошкообразной селитре слежи­ ваются. Слежавшийся аммонит, как правило, не детонирует от капсюля-детонатора № 8. Детонационная способность слежавшегося аммонита в значительной мере восстанавливается его измельчением до порошкообразной структуры. Меньшую слеживаемость имеют аммониты, содержащие древесную муку или селитру марки ЖВ. Для уменьшения слеживаемости в состав ВВ вводят селитру с при­ месью красителей (фуксина).

Насыпная плотность аммонитов 0,8—0,9 г/см3, аммониты, содер­ жащие древесную муку (№ 7ЖВ,№9ЖВ, № 10ЖВ), имеют насыпную плотность 0,7—0,75 г/см3. Патронированные аммониты имеют плот­ ность 1—1,15 г/см3. Для того, чтобы плотность заряжания шпуров аммонитами была близкой к плотности патронов, на оболочке патро­ нов перед заряжанием делают косой осевой надрез и патроны в шпуре раздавливают забойником. При этом нельзя допускать излишнего уплотнения ВВ, которое может привести к отказу заряда.