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

текает в несколько стадий. Химические превращения в водонапол­ ненных ВВ происходят очень быстро благодаря сильному разогреву ВВ в зоне реакции, вызываемому детонационной волной и высоко­ плотными продуктами детонации. Поэтому водонаполненные ВВ детонируют со скоростью, в 2—2,5 раза большей скорости детонации гранулированных смесей АС-ДТ.

Все водонаполненные ВВ нечувствительны к обычным средствам взрывания, и для их инициирования требуется промежуточный детонатор. Наименьшую чувствительность к различным внешним воздействиям имеют водонаполненные ВВ, в которых не содержится нитросоединений или содержится тротил. В водонаполненном состоя­ нии такие ВВ являются самыми безопасными. Более чувствительны суспензии на гексогене, еще более — на тэне. Обращение с этими суспензиями после испарения воды из их состава так же опасно, как обращение с обычными ВВ.

При изготовлении и механизированном заряжании водонапол­ ненных ВВ может произойти естественная подсушка их с образова­ нием корок на оборудовании. В этих случаях необходимы соответ­ ствующие меры предосторожности. Наиболее действенной мерой, обеспечивающей безопасность, является применение водонаполнен­ ных ВВ с высокочувствительными сенсибилизаторами в полиэтиле­ новых эластичных патронах.

Водонаполненные ВВ изменяют свою пластичность и текучесть при изменении температуры. При понижении температуры они твердеют, при повышении ее — размягчаются (разжижаются). Боль­ шинство применяемых водонаполненных ВВ замерзает при темпе­ ратуре минус 13—15° С. Суспензии, в состав которых входит натрие­ вая селитра, замерзают при температуре минус 20—23° С, а неко­ торые ВВ при минус 30—40° С.

Будучи по физической структуре грубодисперсными суспензиями, почти все водонаполненные ВВ в спокойном состоянии склонны к расслаиванию. Для восстановления первоначальной однородности расслоившихся водонаполненных ВВ полезно повторное перемеши­ вание их (разминание пластичных) перед употреблением.

Технология изготовления и применения водонаполненных ВВ сложнее, чем гранулированных ВВ, и необходимо использовать специальные механизмы для заряжания.

Акватолы и акваниты. В настоящее время в СССР выпускаются из водонаполненных ВВ акватолы 65/35, МГ, М-15 и акваниты ЗЛ,

и М-15 допущены к широким промышленным испытаниям.

При правильном подборе состава ВВ и соблюдении режима водонаполнения заряды акватолов могут находиться в скважинах под водой необходимое время (1—3 суток) без существенного их разжижения и потери селитры.

При соблюдении технологии изготовления акваниты представ­ ляют собой пластичную тестообразную массу, легко формующуюся

125

и сохраняющую приданную ей форму, а акватолы при обычной темпе­ ратуре — плотные, однородные по внешнему виду подвижные массы, напоминающие густой мед или цементно-песчаный раствор. Они способны медленно течь и передвигаться по зарядным шлангам под давлением 1—3 кгс/см3.

При снижении температуры текучесть и пластические свойства их резко снижаются. При температурах 40—45° С акватолы, содер­ жащие 15% воды, способны под действием собственного веса течь из опрокинутого сосуда. При понижении температуры до 20°— 15° С они сильно загустевают, и для их перемещения необходимо внешнее воздействие. При температурах, близких к нулю, акватолы настолько загустевают, что их можно транспортировать по трубо­ проводам только после интенсивного механического перемешивания.

* Инициирование 10-граммовой тетриловой шашкой.

Данные табл. 27 показывают, что по энергетическим показа­ телям и работоспособности алюмосодержащие акватолы значительно превосходят не содержащие алюминий акватол 65/35 и акваниты. Наиболее высоки эти показатели у акватола М-15. Скорость дето­

't26

нации акватолов в скважине на 500—1000 м/с выше, чем в стальной трубе диаметром 40 мм.

Низкая детонационная способность акватолов обусловлена флегматизирующим действием воды, содержащейся в них в большом количестве, и сплошной структурой водонаполненной массы. По­ этому для возбуждения детонации зарядов водонаполненных ВВ даже в прочной стальной оболочке капсюля-детонатора № 8 или нитки детонирующего шнура недостаточно. Необходим промежу­ точный детонатор из шашки прессованного тетрила массой 15—20 г. Оптимальная масса промежуточного детонатора из тротила, необ­ ходимая для обеспечения надежного возбуждения скважинных зарядов акватолов, составляет 400—600 г.

При использовании акватолов следует иметь в виду, что в за­ мерзшем состоянии они детонируют плохо. Критический диаметр заряда в этих условиях возрастает до 200 мм. Для возбуждения детонации необходим более сильный начальный импульс. Разбавле­ ние водой акватолов также приводит к потере взрывчатых свойств.

При оценке целесообразности применения алюмосодержащих акватолов по экспериментальным характеристикам взрывчатых свойств следует учитывать не весовую мощность (теплоту взрыва 1 кг ВВ), а объемную концентрацию энергии взрыва в единице объема зарядной полости и стоимость этой энергии (табл. 28). Из табл. 28 видно, что в единице объема скважины при использовании акватолов удается разместить большее количество энергии, а стои­ мость энергии у акватолов также ниже. Отсюда очевидна технико­ экономическая целесообразность применения акватолов на карьерах при взрывании сухих скважин. При взрывании обводненных сква­ жин эффективность применения акватолов будет ниже, а при про­ точной воде и длительной зарядке алюмотол и гранулотол будут предпочтительнее. Кроме того, как показывают опытные взрывы, качество дробления породы при применении акватолов, особенно алюмосодержащих, существенно лучше.

Т а б л и ц а 28

Сравнительная расчетная эффективность акватолов, алюмотола и гранулотола

* Ориентировочная цена для валового выпуска ВВ.

127

Акваниты, за исключением льющегося ЗЛ, в отличие от акватолов, не обладают явно выраженной текучестью и могут быть снаряжены в бумажные или полиэтиленовые патроны. Содержание воды в составе акванитов не превышает 4—10%, плотность 1,45— 1,65 г/см3. При хранении акваниты способны твердеть. По мере охлаждения акваниты густеют и при 15° С становятся твердыми, а при высокой температуре (30° С) они сильно разжижаются и теряют

свойство липкости.

На заводе сухую акватольную смесь готовят из гранулированной аммиачной селитры, гранулотола и загустителя по технологии про­ изводства зерногранулитов и доставляют на предприятия в бумаж­ ных мешках массой 40 кг. Сухую акватольную смесь с водой сме­ шивают непосредственно на местах применения в стационарных установках (Кальмакырский рудник), оборудованных растворосмесителями с моторами во взрывобезопасном исполнении, или в передвижных зарядных установках на автомашинах, с помощью которых производят водонаполнение акватола и зарядку им сква­ жин (машины «Акватол-1», «Акватол-2»).

Ифзаниты. Так названы по предложению Института физики Земли АН СССР акватолы, которые изготавливаются по технологии горячего смешения. Научной основой создания этих ВВ в нашей стране явились исследования Н. В. Мельникова, Г. П. Демидюка, Л. В. Дубнова, А. Н. Ханукаева и др.

Состав ифзанитов мало отличается от состава акватола 65/35. Принципиальное отличие состоит в том, что это ВВ изготавливается путем водонаполнения гранулотола горячим пересыщенным раство­ ром аммиачной селитры, загущенной карбоксиметилцеллюлозой, при концентрации аммиачной селитры 84—85%, температуре 75— 80° С, плотности раствора 1,39 г/см3.

Раствор изготавливается в специальной стационарной установке, смешение с гранулотолом выполняется в зарядной машине, которая по шлангу подает взрывчатую смесь на дно скважины (под столб воды). Охлаждаясь в скважине, взрывчатая смесь затвердевает, приобретая следующие параметры: содержание раствора (по массе) не менее 40%; соотношение компонентов: аммиачной селитры 65— 70%, тротила 20—25% , воды 6—10% ; температура готовой смеси — не менее 55—60° С; плотность смеси 1,4—1,6 г/см3.

Затвердевшие заряды ифзанита обладают абсолютной водоустой­ чивостью и стабильностью свойств при длительном нахождении

вобводненной скважине, что в сочетании с низкой чувствительностью

кмеханическим воздействиям и к детонации создает интересные перспективы по принципиально новой технологии взрывных работ на карьерах, когда скважины, особенно наклонные, в обводненных породах будут заряжаться сразу после бурения, а их взрывание выполняться после завершения обуривания и заряжания всего блока. Скорость детонации ифзанитов 4,5—6 км/с.

Испытаниями, выполненными сектором физико-технических гор­ ных проблем ИФЗ АН СССР под руководством академика Н. В. Мель­

128

никова в условиях Соколовско-Сарбайского ГОКа, Ленинградским горным институтом под руководством проф. А. Н. Ханукаева на Ждановском ГОКе и Норильском ГМК, а также на ряде других предприятий, установлены хорошие эксплуатационно-технические качества ифзанитов и возможность получения значительного технико­ экономического эффекта при их применении.

Водонаполненные ВВ являются новыми и еще не во всех отно­ шениях исследованным классом ВВ. Поэтому вопрос о перспектив­ ности их и области применения требует дальнейшего изучения. При этом прежде всего подлежат решению вопросы высокопроизво­ дительного механизированного их приготовления, заряжания и взры­ вания при длительном нахождении заряда в скважине.

§ 34. Пороха и оксиликвиты

Бездымные пороха горная промышленность получает из оборон­ ной промышленности в том случае, когда их свойства изменились и не отвечают требованиям соответствующих стандартов. Они при­ меняются для взрывания на карьерах и при взрывах на выброс. Бездымные пороха, как правило, не способны детонировать от детонаторов и для их взрывания требуется мощный промежуточный детонатор; по химическому составу они делятся на пироксилиновые пороха, изготовленные на летучих растворителях (спирто-эфирная смесь, ацетон и т. п.) и нитроглицериновые пороха, изготовленные на труднолетучих растворителях (нитроэфиры). Эти пороха обла­ дают худшей детонационной способностью. Мелкозернистые и по­ ристые пороха лучше детонируют, в том числе и в обводненных скважинах.

При детонации пироксилиновых порохов со скоростью 6,3 км/с выделяется 1000 ккал/кг тепла и образуется около 900 л/кг газов; работоспособность 370—380 см3, бризантность 14 мм. Плотность бездымных порохов 1,5—1,6 г/см3.

Бездымные пороха менее чувствительны к удару и трению, чем компоненты, входящие в состав их, и поэтому в обращении они достаточно безопасны. При засорении песком и другими твердыми примесями они становятся более чувствительными к механическим воздействиям. При работе с порохом во избежание их электризации и вспышек все приспособления и сами пороха следует перед исполь­ зованием смачивать водой.

Вопрос о детонационной способности бездымных порохов и необ­ ходимой величине промежуточного детонатора для взрыва заряда пороха обычно решается опытным путем.

Дымный порох обычно содержит 75% калиевой селитры, 15% дре­ весного угля и 10% серы. Дымные пороха представляют собой зерна однообразного черноили аспидно-серого цвета со слегка