Энергия взрыва - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Под воздействием внешнего импульса (нагревание, трение, удар и т. д.) ВВ детонируют. При этом в них происходит чрезвычайно быстрая химическая реакция с выделением тепла и газов, способных производить разрушение и перемещение окружающей среды. Взрывная реакция (детонация) распространяется с постоянной, характерной для данного ВВ и диаметра заряда, скоростью, т. е. имеет место самораспространяющийся процесс, не требующий дополнительного подвода энергии.
Энергия при взрыве ВВ выделяется в результате химической реакции окисления водорода в воду и углерода в окись (СО) и двуокись (СО2) углерода кислородом, входящим в состав молекул компонентов ВВ. За счет этого достигается высокая концентрация энергии в единице объема ВВ, в то время как при горении веществ окисление горючих элементов происходит за счет кислорода воздуха. Так, при сжигании 1 л стехиометрической (количество горючего соответствует количеству окислителя) смеси спирт-кислород выделяется всего 14,5 кДж, водород-кислород 7,5 кДж.
В то же время тепловая энергия, приходящаяся на 1 кг ВВ (теплота взрыва 1 кг ВВ), значительно меньше теплоты сгорания обычных горючих: керосина 47000 кДж/кг, каменного угля 29300 кДж/кг и т. д. У промышленных ВВ значительная скорость распространения реакции обеспечивает получение чрезвычайно большой мощности при взрыве, характеризуемой количеством энергии, выделяемой в единицу времени.
В момент взрыва образуется значительное количество газов, которые выделяемым теплом нагреваются до высокой температуры вследствие большой скорости детонации, малого времени выделения энергии и весьма малого теплообмена продуктов взрыва с окружающей средой.
В связи с большой скоростью детонации в зоне заряда в начальный момент развивается весьма высокое давление, которое обеспечивает большое разрушительное (бризантное) действие взрыва вблизи заряда.
Взрыв сопровождается звуковым эффектом, так как ударная волна, распространяющаяся от взрыва со сверхзвуковой скоростью на некотором расстоянии от центра взрыва, в воздухе переходит в звуковую.
Таким образом, отличительными признаками взрыва ВВ являются: чрезвычайно высокая объемная концентрация энергии, большая сверхзвуковая скорость распространения химической реакции по заряду ВВ, экзотермичность реакции, большая мощность, высокое давление в зоне взрыва, образование газообразных продуктов.
Описание промышленных взрывчатых веществ
Известно большое количество химических соединений и смесей, которые способны под действием внешнего импульса взрываться Но к ВВ, пригодным для промышленных взрывов, относятся соединения и смеси, достаточно безопасные в изготовлении и обращении, эффективные в применении, технически и экономически доступные в изготовлении, не меняющие своих физических и химических свойств при длительном хранении и применении.
По своему физическому состоянию ВВ могут быть: а) твердыми соединениями или смесями; б) смесями жидких и твердых веществ (аммиачная селитра с жидким горючим, тротил с аммиачной селитрой и раствором селитры, жидкие нитроэфиры с аммиачной селитрой, жидкий кислород с твердым горючим и т. д.); в) газовыми смесями (метан с воздухом, ацетилен с кислородом и т. д.); г) смесями твердых или жидких веществ с газами (угольная, древесная или другая органическая пыль, брызги керосина, бензина с воздухом и т. д.); д) жидкими веществами; е) смесями жидких веществ.
Практическое применение в качестве промышленных ВВ имеют первые две группы, наибольшее распространение получили взрывчатые смеси из твердых веществ. Для взрывного бурения применяются ВВ из смеси жидких компонентов. Известны три основные формы химического превращения ВВ. Медленное химическое превращение протекает при относительно низких температурах по всему объему вещества. Этот процесс может протекать при неблагоприятных условиях хранения ВВ и недостаточной его химической стойкости. При горении и детонации химическая реакция протекает в довольно узкой зоне фронта химической реакции, в котором температура достигает некоторого критического значения и который перемещается по ВВ. Скорость его перемещения определяется величиной выделяющейся энергии и способом передачи ее к соседним слоям вещества. При горении энергия передается путем теплопередачи. Это сравнительно медленный процесс, поэтому и скорость горения может быть от долей сантиметра до десятков метров в секунду. При детонации жидких и порошкообразных ВВ энергия соседним слоям заряда передается детонационной волной, которая распространяется по ВВ со сверхзвуковой скоростью. При взрыве грубодисперсных, гранулированных и водосодержащих ВВ детонация по заряду распространяется в виде взрывного горения частиц за счет струй раскаленных газов, проникающих в прилегающие к зоне реакции слои ВВ.
ВВ делятся на две группы: бризантные (дробящие) и метательные (пороха).
Среди бризантных в особую группу выделяют инициирующие ВВ, характеризуемые высокой чувствительностью, которые применяют для изготовления средств инициирования (капсюлей-детонаторов, электродетонаторов, детонирующих шнуров).
Метательные ВВ (дымные пороха) применяются для отбойки штучного камня, когда надо отколоть блок от массива с минимальным дробящим эффектом.
По физическому состоянию различают следующие разновидности промышленных ВВ: порошкообразные, прессованные, литые, гранулированные (чешуйчатые), водосодержащие (льющиеся или текучие в холодном или горячем состоянии).
Компоненты гранулированных ВВ имеют размер гранул или чешуек 1-3 мм. Водосодержащие ВВ благодаря добавкам водного раствора селитры с загустителем имеют слаботекучую медообразную консистенцию, льющиеся ВВ имеют легкоподвижную консистенцию, допускающую их транспортирование по шлангам. Горячельющиеся ВВ в горячем состоянии имеют легкоподвижную консистенцию, но твердеют при нормальной температуре.
В горном деле применяют индивидуальные (однокомпонентные) и смесевые ВВ. Индивидуальные ВВ - химические соединения (нитроглицерин, тротил, тэн, гексоген и т. п.), содержащие в своем составе все элементы, необходимые для нормального протекания химической реакции взрыва.
Смесевые ВВ состоят из двух или нескольких компонентов, каждый из которых выполняет определенные задачи. В состав смесевых ВВ вводятся следующие компоненты.
0кислители - вещества, содержащие избыточный кислород, идущий при взрыве на окисление горючих элементов. В отдельных случаях роль окислителя может выполнять вещество, содержащее недостаточное количество кислорода для окисления собственных горючих. Так, в алюмотоле тротил выполняет роль окислителя для алюминия, а в аммонитах тротил выполняет роль горючей добавки и сенсибилизатора.
Горючие добавки - твердые или жидкие вещества, богатые углеродом и водородом, легкоокисляющиеся и выделяющие при этом большое количество тепла. Горючие добавки, вступая во взрывную реакцию с окислителем, обеспечивают выделение тепла и газообразных продуктов взрыва. Роль горючих добавок выполняют также взрывчатые компоненты, содержащие в своем составе недостаточное количество кислорода для полного окисления содержащихся в них горючих элементов. Часть углерода, выделяемого при взрыве таких ВВ в виде окиси, в свободном состоянии или в виде горючих соединений, реагирует с кислородом окислителя, повышая теплоту и общую энергию взрыва.
Сенсибилизаторы - вещества, вводимые в состав ВВ для повышения его чувствительности к начальному импульсу и передаче детонации. Это, как правило, мощные ВВ, которые в смеси с малочувствительными ВВ (аммиачная селитра и т. п.) и с невзрывчатыми веществами обеспечивают нормальную чувствительность такого смесевого ВВ к инициированию капсюлем-детонатором, электродетонатором или детонирующим шнуром и одновременно повышают энергетические характеристики этого смесевого ВВ. Роль сенсибилизатора в простейших ВВ (динамоны, игданиты, гранулиты) выполняют (при определенном процентном содержании) и невзрывчатые горючие добавки.
Стабилизаторы вводятся в состав ВВ для повышения их химической и физической стойкости. Некоторые стабилизаторы также выполняют роль горючих добавок.
Флегматизаторы - легкоплавкие вещества, масла, имеющие высокую теплоемкость и высокую температуру вспышки, обволакивающие частицы чувствительного ВВ и не вступающие с ним в реакцию. Введение флегматизаторов снижает чувствительность ВВ и обеспечивает более безопасные условия его применения. Так, перед добавкой гексогена при изготовлении скальных аммонитов его флегматизируют.
Пламегасители вводятся в состав только предохранительных ВВ для снижения температуры взрыва, благодаря чему уменьшается вероятность воспламенения метана и угольной пыли в шахтах. В качестве пламегасителей применяют хлористый натрий, хлористый калий, хлористый аммоний и т. д. Снижение температуры взрыва происходит за счет затрат тепла на нагревание и испарение содержащегося в нем пламегасителя. Кроме того, пламегаситель выполняет роль ингибитора (отрицательного катализатора), замедляя реакцию воспламенения метана горячими газами взрыва.
Похожие статьи
-
Кислородный баланс, ядовитые газы взрыва - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Состав газов, выделяющихся при взрыве, зависит от химического состава ВВ, его кислородного баланса и условий взрывания. Кислородный баланс...
-
Промышленные ВВ подвергаются следующим испытаниям: 1. Для оценки взрывчатых свойств ВВ определяют скорость детонации, бризантность, работоспособность....
-
Общие положения о работе и балансе энергии при взрыве Действие взрыва на массив пород проявляется в полезных формах, для которых выполняется взрыв, и...
-
ОПИСАНИЕ ВЗРЫВА И ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Классификация взрывов По своей природе взрывы делятся на физические, химические и ядерные. Физические, при которых происходят только физические...
-
СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Классификация способов инициирования зарядов Импульс, необходимый для возбуждения взрыва заряда промышленного ВВ, сообщается ему взрывом заряда,...
-
СПОСОБЫ БУРЕНИЯ ШПУРОВ И СКВАЖИН - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Классификация и общая характеристика способов бурения Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и...
-
Хранение взрывчатых материалов - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
При хранении и транспортировании ВМ из-за их повышенной опасности применяется комплекс мер предосторожности, которые должны предотвратить хищение, порчу...
-
Основные сведения Взрывной заряд детонация бурение Главной особенностью выполнения взрывных работ является их повышенная опасность, связанная с...
-
Технологическая последовательность выполнения работ по съемке существующих подземных коммуникаций зависит от специфики объекта, качества ранее...
-
Общие сведения о подземных коммуникациях Инженерные коммуникации -- это линейные сооружения с технологическими устройствами на них, предназначенные для...
-
Ведение дневника - Организация землеустроительных работ
Дата Краткое содержание работы 29.03.16 Прибыла на практику в филиал ФГБУ "Федеральная Кадастровая Палата Федеральной Службы Государственной Регистрации,...
-
При проведении вертикального ствола, по технике безопасности, устье ствола должно быть перекрыто "нулевой рамой" с лядами. Ляды "нулевой рамы"...
-
Расчеты производительности труда, количество бригад и сроков выполнения отдельных видов работ На основе расчетов нормируемых затрат времени и труда в...
-
Классификация аварий при бурении нефтяных и газовых скважин В процессе бурения нефтяных и газовых скважин аварией считают нарушение технологического...
-
Технологические расчеты взрывных работ - Особенность проведения буровзрывных работ
Гранулотол (гранулированный тротил) с размером гранул 3 - 5 мм применяются как самостоятельное взрывчатое вещество (ВВ) для взрывания обводненных скважин...
-
Мощность каменноугольных свит в районе шахты "Алардинская" составляет около 600 м; мощность угленосной толщи в пределах 38 угольных пластов достигает...
-
Общие сведения о шахте, Краткая характеристика шахты - Организация работы шахты
Краткая характеристика шахты Пласт метан шахта рудничный Шахта образована в 1970 году в результате объединения двух существующих шахт "Малиновская" и...
-
Основным направлением экономического курса России на современном этапе является подъем всех отраслей народного хозяйства. Очень важную роль в этом играет...
-
Поиск подземных коммуникаций включает фиксации минимума (максимума) напряженности магнитного поля. Поиск подземных коммуникаций рекомендуется выполнять в...
-
За исходные данные для организации работ на блоке принимаем: Количество рабочих дней в году - 255; Рабочая неделя прерывная, с двумя выходными днями;...
-
Согласно Правилам безопасности, допустимыми концентрациями метана в рудничном воздухе (по объему) являются следующие: 1) исходящая струя из очистной или...
-
База данных (БД) -- совокупность цифровых данных, представленных в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами. Основной характерной чертой...
-
Ведение кадастра невозможно без проведения геодезических работ, задачами которых являются: геодезические изыскания, проектные работы и перенесение...
-
Организация работы в буровой бригаде - Технология бурения скважин
Перечень выполняемых работ и организация труда буровой бригады зависят от целей бурения, глубины и конструкции скважины. Это выполнение подготовительных...
-
Hа основании лицензии на право пользования недрами серия КЕМ N11688 вид ТЭ от 15 сентября 2003г. техническими границами шахтного поля являются...
-
Стереотопографическая съемка выполняется по одной из следующих технологических схем: 1 вариант: - контурная часть плана создается на основе фотопланов, а...
-
Пожарная безопасность, Общая характеристика пожарной опасности производства - Буровые установки
Общая характеристика пожарной опасности производства На промышленных предприятиях возникновение пожаров связано в большинстве случаев с неисправностью...
-
Общие сведения - Газовые месторождения и добыча газа
Углеводородные газы, используемые на предприятиях топливно-энергетического комплекса, подразделяются на природные (естественные) и искусственные [131]....
-
Взрывные работы осуществляются на основе проекта массового взрыва, который включает план расположения скважин на взрываемом блоке и его характерные...
-
Общая экономико-географическая характеристика стран Африки
Общая экономико-географическая характеристика стран Африки Материк занимает 1/5 суши земного шара. По размерам (30, 3 млн. км. кв. с островами) из всех...
-
Курсовая работа содержит текстовую часть в виде пояснительной записки и графического материала. В соответствии с правилами ГОСТ 2.105-79 текстовая часть...
-
Организация фото съемочных работ - Проектирование аэрофотосъемки
Организация аэрофотосъемки, получая в интерес свежесть аэрофотосъемочного разбирательства, вдобавок никак не вылилась в жесткие формы. Тем не менее...
-
В административном отношении Гагаринское месторождение нефти расположено вКрасновишерском районе Пермского края. От краевого центра г. Перми удалено в...
-
Технология добычи угля в лавах при разработке пологих пластов состоит из четырех основных производственных процессов: выемки угля (отделения от массива и...
-
Выбор системы разработки Системой разработки называется определенный порядок ведения подготовительных, нарезных и очистных работ в их взаимоувязке во...
-
Геодезическая подготовка для выноса в натуру начального (исходного) направления строительной сетки. По плану определяем координаты 3х точек сетки (F1C4,...
-
Назначение генерального плана населенного пункта Генеральный план -- проектный документ, на основании которого осуществляется планировка, застройка,...
-
Профилактика горных ударов - Организация работы шахты
Все пласты угля с глубины 150м угрожаемые по горным ударам. Пласт 1 - с глубины 300 м, пласт 3 - 3а - с глубины 320 м опасные по горным ударам. По...
-
ГИС -- система технических и программных средств, технологического, организацион - но-методического и информационного обеспечения, предназначенная для...
-
Автоматизированные системы в кадастровых работах В настоящее время возникает необходимость создания автоматизированной системы для городского кадастра на...
Энергия взрыва - Общие вопросы организации ведения взрывных работ