Смесевые взрывчатые вещества - Использование взрывчатых веществ
Смеси на основе жидких нитропарафинов и солей гидразина (астралиты)
Жидкие ВВ давно привлекали внимание исследователей в связи с повышенной плотностью, малым критическим диаметром, способностью целиком заполнять зарядный объем и тем самым обеспечивать высокую концентрацию энергии и эффективность взрывания. Жидкие ВВ не растворяются в воде, не смешиваются с ней и являются водоустойчивыми. Обладают хорошей текучестью даже при минусовых температурах, что облегчает механизацию зарядных работ. Наибольший интерес представляют жидкие нитропарафины и ВВ на их основе. Особое внимание в этом классе соединений уделяется нитрометану, который имеет явно выраженные взрывчатые свойства. Нитрометан предназначен для взрывных работ в нефтедобывающей и горной промышленности для внутрипластового взрывания.
В таблице 2.1 приведены свойства эвтектических бинарных смесей нитропарафинов с аммиачной селитрой [7]. Видно, что по энергетическим характеристикам смесь, содержащая нитрометан, превосходит аналогичную смесь, содержащую тротил. Таблица 2.1 - Свойства смесей нитропарафинов с аммиачной селитрой | ||||||
Наименование нитропарафинов |
Содержание аммиачной селитры в стехиометрической смеси, % |
Плотность, г/см3 |
Теплота взрыва |
Объем газов взрыва, л/кг |
Относительная эффективность к тротилу, % | |
Весовая, кДж/кг |
Объемная, кДж/л | |||||
Тротил (эталон) |
78,7 |
1,30 |
4200 |
5500 |
892 |
100 |
Нитрометан |
67,0 |
1,32 |
4710 |
6210 |
930 |
112 |
Нитроэтан |
84,0 |
1,32 |
4030 |
5290 |
950 |
95 |
Нитро- Пропан |
87,5 |
1,30 |
4000 |
5400 |
961 |
94 |
Так как нитрометан тяжелее воды и не смешивается с ней, им можно заряжать обводненные скважины через столб воды, которая в данном случае будет выполнять роль забойки. Недостатком нитрометана является его высокая летучесть.
Взрывчатые свойства нитрометана следующие: бризантность
15 мм при инициировании от шашки тетрила массой 5 г и 22 мм от шашки 10 г; работоспособность по баллистической мортире 134 % по отношению к тротилу; скорость детонации в металлической трубе 6...6,5 км/с.
При введении в нитрометан алюминия массовая энергия взрыва повышается в 1,4-1,5 раза, а объемная в 1,6-2,0 раза. По приближенным оценкам в благоприятных условиях взрывания во взрывчатом превращении может участвовать до 25 % алюминия. Объемная энергия таких бинарных систем от 8400 до 9660 кДж/л, что превосходит объемную энергию алюмотола, граммонала и акватола на 28...45 %.
На основе загущенного нитрометана и измельченной селитры готовятся пластичные высокоплотные и высоководоустойчивые ВВ, не уступающие по мощности динамитам и в то же время отличающиеся от них малой токсичностью, высокой морозостойкостью, низкими чувствительностью к механическим воздействиям и стоимостью. Взрывчатые свойства пластичных нитрометановых ВВ следующие: теплота взрыва от 6300 до 7560 кДж/л, бризантность от 14 до 19 мм, работоспособность от 380 до 490 мл, скорость детонации от 4,7 до 5,8 км/с.
Смеси на основе гидрата гидразина (NH2 NH2 H2 O), за рубежом называемые астралитами, характеризуются высокими расчетными энергетическими показателями. Кроме простейшей смеси гидразина с аммиачной селитрой, запатентованы многокомпонентные жидкие составы. Взрывчатой основой в таких системах служат нитрат и перхлорат гидразина. К достоинствам жидких гидразинсодержащих ВВ можно отнести широкий температурный диапазон эксплуатации (от минус 30 до плюс 45 О С), высокие плотность (1,3...1,4 г/см3 ) и скорость детонации (7,5...8 км/с), безопасность в обращении. Благодаря высокой плотности объемная энергия заряда в скважине может достигать
5650 кДж/л. Объем продуктов взрыва достигает 1000 л/кг. Недостатком астралитов является их низкая физическая стойкость из-за испарения гидразина. Астралиты можно готовить на месте применения смешиванием нитратов и перхлоратов гидразина с жидким аммиаком или растворами аммиачной селитры.
Смесевые эмульсионные ВВ
Несмотря на достигнутый в настоящее время уровень использования в промышленности широкого класса разработанных ВВ, работы по поиску повышения эффективности взрыва путем применения новых составов ВВ и конструкций зарядов продолжаются.
В высокоразвитых горнодобывающих странах на предприятиях, ведущих взрывные работы открытым способом, и в военном деле достаточно широко применяются смеси в виде эмульсии, сенсибилизированной ( от лат. sensibilis - чувствительный, повышение чувствительности ) ее аэрацией с алюминиевым порошком АСД, получившие название "тяжелые АНФО". При этом содержание АСД в такой смеси обычно составляет от 70 до 80 % по массе. Этот тип смесевых эмульсионных ВВ используют для заряжания механизированным способом сухих или слабообводненных взрывных скважин с поверхности. Эти ВВ имеют меньшую стоимость и улучшенные детонационные характеристики, обусловленные, главным образом, применением в гранулированной фазе пористой аммиачной селитры высочайшего качества. Скорость детонации подобного смесевого ВВ на основе плотной гранулированной аммиачной селитры (гранулит НП) при плотности зарядов 1,2 г/см3 в стальной оболочке (Ж75...100 мм) составляет всего от 2,86 до 3,26 км/с, что свидетельствует о флегматизирующем влиянии большого содержания АСД на детонационные параметры таких смесей.
Для повышения эффективности взрыва такой смеси и поднятия КПД взрыва ее основной составляющей (гранулита) была предложена конструкция заряда коаксиальной формы: по оси заряда гранулита размещается линейный инициатор из сенсибилизированной эмульсии, скорость детонации которой существенно превышает стационарную скорость детонации гранулита. В роли линейного инициатора по детонационным параметрам использованы эмульсионные ВВ сибирит-1000 или сибирит-1200, которые характеризуются высокой скоростью детонации [8].
Оценка относительной работоспособности зарядов различной формы (рисунок 2.3) проводилась по методу воронки выброса.
- 1 - электродетонатор №8; 2 - прессованная шашка ТГ - 10 г; 3 - прессованная шашка из тротила - 80 г; 4,6 - гранулированное ВВ; 5 - эмульсионное ВВ
Рисунок 2.3 - Конструкция сплошного (а) и комбинированного (б) коаксиального зарядов, использованных при экспериментах [8]
Критерий относительной работоспособности F - отношение масс зарядов из эталонного (M Э ) и испытываемого (M ВВ ) взрывчатых веществ, образующих при взрыве воронки одинакового объема:
. (2.1)
При проведении эксперимента в качестве эталонного ВВ использовалась смесь гранулированного и чешуйчатого ТНТ в соотношении 50/50 по массе.
К параметрам, определяющим в первом приближении эффективность взрыва заряда ВВ в горной породе, относятся объемная энергия Е и скорость детонации D . При этом коэффициент мощности взрывчатых веществ K= E Ч D является комплексным показателем, учитывающим как количество выделяемой при взрыве заряда энергии, так и скорость ее высвобождения. В относительном виде коэффициент K позволяет сравнить взрывную эффективность двух зарядов ВВ одинакового объема, соответственно испытываемого (индекс 2) и эталонного (индекс 1).
, (2.2)
Где - плотность ВВ, кг/м3 ;
Q - теплота взрыва, кДж/кг;
D - скорость детонации, км/с.
Для оценки относительной эффективности взрыва комбинированного заряда коаксиального типа, сформированного из эмульсионного ВВ сибирита-1200 и гранулита НП (рисунок 2.3 б), по сравнению с обычным зарядом гранулита НП вышеприведенная формула (2.2) примет вид:
, (2.3)
Где - доля соответственно сибирита-1200 и гранулита НП в единице объема комбинированного заряда;
, - соответственно плотность сибирита-1200 и гранулита НП;
DС , DНП , DР. НП - соответственно скорость детонации сибири-
Аналогичным образом оценивается относительное удешевление комбинированного заряда коаксиального типа в сравнении с обычным зарядом гранулита НП:
, (2.4)
Где СС , СНП - цена одной тонны соответственно сибирита-1200 и гранулита НП, руб.
Результаты экспериментальных испытаний (таблица 2.2) смесевых эмульсионных ВВ показали, что применение комбинированных зарядов коаксиальной формы с осевым зарядом из эмульсионного ВВ приводит к более полному выделению энергии при взрыве гранулита НП, изготовленного с использованием плотной гранулированной аммиачной селитры.
Таблица 2.2 - Результаты экспериментальных испытаний ВВ
ВВ |
Конструкция заряда |
Относительная работоспособность |
ТНТ (гранулы / чешуйки 50/50) |
Сплошная |
1,00 |
Гранулит НП |
Сплошная |
0,56 |
Гранулит НП (пористая АС) |
Сплошная |
1,10 |
Сибирит 2500 РЗ |
Коаксиальная |
1,00 |
Сибирит 2500 РЗ (пористая АС) |
Коаксиальная |
1,47 |
Разработанное смесевое эмульсионное ВВ сибирит 2500 Р3 допущено Госгортехнадзором России к постоянному применению, изготовляется в процессе механизированного заряжания скважин и применяется на ряде разрезов Кузбасса.
Предложенный способ формирования комбинированного заряда коаксиальной формы из эмульсионного ВВ и ВВ типа АСД позволяет повысить эффективность использования простейших ВВ, изготовленных на основе гранулированной аммиачной селитры, использовать промышленные смесительно-зарядные машины типа МС-38.
Похожие статьи
-
Основные типы взрывчатых веществ и их классификация Взрывчатые вещества весьма разнообразны по своему химическому составу, физическим свойствам и...
-
Разрушающие факторы взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
Детонация ВВ Детонация представляет собой самоподдерживающийся процесс перемещения по ВВ со сверхзвуковой скоростью ударного фронта (скачка давления),...
-
Тротил - Общее понятие о взрывчатых веществах
Взрывчатое вещество бризантное нормальной мощности. Известно под названиями: -Тринитротолуол. -Тол. -Тринит. -Нитротол. -Тротил. Аббревиатуры: -ТНТ....
-
Область применения взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
На протяжении многих веков ВВ состоят на службе у человека. И сегодня существуют области человеческой деятельности, где без взрывчатых веществ обойтись...
-
Пластит - очень популярная в средствах массовой пропаганды взрывчатка. Особенно, если требуется подчеркнуть особенное коварство супостата, ужасные...
-
Наиболее полно проведено изучение электростатических явлений, сопровождающих пневмозаряжание россыпных ВВ в СКГМИ на экспериментальном стенде (рисунок...
-
На основании значительных исследований на базе реальных повреждений типовых зданий и промышленных сооружений, вызванных ударными волнами при взрывах ВВ,...
-
Оценка безопасности при механических воздействиях - Использование взрывчатых веществ
В разделе 4.2 изложены общепринятые методы определения чувствительности к различным механическим воздействиям на ВВ, применяемые в лабораторных условиях,...
-
Анализ опасности взрывчатых веществ В нашей стране многие годы было принято, что тема трагических событий и катастроф в сфере материального производства...
-
Чувствительность ВВ к тепловому импульсу - Использование взрывчатых веществ
Обычно тепловые воздействия подразделяются на гомогенный - равномерный подогрев всей массы ВВ до некоторой критической температуры с развитием процесса...
-
Энергетические характеристики Критериями действия взрыва являются количество тепла, выделяемое при взрыве, объем образующихся газообразных продуктов и...
-
ЛИТЕРАТУРА - Использование взрывчатых веществ
1. Штетблехер, А. А. Пороха и взрывчатые вещества / А. А. Штетблехер. - М.: ОНТИ: Главная редакция химической литературы, 1936. - 610 с. 2. Бесчастнов,...
-
В большинстве случаев для предотвращения опасных проявлений статического электричества стараются устранить или, по крайней мере, уменьшить величину...
-
Горение взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
Взрыв представляет собой одну из форм химического превращения взрывчатых веществ. Другой его формой является горение. Для горения также характерны...
-
Общее понятие о взрывчатых веществах (ВВ) - Общее понятие о взрывчатых веществах
Взрыв - это процесс очень быстрого превращения взрывчатого вещества в большое количество сильно сжатых и нагретых газов, которые, расширяясь, производят...
-
Введение - Общее понятие о взрывчатых веществах
В большинстве случаев техногенные аварии связанны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества и/или энергии....
-
В процессе пневмотранспорта сыпучих ВВ за счет накопления зарядов могут возникать следующие электрические разряды. 1. Искровые разряды, при которых...
-
Оценка электростатической безопасности при эксплуатации ВВ - Использование взрывчатых веществ
Одним из перспективных направлений в области совершенствования техники и технологии взрывных работ, повышения производительности труда является...
-
ВВЕДЕНИЕ - Использование взрывчатых веществ
Взрывчатые вещества (ВВ) как высококонцентрированный и экономичный источник энергии кроме оборонной отрасли широко применяют в различных отраслях...
-
Токсичность взрывчатых веществ и продуктов взрыва - Использование взрывчатых веществ
Важной мерой промышленной санитарии при эксплуатации ВВ является защита людей от токсичного действия ВВ и продуктов их взрыва. Контакт с ВВ и их...
-
Стойкость взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
Немаловажным критерием безопасности ВВ при хранении является Стойкость взрывчатых веществ. ВВ способны не только взрываться от действия начальных...
-
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ - Использование взрывчатых веществ
Взрывчатое вещество токсичность безопасность Эксплуатационная безопасность заключается в совокупности всех мероприятий по обеспечению безопасности работ...
-
Чувствительность ВВ к разрядам статического электричества - Использование взрывчатых веществ
Многие производственные процессы, особенно с применением диэлектрических материалов, сопровождаются образованием и накоплением электростатических...
-
Критерии оценки взрывоопасности при вибрации - Использование взрывчатых веществ
Критерии оценки взрывоопасности при получении и переработке взрывчатых материалов с применением вибрации существенно отличаются от рассмотренных выше...
-
Чувствительность к разбуриванию - Использование взрывчатых веществ
Чувствительность ВВ к разбуриванию имеет особенно важное значение, так как при взрывании в шахтах зачастую остаются так называемые "стаканы" с остатками...
-
Безопасность взрывных работ при наличии блуждающих токов - Использование взрывчатых веществ
Одним из опасных явлений при эксплуатации ВВ являются преждевременные взрывы зарядов ВВ, которые могут происходить в результате "ложного" воздействия на...
-
Испытание взрывчатых веществ, Доставка ВМ к месту работы - Общее понятие о взрывчатых веществах
Доставка ВМ к месту работы Доставка ВМ непосредственно к месту работы допускается в заводской упаковке, исправных сумках или кассетах под наблюдением...
-
Литература - Общее понятие о взрывчатых веществах
1. Штетблехер А. А. Пороха и взрывчатые вещества / А. А. Штетблехер. - М.: ОНТИ: Главная редакция химической литературы, 1936. - 610 с. 2. Бесчастнов М....
-
Самодельные взрывные устройства - Общее понятие о взрывчатых веществах
Пожалуй, нет сейчас в мире ни одного государства, которое не сталкивалось бы с проблемой использования самодельных взрывных устройств. Возьмем, например,...
-
Чувствительность к удару - Использование взрывчатых веществ
Чувствительность ВВ к удару определяют в основном на копрах, состоящих из двух, иногда из трех строго параллельных вертикальных направляющих, по которым...
-
Чувствительность ВВ к механическим воздействиям - Использование взрывчатых веществ
При выполнении взрывных работ взрывные материалы подвергаются различного рода механическим воздействиям в процессе испытания, транспортировки, заряжания,...
-
Возбуждение взрывных превращений и начальный импульс - Использование взрывчатых веществ
Наличие взрывчатых свойств у того или иного вещества определяет его потенциальную способность к взрывным превращениям в форме горения или детонации....
-
КРИТЕРИИ БЕЗОПАСНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ - Использование взрывчатых веществ
В технической литературе и научных публикациях к взрывчатым характеристикам ВВ относят Чувствительность веществ к различным внешним воздействиям...
-
[7]. - Использование взрывчатых веществ
Таблица 5.4 - Состав продуктов взрыва смесей аммиачной селитры С тротилом Состав смеси, % Кислородный баланс, % Содержание газов в ПВ, % Аммиачная...
-
Бризантные ВВ применяются для снаряжения боеприпасов (всех видов снаряды, мины, авиабомбы), производства нитроцеллюлозных (бездымных) порохов и средств...
-
Испытание взрывчатых веществ - Общее понятие о взрывчатых веществах
В целях определения пригодности для хранения и применения при взрывных работах ВМ на базисных складах должны быть подвергнуты испытаниям. Испытания...
-
Чувствительность ВВ к совместному воздействию - Использование взрывчатых веществ
Кроме достаточно изученных и описанных выше воздействий на ВВ в процессе подготовки, переработки и эксплуатации, могут возникать сопутствующие...
-
Чувствительность к трению - Использование взрывчатых веществ
Чувствительность ВВ к трению определяют применительно к требованиям техники безопасности при изготовлении и использовании ВВ. Применяемые методы в той...
-
Прием, отпуск и учет взрывчатых материалов - Общее понятие о взрывчатых веществах
Поступившие на базисные склады ВМ немедленно помещаются в хранилища и оприходуются на основании заводских и транспортных документов или наряда-накладной...
-
Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на: - Промышленные яды - используемые в производстве органические...
Смесевые взрывчатые вещества - Использование взрывчатых веществ