Билет 21.

Вопрос 2. Характеристика взрывчатых веществ и способы инициирования

Взрывчатыми веществами (ВВ) называют индивидуальные химические соединения или смеси веществ, которые обладают свойством быстрой химической реакции под воздействием инициирующего импульса, сопровождающейся образованием газообразных продуктов и крайне быстрым выделением теплоты.

Элементарный состав большинства ВВ и взрывчатых смесей представлен в основном углеродом, водородом, азотом и кислородом. Поэтому продукты взрыва таких взрывчатых веществ и смесей могут состоять из следующих газов: СО₂; СО; Н₂О; Н₂; N₂; NO; NO₂; O_2.

Существует три наиболее характерные формы превращения ВВ: термическое разложение, горение, детонация.

Термическое разложение происходит при нагреве ВВ ниже температуры вспышки.

Горение возникает при сильных местных нагревах ВВ выше температуры его вспышки( поджигании, разогреве трением и т. п.) и характеризуется медленным (от миллиметров до сантиметров в секунду) распространением по веществу зоны реакции (пламени0 в результате прогрева впереди лежащего ВВ.

Детонация – процесс взрывчатого превращения, вызываемый прохождением по взрывчатому веществу ударной волны, распространяющейся с постоянной для данного ВВ и данного его физического состояния сверхзвуковой скоростью.

К взрывчатым химическим соединениям, используемым в качестве ВВ, относятся ниросоединения (тротил и др.) нитроэфиры (нитроглицерин и др.) Вследствие высокой чувствительности и соответственно опасности производства индивидуальные химические соединения редко используют в качестве промышленных ВВ. На практике используют различные взрывчатые смеси : например граммонит 79/21 состоит из 79 % аммиачной селитры и 21 % тротила. Поэтому к промышленным ВВ используемых в горном деле относятся химические соединения и смеси, достаточно безопасные в обращении, эффективные в применении, технически и экономически доступные в изготовлении, не меняющие своих физических и химических свойств при хранении и применении.

По физическому состоянию промышленные ВВ подразделяются на порошкообразные, гранулированные, прессованные, литые, пластичные и льющиеся (подразумевается, те которые можно перекачивать насосами).

На открытых горных работах в зависимости от горно-геологических и других факторов используются различные ВВ, которые в настоящее время можно выбрать по справочной литературе. В таблице 10 приведен перечень некоторых ВВ, используемых на открытых горных работах. Следует иметь ввиду, что промышленные ВВ, допущенные Госгортехнадзором России, периодически обновляются. Некоторые ВВ снимаются с производства и применения, другие водятся.

В последние годы на базе теоретических и экспериментальных исследований сформировались новые прогрессивные направления. Это применение бестротиловых взрывчатых веществ, приготовляемых непосредственно на горных предприятиях как гранулированных (игданиты и гранулиты УП), так и водоустойчивых эмульсионных ВВ (акватолы, порэмиты, сибириты, эмульсолиты и др.); повышения КПД взрыва за счет перераспределения его энергии во времени и пространстве и управление степенью дробления горных пород, а также комплексной механизации взрывных работ.

Для того чтобы взрыв состоялся заряд ВВ необходимо инициировать. Совокупность принадлежностей для инициирования зарядов промышленных ВВ называют средствами взрывания или инициирования. К ним относятся капсюли детонаторы (КД), огнепроводный шнур, детонирующий шнур, электродетонаторы, приротехнические реле КЗДШ (короткозамедленное взрывание детонирующим шнуром) и РП – 8 промежуточные детонаторы (боевики, тротиловые шашки )взрывные машинки для электровзрывания и другие.

На открытых горных работах в основном роль инициатора, размещаемого в заряде промышленного ВВ, выполняет детонирующий шнур (ДШ), сердцевина которого изготовлена из мощного высокочувствительного ВВ (тэна). Для возбуждения взрыва один конец ДШ соединяется с капсюлем - детонатором или электродетонатором. Другой конец соединяется с промежуточным детонатором. Обычно это тротиловая шашка. Кроме этого используются пиротехнические замедлители (например РП – 8, КЗДШ).

На открытых горных работах используются три способа инициирования: огневое, электрическое и электроогневое.

Для огневого инициирования применяют капсюли - детонаторы, огнепроводный шнур (ОШ) и средства зажигания ОШ.

Для электрического инициирования используют электродетонаторы, соединительные провода, средства контроля целостности и сопротивления взрывной сети, источники тока для подрыва ЭД.

В электроогневом взрывании совмещены принципы огневого и электрического способа взрывания. Сущность его состоит в том, что в качестве средств взрывания применяют зажигательные трубки, но их поджигают электрическим способом из укрытия.

Более подробно взрывное дело изложено в специальной литературе, Например, в учебнике профессора А.Ф. Суханова и Б.Н. Кутузова.

На карьерах наибольшее распространение получил электрический способ взрывания с использованием детонирующего шнура.

Заключается он в следующем.

Подбираются и проверяются электродетонаторы, пиротехнические замедлители (обычно КЗДШ), детонирующий шнур, промежуточные детонаторы (обычно тротиловые шашки типа ТП – 400, ТГ- 500) составляется схема взрывной сети и ее расчет. Расчет заключается в определении длины детонирующих шнуров.

При взрывных работах с использованием электрического способа, соединения электродетонаторов для взрывания скважин выполняют по различным схемам соединения: последовательное, параллельное, параллельно-последовательное, последовательно-параллельное. В свою очередь параллельную схему подразделяют на параллельно-пучковую и ступенчатую. При взрывании больших групп зарядов применяют смешанные соединения, например, параллельно-пучковую схему. В ней электродетонаторы соединяются параллельно-попарно, пары электродетонаторов между собой – последовательно, а провода от групп зарядов подключаются к магистрали пучковым способом.