Характеристика инициирующих ВВ

 

Показатели	Первичные	Вторичные
гремучая ртуть	азид свинца	ТНРС	тет- рил	тэн	гексо- ген
Теплота взрыва, МДж/кг Объем газов, л/кг Температура взрыва, ^оС Плотность, г/см^3 Кислородный баланс, % Скорость детонации, км/с Работоспособность в свинцовой бомбе, см^3 Температура вспышки, ^оС Чувствительность к удару (высота падения груза массой 2 кг), см	1,49 3,5 -11,8 5,4	1,59 4,6 - 5,3	1,64 2,9 -56 5,2	4,2 -47,4 7,2	6,2 -10,1 8,2	5,44 1,05 -20,1 8,3

 

Аммиачная селитра NH₄NO₃ - белый кристаллический порошок. Выпускается несколько видов аммиачной селитры (АС): порошкообразная, мелкокристаллическая, гранулированная беспористая, гранулированная пористая, водоустойчивая кристаллическая. АС содержит 35 % азота, 5 % водорода, 60 % кислорода. При взрывчатом превращении 20 % кислорода выделяется в свободном состоянии. Температура плавления 160 ^оС, при влажности 2,5 % температура плавления снижается до 140 ^оС. Химически стойка и термостабильна (термический распад начинается при температуре 185-200 ^оС). Очень хорошо растворяется в воде (178 г в 100 мл воды при Т=20 ^оС). Гигроскопична, сильно подвержена слеживанию, особенно при увеличении влажности и температуры. С некоторыми веществами (сера, сульфиды, железные руды) вступает в химические реакции с выделением тепла, что может привести к самопроизвольной детонации. Разложение АС может произойти по нескольким реакциям. При детонации АС в идеальных условиях выделяется максимальное количество теплоты (384 ккал/кг) и газообразных продуктов (≈ 980 л/кг):

NH₄NO₃ → 2H₂O↑ + N₂↑ + 0,5O₂ + Q

АС пожароопасна, что связано с возможностью перехода горения в детонацию. Способность к детонации снижается с увеличением диаметра гранул, влажности. Примеси горючих веществ (дизтопливо, масло) при содержании до 6 % резко увеличивают чувствительность АС к детонации. Стоимость АС наименьшая среди всех выпускаемых селитр (натриевая, калиевая, кальциевая). Используется в большинстве промышленных ВВ в качестве окислителя.

Другие виды селитр содержат значительно больше "свободного" кислорода (в 2-2,5 раза), имеют более высокую плотность, обладают более высокой чувствительностью, однако при взрывчатом превращении образуют значительно меньше газообразных продуктов и твердые окислы, что значительно снижает их ценность как возможного компонента для промышленных ВВ. Используются в основном в водонаполненных ВВ для повышения плотности, пластичности, снижения температуры замерзания (особенно кальциевая).

Дизельные топлива и масла. Для изготовления промышленных ВВ используют все выпускаемые виды дизельного топлива (арктическое, зимнее, летнее и др.) с цетановым числом не менее 40 или низковязкие виды масел (индустриальное, веретенное, приборное, трансформаторное, соляровое). Степень очистки данных масел от различных примесей удовлетворяет требованиям ГОСТ и ТУ для промышленных ВВ.

Карбамид (мочевина) Н₂NCOOH₂. Сыпучее, нетоксичное, неслеживающееся вещество. Используется в качестве удобрения, для очистки нефти от парафинов. Не взрывоопасно. Применяется в горячельющихся ВВ (карбатолы) для получения низкоплавких смесей (смесь карбамида и АС с 5% воды плавится при t_о ≈75-80^оС).

Загустители - высокомолекулярные прирдные и промышленные вещества, предназначенные для придания ВВ густой (вязкой) консистенции и повышения физической стойкости (отсутствие расслоения) водонаполненных (водосодержащих) промышленных ВВ. В качестве загустителя наиболее часто используются КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза), ПАА (полиакриламид) и гуаргам (природный продукт). Выпускаются в виде порошков, которые затем растворяясь в воде значительно повышают вязкость растворов. Лучшей растворимостью обладает гуаргам, несколько хуже растворяется КМЦ. Для растворения ПАА необходима подогретая вода и постоянное перемешивание. Растворимость в воде загустителей 98-99%.

КМЦ используется в водонаполненных ВВ со структурообразующими добавками, ПАА для изготовления гелеобразных ВВ в заводских условиях. Гуаргам - импортный продукт, получаемый размолом высушенных бобов некоторых видов тропической акации. В настоящее время в промышленных ВВ гуаргам не используется.

Cтруктурообразующие добавки (сшивки) - применяются для поперечной связи (сшивки) макромолекул загустителей в водных растворах. В качестве сшивок используются: сернокислый хром, нитрат хрома, калиевые квасцы хрома (для КМЦ), бура (для ПАА и гуаргама). Масса сшивок, вводимых в растворы ≈ 0,01-0,05% по отношению к массе загустителя.

Металлические горючие добавки. Одним из путей повышения энергии взрыва является введение в состав промышленных ВВ порошкообразных металлов. Химические реакции окисления металлов идут со значительно большим выделением теплоты, чем при окислении водорода и углерода. Наибольший эффект достигается при добавке алюминиевой пудры до 15% по массе ВВ (алюмотол). Дальнейшее увеличение массы алюминия приводит к значительному удорожанию ВВ. В качестве добавок могут быть использованы и другие более экономичные и менее дефицитные металлы и их соединения (кремний, железо, ферросилиций, силикокальций). Данные вещества также обеспечивают высокую объемную концентрацию энергии (практически не уступая алюминию) и позволяют снизить стоимость ВВ на 10-15%.

 

3.3. Взрывчатые вещества для взрывных работ только

на земной поверхности

Гранулированные ВВ

Гранулотол - гранулированный тротил со средним размером сферических гранул 2-4 мм. Гранулы от светло-желтого до коричневого цвета, хорошо тонут в воде и компактно укладываются, обеспечивая плотность заряда 1 г/см³. Гранулотол сыпуч, не пылит, негигроскопичен, практически нерастворим в воде, не слеживается. Недостаточно чувствителен к средствам взрывания, особенно в водонаполненном состоянии. Наибольший эффект взрыва наблюдается для гранулотола в водонаполненном состоянии, особенно в насыщенном растворе АС, что позволяет довести плотность заряжания до 1,4 г/см³.

Алюмотол - гранулированный сплав тротила (85 %) и алюминиевого порошка (15 %). Гранулы серого цвета. Чувствителен к щелочной воде, т.к. алюминий, взаимодействуя со щелочью, превращается в гидроокись, что приводит к некоторому снижению мощности ВВ. Предназначен для дробления весьма крепких трудновзрываемых горных пород любой обводненности. Особенно эффективен при использовании в нижней части скважинных зарядов, т.к. достигается хорошая проработка подошвы уступа и качество дробления. Применение алюмотола позволяет сократить на 30-40% объем буровых работ. Все остальные свойства как и у гранулотола.

Граммонит 30/70В - гранулированное ВВ у которого гранулы селитры (30%) покрыты оболочкой из тротила (70%). Средний размер гранул 2-4 мм. Гигроскопичность и водоустойчивость зависит от равномерности тротилового слоя на поверхности гранул селитры. Не слеживается, сыпуч, практически не пылит. В скважинах с проточной водой может находиться до 15 суток, с непроточной водой до 30 суток. Наибольшая эффективная достигается при взрывании пород средней крепости и крепких. В данных условиях может заменять гранулотол, т.к. граммонит дешевле гранулотола.

Граммонит 30/70 - механическая смесь гранулированной селитры (30%) и гранулированного тротила (70%). По своим взрывчатым и физическим характеристикам практически не отличается от граммонита 30/70В. Рассчитан на применение в сухих скважинах и в скважинах с водой, которой должно быть столько, чтобы растворилась селитра и раствором заполнились межгранульные промежутки тротила. В сухих скважинах ВВ на 20-30% эффективнее гранулотола, возможно использование в обводненных скважинах с непроточной водой (монолитные породы).

Граммонит 50/50 - механическая смесь гранулированной селитры и гранулотола. Ранее выпускался в водоустойчивой форме, но из за растрескивания пленки тротила при заряжании терял водоустойчивость. Сохраняет все свойства граммонита 30/70 с той же областью применения за исключением обводненных скважин.

Водонаполненные ВВ

Ифзаниты - представляют собой не расслаивающиеся суспензии из смеси гранулированной селитры, тротила и насыщенного раствора АС, заполняющего межгранульное пространство в заряде ВВ. Возможно дополнительное структурирование загустителем и сшивками. К постоянному применению на открытых горных работах допущены ифзаниты Т-20; Т-60; Т-80. Число в наименовании ВВ указывает температуру насыщенного р-ра АС.

Ифзаниты относят к мощным ВВ с повышенной объемной концентрацией энергии и предназначены для сухих и обводненных скважин по крепким трудновзрываемым породам.

Карбатолы (ГЛ-10В, ГЛ-15Т) - горячельющиеся взрывчатые вещества, отвердевающие после охлаждения в скважинах. Изготавливаются на низкоплавкой (почти безводной) смеси карбамида и селитры и смешиваются с гранулотолом при заряжании в скважину. Полученная суспензия до момента твердения не расслаивается, т.к. плотность расплава равна плотности гранул тротила. Для повышения энергии взрыва в карбатолы дополнительно вводится порошок алюминия. Применение карбатолов для дробления крепких пород на 20-30% экономичнее и эффективнее применения гранулотола или алюмотола.

Основные характеристики рассмотренных ВВ представлены в табл. 3.

Таблица 3