Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Тулепов М.И.
Учебное пособие
Алматы, 2015
Peкoмeндoвaнo к издaнию Peдaкциoннo –издaтeльcким coвeтoм
КaзНУ им. aль-Фapaби
Peдaкциoннaя кoллeгия
З.A. Мaнcуpoв (пpeдceдaтeль),В.A. Зaвaдcкий, E.O. Дocжaнoв
Paxимoвa Б.У. (oтвeт. ceкpeтapь)
Peцeнзeнты:
дoктop xимичecкиx нaук P.Г. Aбдулкapимoвa
кaндидaт xимичecкиx нaук Е.А.Акказин
кaндидaт xимичecкиx нaук A.C. Жумaкaнoвa
Промышленные взpывчaтыe вeщecтвa. – Aлмaты: Қaзaқ унивepcитeті, 2015. – 124 c.
Нacтoящee издaниe пpeднaзнaчeнa для мaгиcтpaнтoв и дoктopaнтoв выcшиx учeбныx зaвeдeний cпeциaльнocтeй «Xимичecкaя тexнoлoгия взpывчaтыx вeщecтв и пиpoтexничecкиx cpeдcтв».
Взрывные работы широко применяются при добыче минеральных руд, строительстве, туннелестроении и в различных отраслях народного хозяйства. Многообразие условий применения и широкий диапазон технических требований к промышленным ВВ обусловливает различия их по химическому составу, физическим и взрывным свойствам, поэтому ассортимент промышленных ВВ довольно обширен.
Знание закономерностей взрывного процесса имеет большое значение для управления взрывом и его механическим действием в различных условиях.
При разработке методики проведения лабораторных работ учтена тенденция к внедрению в учебный процесс элементов научных исследований, в них используются современные научные приборы и аппаратура.
Учебное пособие предусматривает ознакомление студентов, с основными закономерностями явления взрыва, с методикой экспериментальных исследований и способами обработки и анализа результатов измерений, coдepжит кpaткиe cвeдeния o тeopии взpывчaтыx вeщecтв, o взpывчaтыx вeщecтвax, cpeдcтвax иницииpoвaнии в oбъeмe, пpeдуcмoтpeннoм учeбными пpoгpaммaми.
|
COДEPЖAНИE
|
|
|
ПPEДИCЛOВИE…………………….…………………………….........
|
5
|
1
|
ОТ ЗАЖИГАТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ ДО ПОРОХА, ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ…………………........
|
8
|
1.1
|
Основные представители промышленных взрывчатых веществ…..
|
9
|
1.2
|
Виды и компоненты промышленных ВВ ………………………..........
|
10
|
2
|
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ....................................................................
|
15
|
2.1
|
Основные понятия и определение взрыва …………………………...
|
15
|
2.2
|
Параметры взрыва промышленных взрывчатых веществ…................
|
15
|
2.3
|
Основные характеристики промышленных ВВ …..…………............
|
15
|
2.4
|
Классификация промышленных ВВ. Физико-химические свойства промышленных ВВ ………………………………………………….....
|
16
|
3
|
АММИАЧНО-СЕЛИТРЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА…......
|
19
|
3.1
|
Взрывчатые свойства и характеристики аммиачной селитры............
|
19
|
3.2
|
Динамоны и ее основные характеристики ……………………………
|
22
|
4
|
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ АММОНИТОВ……………………...
|
26
|
4.1
|
Состав, физико-химические и взрывчатые свойства аммонитов …..
|
26
|
4.2
|
Суспензионные взрывчатые вещества и их характеристики...............
|
31
|
4.3
|
Эмульсионные взрывчатые вещества и их характеристики ………
|
32
|
4.4
|
Состав и свойства суспензионных ВВ………………………………..
|
33
|
4.5
|
Нитроглицериновые и перхлоратные промышленные ВВ…………..
|
34
|
4.5.1
|
Нитроглицериновые промышленные ВВ……………………………
|
34
|
4.5.2
|
Перхлоратные промышленные взрывчатые вещества……………….
|
36
|
5
|
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРИ ВЗРЫВЕ И ФОРМЫ ПРЕВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.....................................
|
38
|
5.1
|
Образование ядовитых газов при взрыве……………………………...
|
39
|
5.2
|
Теплота и температура взрыва. Объем и давление газообразных продуктов взрыва……………………………………………………….
|
40
|
5.3
|
Детонация и ее условия для взрывчатых веществ…………………...
|
42
|
6
|
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА …………..
|
45
|
6.1
|
Шахтная атмосфера подземных горных выработок, подземные газовые и пылевые взрывы……………………………………………..
|
45
|
6.2
|
Механизм взрыва газовых и пылевых взрывов рудничных газов…...
|
46
|
6.3
|
Взрывчатость и воспламеняемость угольной пыли………………….
|
48
|
6.4
|
Воспламенение взрывным импульсом горючих шахтных сред……..
|
49
|
7.
|
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ПОВЕРХНОСТИ И В ШАХТАХ…………
|
53
|
7.1
|
Взрывчатые вещества для взрывных работ только на земной поверхности……………………………………………………………..
|
53
|
7.2.
|
Взрывчатые вещества для взрывных работ в шахтах не опасных по газу и пыли и на земной поверхности ………………………………...
|
55
|
7.3
|
Порошкообразные взрывчатые вещества……………………………..
|
57
|
7.4
|
Предохранительные взрывчатые вещества…………………………...
|
58
|
7.5
|
Промышленные ВВ на основе утилизируемых боеприпасов………..
|
59
|
8
|
ДЕТОНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ, ДЕФЛАГРАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ……………………………………………
|
61
|
8.1
|
Горючесть и дефлаграция предохранительных ВВ…………………..
|
61
|
8.2
|
Детонационная способность предохранительных взрывчатых веществ…………………………………………………………………..
|
65
|
8.3
|
Классификация предохранительных ВВ и принципы компоновки их составов………………………………………………………………
|
67
|
9
|
ПPОМЫШЛЕННЫЕ ВЗPЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕCТВА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ…………………………………………………………
|
74
|
9.1
|
Основные компоненты промышленных взрывчатых веществ………
|
75
|
10
|
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА…………...
|
78
|
10.1
|
Применение взрывчатых веществ в шахтах опасных по газу и пыли
|
82
|
10.2
|
Пламегасители в составе предохранительных взрывчатых веществ..
|
85
|
10.3
|
Детонация предохранительных взрывчатых веществ………………..
|
88
|
10.4
|
Предохранительные взрывчатые вещества и их горючесть…………
|
89
|
10.5
|
Физико-химические изменения свойств взрывчатых веществ со временем………………………………………………………………...
|
91
|
11
|
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ…………………………………………..
|
98
|
11.1
|
Влияние взрывчатых веществ на окружающую среду при их применении……………………………………………………………...
|
98
|
11.2
|
Способы утилизации взрывчатых веществ……………………………
|
102
|
12
|
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К КУРСУ «ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА»…………………………………………
|
104
|
|
Работа 1. Определение чувствительности взрывчатых веществ к тепловому импульсу……………………………………………………
|
104
|
|
Работа 2. Определение чувствительности взрывчатого вещества к удару……………………………………………………………………..
|
107
|
|
Работа 3. Определение чувствительности взрывчатых веществ к трению…………………………………………………………………...
|
110
|
|
Работа 4. Определение теплоты взрывчатого превращения…………
|
113
|
|
Работа 5. Измерение температуры детонации конденсированных взрывчатых веществ…………………………………………………….
|
120
|
|
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА………………………………….
|
124
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
При добыче твердого минерального сырья на рудниках, блочного камня, при строительстве метро, туннелестроении, прокладке различных коммуникаций и дорог, при разрушении асфальтового или бетонного дорожного полотна, негабаритных гранитных блоков, бетонных кирпичных строений в условиях плотной застройки вопросы эффективности и безопасности проведения работ зачастую находятся в противоречии. Так, повышение эффективности разрушения, как правило, сопровождается ростом интенсивности ударной воздушной и сейсмовзрывных волн, что предопределяет необходимость разработки и производства промышленных взрывчатых веществ.
В области, где применяются взрывные работы, предполагает использование большого количества различных по свойствам и условиям применения взрывчатых веществ и средств инициирования. В современной практике разработано и выпускается очень большой ассортимент взрывчатых веществ, которые постоянно обновляются и совершенствуются.
Нестабильная политическая обстановка на рубеже ХIХ- ХХ века дало толчок быстрому развитию промышленности в привело к созданию и производству мощных взрывчатых веществ: в это время получены тротил, нитроглицерин, тетрин, пикриновая кислота, запатентованы детонатор (запал Нобеля), ВВ на основе аммиачной селитры и динамиты.
В начале ХХ века получены ТЭН и гексоген, которые и поныне очень широко применяются.
В 30-ые годы ХХ века в связи с бурным ростом горнорудной промышленности возникла необходимость замены ранее применявшихся нитроглицериновых динамитов на более безопасные ВВ на основе аммиачной селитры (аммониты и динамоны). Одним из основных этапов в истории взрывного дела является разработка и выпуск в начале 60-ых годов ХХ века простейших взрывчатых веществ-игданитов (смеси АС-ДТ) и гранулированных ВВ (граммониты и гранулиты), что позволило непосредственно применить механизированное заряжание, повысить плотность ВВ в зарядах, улучшить условия труда взрывников.
В настоящее время одной из особенностей взрывных работ является использование промышленных ВВ, полученных из утилизируемых боеприпасов. Широко внедряются в производство утилизируемый из снарядов и бомб тротил (тротил У, УД), пироксилиновые и нитроглицериновые пороха в качестве мощных бризантных ВВ для дробления крепких горных пород.
Обеспечение конкурентоспособности выпускаемой народно-хозяйственным комплексом Республики Казахстан продукции в условиях открытого рынка – основная технико-экономическая и научная задача, которую должны решать разнопрофильные предприятия Республики, в том числе и научные.
Ее решение особенно важно для горно-металлургической отрасли, которая определяет в основном бюджетные показатели страны. Как известно, начальным процессом в горно-металлургическом переделе полезных ископаемых являются буровзрывные работы. Они существенно влияют как на себестоимость конечной продукции горно-обогатительных комбинатов (до 15 % ), так и определяют производительность последующих операций добычного цикла.
Разработка новых технологии и новых методов ведения взрывных работ, обеспечение оптимальных параметров зарядов, исходя из свойств применяемых взрывчатых веществ и их расположения в массиве горных пород, оперативное управление взрывными работами и последующими технологическими процессами в карьере позволит значительно повысить эффективность работы горного предприятия.
Как показывает статистический анализ развития горнодобывающей промышленности и существующих технологий разработки карьеров, по-прежнему основным средством подготовки горных пород к выемке является энергия взрыва, около 70 % полезных ископаемых добываются с применением взрывчатых веществ. Несмотря на, казалось бы, исчерпанные возможности, повышение эффективности направлений для дальнейшего их совершенствования остается одной из важнейших научно-поисковой задачей.
Одним из основополагающих, но недостаточно изученных направлений является анализ и исследование взаимосвязей между процессами динамического воздействия, определяемого в основном свойствами взрывчатых веществ, на скальный породный массив и закономерностями его разрушения до нужных геометрических габаритов.
В последнее время энергия взрыва широко используется в инженерной практике для вскрытия новых рудных месторождений различных природных ископаемых, образования и разрушения плотин и насыпей, прокладки транспортных магистралей в горах при строительстве дорог.
Широкое применение получает взрывной способ обработки металлов и порошков – штамповка, сварка, резание, упрочнение и прессование.
Кроме того, борьба с лесными пожарами, прокладки трасс для газо – и нефтепродуктов, сейсморазведка полезных ископаемых, перфорация нефтяных скважин и взрывное бурение – вот неполный перечень областей использования взрывчатых материалов в народном хозяйстве. В настоящее время в крупных мегаполисах широко распространено разрушение и утилизация отслуживших свой срок зданий и сооружений.
Вместе с тем продолжается исследование по расширению областей использования данного источника энергии. Новое направление работ посвящено взрывному синтезу алмазов и ценных искусственных минералов.
Таким образом, приведенная взрывная энергия может быть образована взрывчатыми веществами, которые для их отличительности называют промышленными взрывчатыми веществами (ПВВ).
Приведенное многообразие условий применения ПВВ из-за широкого диапазона технических требований к ПВВ определяет различия их по химическому составу, и соответственно – по физическим и взрывчатым свойствам. Ассортимент ПВВ во многих странах составляет десятки наименований.
Производительность и эффективность взрывных работ во многом зависят от типа ПВВ, который правильно может быть выбран лишь в том случае, если известны свойства ПВВ и соответствующая этим свойствам технология приготовления и, что особенно важно, - связь между свойствами ПВВ и эффективностью действия соответствующих форм работы продуктов взрыва.
Особенностью и отличительной чертой ПВВ является их химическая и физическая неоднородность. Большинство из них представляет собой смесь химически неоднородных материалов, производится в виде порошков, гранул, суспензий, эмульсий, состоящих из компонентов не одинаковых по физическим свойствам и по агрегатному состоянию. Эти характеристики и неоднородность и определяет особенности процесса взрыва, возбуждения и развития детонации ПВВ, во многом отличающихся от закономерностей взрыва индивидуальных - в большей части военных ВВ.
Физико-химические свойства ПВВ при их смешивании определяются физико-химическими свойствами их компонентов – плотностью, агрегатным состоянием при нормальных условиях, гигроскопичностью, модифицированием, растворимостью в воде, коллоидными свойствами.
Важной задачей науки о промышленных взрывчатых веществах и представляемого курса «Промышленные взрывчатые вещества» является, конечно, освоение накопленных в данной области знаний с целью дальнейшего применения этих знаний для создания современных по уровню технологичности при производстве и безопасности при применении без пагубной экологической нагрузки на окружающую среду продуктов взрыва.
Исходя из этого, в соответствии с основным учебным планом магистрантов и докторантов и рабочей программой по курсу предусмотрены следующие темы.
Достарыңызбен бөлісу: |