Современные взрывчатые вещества

Тетрил  C₆H₂(N0₂)₃N(CH₃)O₂ - кристаллический порошок бледно-желтого цвета, не растворяется в воде, в реакцию с металлами не вступает. От огня загорается, а иногда и взрывается. Применяют при снаряжении детонаторов в качестве вторичного инициирующего ВВ. Теплота взрыва 4,6 МДж/кг.

Гексоген  С₆Н₃N₃(NO₂)₃ - кристаллический белый порошок плотностью 1,8 г/см³. Обладает высокой чувствительностью к внешним воздействиям, от огня горит, но не взрывается. Теплота взрыва 5,5 МДж/кг. Применяют в качестве вторичного инициирующего ВВ, а также для изготовления ДШ, детонаторов и скальных аммонитов.

Тэн C(CH₂ON0₃)₄ - кристаллический порошок белого цвета плотностью 1,77 г/см³. Он не растворяется в воде и не теряет взрывчатых свойств. Теплота взрыва 5,7 МДж/кг. Очень чувствителен к внешним механическим воздействиям, преимущественно используется во флегматизированном виде. Температура плавления 141...142°С, горит спокойно, с металлами не взаимодействует. Применяют как вторичное инициирующее ВВ для снаряжения капсюлей-детонаторов и детонирующих шнуров.

4. Смесевые взрывчатые химические соединения.

Широкое применение получили смесевые ВВ, основной частью которых является аммиачная  селитра. Это объясняется прежде всего доступностью исходного сырья, а также простотой и безопасностью технологии его получения и переработки.

Промышленные  взрывчатые вещества на основе аммиачной  селитры представляют собой механические смеси аммиачной селитры с другими ВВ или с горючими невзрывчатыми веществами. Во взрывчатых веществах этой группы она выполняет роль окислителя. ВВ на основе аммиачной селитры безопасны в обращении, поддаются различным видам технологической обработки, имеют низкую стоимость.

ВВ  на основе аммиачной селитры делят  на несколько групп: аммоналы, граммоналы, аммониты, граммониты, гранулиты, динамоны, игданиты, водонаполненные.

Аммониты - самые распространенные ВВ на основе аммиачной селитры - представляют собой порошкообразные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже с гексогеном, динитронафталином) и невзрывчатыми горючими компонентами. Соотношение компонентов взрывчатой смеси рассчитывают так, чтобы кислородный баланс аммонитов был близок к нулевому, поскольку их применяют как при открытых, так и при подземных горных работах.

С целью  повышения водоустойчивости аммонитов, т. е. их способности сохранять взрывчатые свойства при погружении в воду, используют водоустойчивую селитру марок ЖВ и ЖВФ, а также различные добавки, например парафин, асфальтит и др. Наиболее распространенным ВВ является аммонит 6ЖВ, который часто принимают за эталон при сравнительной оценке взрывчатых свойств ВВ.

Аммониты  выпускают в порошкообразном, патронированном, прессованном и шнекованном видах. Индексы аммонитов означают; ЖВ - марка водоустойчивой селитры, АП - аммонит предохранительный, K - марка малослеживающейся аммиачной селитры с добавкой красителя (фуксина) для уменьшения слеживаемости.

К недостаткам  аммонитов относят недостаточную  плотность, слеживаемость, гигроскопичность, низкую водоустойчивость, небольшую эффективность при взрывании крупноблочных крепких скальных пород.

Динафталит (динафталит-200) - промышленное ВВ, основными компонентами которого являются аммиачная селитра и динитронафталин; сыпучий порошок желто-песочного цвета. Малочувствителен к механическим воздействиям. Применяют в патронированном виде при открытых и подземных работах с ручным заряжанием шпуров, распространен ограниченно.

Граммониты - смесь гранулированной аммиачной селитры и тротила. Наиболее широкое применение нашли граммониты, представляющие собой смесь аммиачной селитры с наплавленными на них тротилом или чешуйчатым тротилом, а также водоустойчивые граммониты, представляющие собой гранулы селитры, закапсюлированные в оболочку из тротила. Характеристики граммонитов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Характеристики граммонитов

Параметр	Марка
	30/70	70/21	50/50
Теплота взрыва, кДж/кг (в  сухих условиях)	3511	4285	3678
Удельный объем газов, л/кг	800	895	810
Работоспособность, м3	335	360	345
Бризантность в стальной оболочке, мм	24...27	22...28	24...28
Критический диаметр, мм	40...60	40...60	40...50
Скорость детонации, км/с	3,8...4,5	3,2...4,0	3,6...4,2
Насыпная плотность, г/см3	0,85...0,9	0,8...0,85	0,85...0,9
Кислородный баланс, %	-45,9	0,02	-27,2
Идеальная работа взрыва, кДж/кг	3033	3561	3509

 

Аммоналы - смеси порошкообразной аммиачной селитры и тротила с металлической горючей добавкой (алюминиевой пудрой). Аммоналы в гранулированном состоянии называют граммоналами.

Динамоны — смеси аммиачной селитры с жидкими или твердыми горючими добавками (соляровое масло, древесная мука, сажа, алюминиевая пудра и т. д.). Динамоны в гранулированном состоянии называют гранулитами (например, АС-4, АС-8, в которые вводится небольшое количество солярового масла и порошка алюминия).

К динамонам относят игданиты - простейшие ВВ, готовящиеся непосредственно на местах работ и состоящие из гранулированной (или чешуйчатой) аммиачной селитры, пропитанной небольшим количеством жидкого горючего — солярового масла или дизельного топлива (табл. 4.2). Игданиты - самые дешевые ВВ из всех применяемых. Они предназначены для использования в сухих забоях или в сухой части скважины при комбинированных зарядах. При содержании дизельного топлива в игданите более 6% резко снижается его чувствительность к детонации и он не взрывается даже от промежуточного детонатора.

Таблица 4.2. Характеристики простейших гранулированных ВВ

Параметр	Марка ВВ
	Гранулит АС-4 и АС-4В	Гранулит АС-8 и АС-8В	Гранулит М	Игнадит
Критический диаметр, мм	70...120	70...100	80...110	160...200
Теплота взрыва, кДж/кг	4522	5191	3852	3973...4061
Удельный объем газов, л/кг	907	850	980	990
Бризантность в стальном кольце, мм	22...26	24...28	18...22	15...20
Скорость детонации, км/с	3,0...3,5	3,0...3,6	2,5...3,6	2,8...4,3
Насыпная плотность, г/см3	0,8...0,85	0,8...0,85	0,8...0,90	0,80...0,90
Кислородный баланс, %	0,35	-3,3	0,14	-1,65...+0,12
Идеальная работа взрыва, кДж/кг	3645	3997	3852	3164...3205

 

Игданит изготовляют несколькими способами: соляровое масло заливают непосрелственно в мешки с селитрой или в специальные патроны на месте взрыва, после чего производят заряжание; меняют специальные смесительно-зарядные машины; используют стационарные пункты, а машинами доставляют игданит к месту взрыва и заряжания скважин.

Игданиты безопасны в обращении, пригодны для механизированного заряжания.

Недостатки  игданита: возможность применения только в сухих скважинах, частичная потеря взрывчатых свойств при длительном заряжании из-за плохого удержания солярового масла гладкими гранулами селитры, флегматизация соляровым маслом ДШ, изготовленного из маслонеустойчивого полиэтилена, вследствие чего могут происходить отказы, низкое качество дробления крепких крупноблочных пород.

Игданит относится к ВВ невысокой мощности и предназначен преимущественно для взрывания пород некрепких и средней крепости. По данным проф. Г.П. Демидюка, игданиты при высокой плотности их заряжания могут применятся и для взрывания крепких пород. Область его применения расширяется. С выпуском гранулированной пористой селитры качество игданитов повысится, а область применения расширится как на открытых, так и на подземных работах. Особенно важно создать детонирующие шнуры, устойчивые к воздействию солярового масла в течение 5...10  сут.

Взрывчатые  вещества, имеющие в своем составе в качестве жидкого наполнителя и пластифицируюшего материала водные гели, называют водосодержащими (табл. 4.3). Они составляют группу водосодержащих ВВ, маловосприимчивы к детонационному импульсу, детонируют только от мощного детонатора типа тротиловой шашки, патрона скального аммонита или детонита. ВВ применяют как на открытых работах (акватолы и ифзаниты), так и на подземных (акваниты).

 

 

Таблица 4.3. Характеристики водосодержащих веществ

Параметр	Марка ВВ
	ГЛ-10В	ГЛ-15Т	Ифназит Т-20	ГЛТ-20	Ипконит А-10	ГЛА-20
Кислородный баланс, %	-21,4	-9,6	-4,6	-3,8	-0,2...2,3	-4,1
Удельная теплота взрыва, кДж/кг	5684	3427	3176	3678	4520...4860	4012
Идеальная работа взрыва, кДж/кг	4440	2975	2782	3100	3520...3790	3373
Удельный объем газов, л/кг	844	946	937	905	852...870	895
Плотность, г/см3	1,55...1,6	1,4...1,6	1,2...1,3	1,4...1,45	1,4...1,45	1,5...1,6
Критический диаметр, мм	150...160	120...150	120...150	80...100	225...230	80...100
Скорость детонации, км/с	4,5...5,0	4,5...4,8	4,0...4,5	4,9...5,0	3,8...4,6	4,8...5,0

 

Акватолы - водосодержащие ВВ, предназначенные только для применения на открытых горных выработках. Характеризуются отрицательным кислородным балансом (-16...-25%). Акватолы изготовляют заводским способом на специальных установках в виде сухих полуфабрикатов, содержащих гранулированную селитру, чешуйчатый тротил и загуститель. Для заряжания скважин используют смесительно-зарядные машины.

Акваниты  и акваналы - водосодержащие суспензионные ВВ пластичной консистенции, основой которых являются аммонитные и аммональные смеси с присутствием кальциевой или натриевой селитры и пластифицирующих добавок. Эти ВВ имеют близкий к нулевому кислородный баланс и могут применяться в подземных горных выработках. Их часто называют еще пластичными водосодержащими ВВ. В зависимости от содержания воды они могут быть либо жидкотекучими, либо тестообразными.

Горячельющиеся  водосодержащие ВВ - это насыщенный горячий (75°С) раствор аммиачной селитры, смешанный с тротилом. Смесь должна иметь хорошую текучесть.

Таким способом изготовляют так называемые горячельющиеся акватолы и ифзаниты.

Ифзаниты - аммиачно-селитренные ВВ; твердые компоненты - гранулированная аммиачная селитра и гранулотол (или дисперсный алюминий); жидкая фаза - насыщенный раствор аммиачной селитры. Теплота взрыва 2,9...4,6 МДж/кг. Температура насыщения зависит от состава ВВ (Т-20, Т-60 и Т-80). При охлаждении в скважине эти смеси затвердевают и представляют собой твердую массу. На горных предприятиях применяют мощные комплексы для приготовления ифзанитов и их механизированного заряжания.

Карбатолы - горячельющиеся водосодержащие ВВ, твердеющие при остывании зарядов в скважине. Эти ВВ готовят из расплавленной практически безводной эвтектической смеси компонентов (аммиачной селитры и карбамида) с добавлением гранулотола. Плотность расплава близка к плотности гранул тротила, благодаря чему почти не тонет в заряде. Загуститель вводят в состав ВВ для повышения его водоустойчивости. В настоящее время рекомендованы карбатолы 15Т и металлизованный ГЛ-10В. Затвердевшие карбатолы могут, по данным изготовителя, находиться в скважинах с проточной водой до 20 сут без потери детонационной способности. Плотность заряда карбатолов в скважинах 1,5...1,64 г/см³. Инициирование зарядов карбатолов производят промежуточными детонаторами. Испытаниями установлено, что ^{карбатолы на 20...25% эффективнее гранулотола и алюмотола при} взрывании в крепких обводненных породах.

Водосодержащие ВВ благодаря высокой плотности заряжания обеспечивают значительную объемную концентрацию энергии в шпуре и скважине и являются эффективными промышленными ВВ.

В 1960-х годах за рубежом появился новый тип водосодержаших ВВ. основанный на эмульсиях типа «вода в масле». Все эмульсионные ВВ состоят в основном из водного раствора аммиачной селитры (иногда с добавкой нитрата натрия или кальция) и жидкого нефтепродукта (минеральные масла, дизельное топливо и т. п.). Раствор окислителя, нагретый до 60...90°С, диспергируют и эмульгируют добавкой небольшого количества эмульгатора в жидком нефтепродукте, так чтобы каждая сферическая микрокапелька раствора быта покрыла тонкой его пленкой, предохраняющей от контакта с водой при заряжании в обводненных скважинах. Охлажденное ВВ сохраняет пластичность и при отрицательных температурах, если при изготовлении был использован нефтепродукт с низкой температурой застывания.