Лекція 3. Промислові вибухові речовини

 

Загальні відомості

Промислові ВР – це вибухові речовини, які характеризуються зниженою чутливістю до зовнішнього впливу і відносно невисокою вартістю. Вони повинні безвідмовно детонувати від засобів ініціювання (ЗІ), не мати шкідливого впливу на організм людини під час виготовлення і роботи з ними.

Усі промислові ВР, тобто ВР, що застосовуються у народному господарстві і у промисловості є вибуховими механічними сумішами двох чи декількох вибухових речовин або ж механічними сумішами вибухових і невибухових речовин.

Наприклад, амоніт 6ЖВ являє собою механічну суміш двох ВР – аміачної селітри (79%) і тротилу (21%); амоніт Т19 – механічну суміш двох вибухових речовин  аміачної селітри (61%), тротилу (19%) і невибухової речовини – кухонної солі (20%); амонал скельний №1 пресова ний – механічна суміш трьох – аміачної селітри (66%), тротилу (50%), гексогену (24%) і не вибухової речовини – алюмінієвої пудри (5,0%).

За фізичним станом промислові ВР можуть бути: порошкоподібні, гранульовані, пресовані, напівпластичні, пластичні, рідкі, литі, текучі (що ллються). Найбільшого поширення у промисловості одержали перші з перерахованих чотири види ВР.

За характером дії продуктів вибуху на середовище промислові ВР підрозділяються на ті, що дроблять, і метальні (ініціювальні і бризантні).

Фізико-хімічними характеристиками промислових ВР є щільність, технологічна і хімічна стійкість та сипкість.

Розрізняють щільності ВР:

справжню – відношення маси ВР до її власного об’єму без урахування об’єму повітряних проміжків. Поняття справжньої щільності застосовується до речовини, що знаходиться у рідкому чи розплавленому стані;

гравіметричну – відношення маси ВР до об’єму, що займає речовина разом з повітряними проміжками, що є між частками;

патронування – відношення маси патрона до його об’єму (з оболонкою);

заряджання – відношення маси заряду ВР до об’єму зарядної камери, призначеної для розміщення заряду ВР

 

Оцінка технологічної стійкості ВР

 

Технологічна стійкість ВР – це здатність ВР зберігати свої первісні властивості і якості під час перевезення, підготовки і заряджання;

Хімічна стійкість – здатність ВР зберігати незмінними свої хімічні властивості під час зберігання, перевезення, перебування в шпурі (свердловині);

Сипучість – здатність ВР вільно висипатися через калібровані отвори і заповнювати замкнені об’єми (бункери, шпури, свердловини, камери). Добру сипучість мають гранульовані ВР, погану – порошкоподібні.

Розшаровування – властивість сумішевих,  розсипних ВР, самовільно або при заряджанні розділятись на складові компоненти, особливо коли компоненти мають різну густину. (Приклад: порошкові цинамони (ам. сел. + деревна мука).

Текучість – здатність водовмісних ВР витікати із ємностей та крізь рукави та шланги під дією прискорення вільного падіння або надлишкового тиску. (визначає ефективність мех. зарядж. ВР, залежить від темп. та строку зберігання, а також від початков. консистенції).

Гігроскопічність - здатність ВР поглинати вологу з повітря або при штучному вприскуванні в неї води. Це в основному визначається гігроскопічними властивостями аміачної селітри. Знижена гігроскопічність гранульованої аміачної селітри марки ЖВ має особливо важливе значення при безтарному її зберіганні на складах і в пунктах приготування ігданітів, а також при бункерному і безтарному зберіганні гранульованих ВР, оскільки зволожуваність, як правило, пов'язана із злежуваністю ВР.

Водостійкість - здатність ВР протистояти проникненню води в масу заряду, розчиненню компонентів і стійко детонувати в оточенні води. Слід окремо розглядати цю властивість для порошкоподібних, гранульованих і  водовмісних  ВР.

Для порошкоподібних ВР водостійкість оцінюється по величині тиску стовпа води, необхідного для її проникнення всередину заряду протягом певного часу.

Випробуваннями на водостійкість передбачена витримка патронів ВР на певній глибині протягом певного часу. Всі порошкоподібні ВР мають слабку водостійкість, особливо при підвищеному гідростатичному тиску (в обводненій свердловині при висоті стовпа води 6-10 м, в шахтах,  де з шпурів витікає вода під тиском).

Для гранульованих ВР це здатність гранул не розчинятися у воді і детонувати у водонасиченому стані. Підвищення водостійкості гранульованої аміачної селітри досягається покриттям гранул водостійкими складами (наприклад, в'язкими горючими добавками типу мазуту або плавленим тротилом). Проте при щонайменшому порушенні покриття при транспортуванні і зарядці відбувається вимивання селітри і   зниження  детонаційної   здатності   заряду.

Для водовмісних ВР водостійкість визначається здатністю до розчинення або розмивання суцільної структури заряду, утворення в ньому водних проміжків. Більшість водовмісних ВР достатньо водостійкі при знаходженні заряду в непроточній воді. Проте при заряджанні обводнених свердловин крізь шар води водостійкість цих ВР різко знижується, так само як і при їх знаходженні в свердловинах з проточною водою.

Пилення - здатність сипких ВР при операціях з ними подрібнюватися і виділяти в атмосферу дрібнодисперсні частинки. Найбільш здатні до пилення порошкоподібні ВР, значно менше гранульовані, особливо промаслені склади (ігданіт, грануліти), а також гранулотол і алюмотол. Пилення гранульованих ВР в основному залежить від міцності гранул селітри. У металізованих ВР джерелом пилення є алюмінієва пудра, а у грамоніті 79/21 - дрібні фракції  тротилу.

Для боротьби з пиленням, особливо при механізованому заряджанні, ВР зволожують до 2-4 %, обмежують швидкість пневмотранспортування по шлангах і трубах, дотримують раціональні відстані між торцями заряджаючого шланга і заряду ВР в свердловині. Вказаний параметр має важливе значення при механізованому заряджанні свердловин в підземних умовах.

Злежуваність - здатність ВР втрачати сипучість при зберіганні і перетворюватися на міцну камневидну масу.

ВР, що злежалися, непридатні для заряджання і мають різко понижену детонаційну здатність. Єдині правила безпеки при вибухових роботах вимагають обов'язкового подрібнення ВР перед застосуванням. Найбільш схильний до злежування порошкоподібний амоніт 6ЖВ, особливо при зміні вологості і температури навколишнього повітря.

Гранульовані ВР звичайно злежуються значно менше, і ВР в мішку набуває первинну структуру при скиданні її з висоти в 1 м. Окрім злежування при високій вогкості (більше 2 %) і низьких температурах, гранульовані ВР можуть змерзатися, що також порушує нормальний процес заряджання свердловин.

Електризація ВР - здатність рухомої суміші з частинок ВР, зважених в повітряному потоці, електризуватися (накопичувати заряди статичної електрики), що може привести до вибухоподібних спалахів.

Чим вищий електричний опір матеріалу, тим він легше електризується. Найвищі діелектричні властивості мають гексоген, тротил, які і найбільш схильні до електризації. Найменш схильні до  електризації   безтротилові   прості ВР (грануліти, ігданіти).  Сумішеві ВР особливо схильні до електризації, якщо в їх складі містяться тонкодисперсні компоненти, що володіють діелектричними властивостями (алюмінієва пудра, тротилова мука).

На електризацію ВР впливають відносна вологість повітря, вміст вологи у ВР, її дисперсність, радіус закруглення магістралей, швидкість транспортування.

Із збільшенням вмісту у складі ВР дрібних гранул (дрібніші 1 мм) і особливо порошкоподібних фракцій ступінь електризації при інших однакових параметрах пневмотранспортування збільшується. Тому пневмотранспортування порошкоподібних і дрібнодисперсних ВР не допускається.

Пилеутворення при заряджанні. Основні зарядні машини МЗ-3А, МЗ-3Б, МЗ-8, МЗ-4, що використовуються на крупних кар'єрах, подають ВР в свердловину шнеками, самопливом або пневмотранспортом з бункерів-дозаторів. Швидкості транспортування ВР в цих машинах істотно менше 18 м/с, а тому при їх роботі електризація суспензії ВР не відбувається. Проте на робочих місцях підривників-операторів у заряджаючих свердловин запорошена повітря пилом ВР може перевищувати гранично допустимі концентрації: 1 мг/м³ для пилу тротилу, 2 мг/м³ для алюмінієвої пудри, 10/300 мг/м³ для солярового масла (чисельник - для пари, знаменник - для краплинно-рідкого аерозолю). Пилення ВР значно зростає при низькій вологості повітря і в холодну пору року. В цих випадках підривники повинні обов'язково використовувати індивідуальні засоби захисту дихальних шляхів від пилу (респіратори, фільтри-пелюстки і т. п.).

 

Технологічна класифікація промислових ВР

 

По ступеню небезпеки при зберіганні і перевезенні промисловості вибухові матеріали діляться на наступні групи.

I. ВР із змістом рідких нітроефірів більше 15 %, нефлегматизований  гексоген,  тетрил.

ІІ. ВР на основі аміачної селітри, тротил і його сплави з іншими нітроз’єднаннями. ВР із вмістом рідких нітроефірів до   15%,  флегматизований   гексоген,  ДШ.

III.      Порохи  димні  і  бездимні.

IV.      Всі детонатори і  піротехнічні уповільнювачі  КУДШ.

V. Перфораторні заряди і снаряди зі встановленими в них підривниками для  роботи в глибоких свердловинах.

ВМ різних груп слід перевозити і берегти окремо. Допускається в окремих випадках сумісне перевезення ВР і ЗІ. Це регламентовано Єдиними правилами безпеки при   вибухових   роботах.

За умов безпеки використання всі промислові ВР діляться на дві групи і сім класів.

І група. Незапобіжні  ВР.

I клас. Для вибуху тільки на земній поверхні

(патрони і мішки з ВР виготовляються з незабарвленої бумаги).

II клас. Для підземних робіт в шахтах і копальнях, не небезпечних по вибуху газу або пилу (патрони ВР з червоної бумаги, мішки для ВР з незабарвленої бумаги з червоною полосою), ВР II класу можуть застосовуватися для вибуху на земній поверхні.

ІІ група.  Запобіжні ВР.

III клас. Потужні ВР обмеженого використання для забоїв вугільних шахт, небезпечних по вибуху газу або пилу; у змішаних прохідних забоях виробок, що проводяться по пластам, небезпечним тільки по вибуху газу, для розкриття вугільних пластів, небезпечних по раптових викидах вугілля або газу при наявності пробки з породи з коефіцієнтом міцності f > 7, для струшувального вибуху в польових виробках, небезпечних по раптовим викидам породи, для гідроторпедування вугільних пластів, для проходки стволів з виділенням метану. Патрони ВР виготовляються  з  синього  паперу.

Спеціальні ВР цього класу застосовуються для вибуху забоїв сірчаних шахт, шахт, небезпечних по вибуху водню і вуглеводнів (патрони виготовляються з використовуванням зеленого паперу).

IV клас. ВР середньої потужності і за побіжності для вибуху при проходці і виїмці вугілля в шахтах, небезпечних по вибуху газу або пилу, а також для струшувального підривання (патрони ВР з жовтого паперу).

V              клас. ВР підвищеної запобіжності для підривання вугілля і породи в особливо небезпечних умовах.

VI             клас. Запобіжні ВР для вибуху в особливо небезпечних умовах по метану.

VII           клас. Запобіжні ВР і вироби з ВР VI-

VII класів для розпилювання води і порошкоподібних інгібіторів для перебивання стійок при посадці крівлі, для дроблення негабариту, у забоях, де можливе утворення вибухонебезпечної концентрації

метану і вугільного пилу.

У спеціальну груп, виділяються ініціюючі ВР, що застосовуються для виготовлення ЗІ. По назві основного компоненту промислові ВР діляться: на основі аміачної селітри (амоніти, динамони, грануліти, грамоніти, акватоли, іфзаніти), на основі рідких нітроефірів (детоніти), нітроз’єднання (тротил, гексоген), димні і бездимні   порохи.

По характеру дії на навколишнє середовище ВР поділяють на: високобризантні, мають швидкість детонація v_Д ≥ 4,5 км/с; бризантні v_Д = 3,5÷4,5 км/с; низькобризантні v_Д = 2÷3,5км/с; метальні із швидкістю вибухового горіння до 2 км/с.

 

Вимоги до промислових ВР

 

Вимоги до ВР для вибуху на земній поверхні визначаються умовами ведення вибухових робіт на кар'єрах - головних споживачах цих ВР.

У даний час на кар'єрах основний об'єм породи підривають зарядами, розміщеними у вертикальних і похилих свердловинах діаметром 100-300 мм. Тому ВР, що використовують на кар'єрах,  повинні  відповідати  наступним вимогам.

1. ВР можуть мати критичний діаметр відкритого заряду 80-100 мм, тобто знижену детонаційну здатність в зарядах малого діаметру. ВР з такою характеристикою, наприклад, грубодисперсні гранульовані і ВР, що містять воду, з широкою зоною хімічної реакції, забезпечують більш рівномірне дроблення породи при вибуху за рахунок зменшення зони переподрібнення навколо заряду.

2. При відбої на кар'єрах до ВР не пред'являється жорстких обмежень по кількості отруйних газів, що виділяються при їх вибуху, внаслідок чого можливе використовування складів, що мають  кисневий  баланс,  відмінний  від  нульового.  Проте використання ВР з негативним кисневим балансом повинно чітко регламентуватись (особливо при великих обсягах підривання та із збільшенням глибини кар’єру).

3.     У зв'язку з необхідністю заряджання одночасно великого числа свердловин на кар'єрах застосовують ВР з доброю сипучістю, мінімальною злежуваністю при зберіганні, що мінімально порошать при пересипці і малочутливі до механічних дій, допущені до заряджання із застосуванням зарядних машин. При цьому ВР повинні зберігати постійними властивості при знаходженні в свердловинах протягом часу підготовки блоку до вибуху (7-10 діб і більше).

4.     При великих значеннях ЛНО (лінія найменшого опору) і діаметрах заряду основний вплив на інтенсивність дроблення порід при вибуху чинять тріщинуватість порід і міцність окремостей. Питома енергія ВР при великих вибухах має менше значення, ніж при відбої шпурами і свердловинами малого діаметру (70÷100 мм). Тому допустиме використання ВР з відносно невисокою теплотою вибуху (до 4000 кДж/кг). Такі ВР в більшості випадків забезпечують хороше дроблення породи при відносно невисокій вартості самих ВР. Ці ВР особливо ефективні, якщо в результаті механізованого заряджання збільшується густина заряду в свердловинах і тим самим підвищується об'ємна концентрація енергії, тобто кількість енергії в одиниці об'єму (1 Дм³).

5. Значна частина ВР (до 40 %) повинна бути водостійкою і мати густину вище 1 г/см³, щоб при заряджанні обводнених свердловин ВР добре тонула у воді.

6. З використанням на крупних кар'єрах двохбункерних зарядних машин типу МЗ-3Б з пристроями для відкачування води з обводнених свердловин вимоги до асортименту ВР можуть істотно змінитися. На підприємство можна поставляти окремо гранулотол і аміачну селітру, яка розміщується в іншому сховищі, що примикає до стаціонарного вузла підготовки селітри для зарядних машин. Заповнення бункерів селітрою і гранулотолом і розміщення на машині ємності з соляровим маслом дозволяє створювати на гірському підприємстві безпосередньо перед заряджанням блоку будь-кого ВР: ігданіт, грамоніт і т. д., застосовувати гранулотол в свердловинах з проточною водою. Це дозволяє крупним гірським підприємствам, що використовують механізовані пункти підготовки ВР і зарядні машини, зменшити споживання тротилу і інших дорогих водостійких ВР. Крім того, доставка на підприємство окремо сумішевої ВР, оскільки аміачна селітра перевозиться за регламентом звичайних,  а не вибухонебезпечних вантажів.

7. На кар'єрах, так само як і на інших гірських і промислових об'єктах з невеликим об'ємом споживання ВР, повинні використовуватися ВР в основному заводського виготовлення.

8. При заряджанні під стовп води доцільно для невеликих об'ємів вибухів використовувати заряди в жорстких або еластичних оболонках у вигляді гірлянд з механізованим їх опусканням в свердловину і контейнерною поставкою на підприємства.

 Найбільш ширше для вибухових робіт на земній поверхні застосовуватимуться гранульовані безтротилові ВР, а також ВР, що містять воду і ллються, з необхідним діапазоном енергетичних характеристик.

 

Характеристика основних компонентів промислових ВР

 

 

Аміачна селітра. NH₄NO₃. Це кристалічний порошок білого кольору, одержують синтетичним шляхом на азотнотукових заводах. Густина в залежності від форми кристалів 1,56-1,74 г/см³, насипна густина 0,86-0,97 г/см³, швидкість детонації 1,5....3 км/с, дуже гігроскопічна, легко розчиняється у воді.

Під час зберігання аміачної селітри відбувається перекристалізація, що супроводжується спіканням, з пухкої перетворюється на тверду масу. При тривалому зберіганні аміачна селітра злежується. Самостійно (як ВР) вона не використовується, але входить до складу багатьох вибухових механічних сумішей. Через те що під час вибуху аміачної селітри виділяється багато газоподібних продуктів і мало теплоти, і, крім того, розвивається невисока температура, її ВРодять як основний компонент у запобіжні ВР. Для зменшення гігроскопічності і злежуваності аміачну селітру обробляють гідрофобними добавками (оксидом заліза). У маркуванні таким модифікаціям аміачної селітри додають індекс ЗВ.

Тротил (тол, тринітротолуол). C₆H₂(NO₂)₃CH₃. Це – кристалічна речовина блідо-жовтого кольору. Вихідним продуктом при виготовленні тротилу є кам'яновугільний чи нафтовий толуол, який обробляють сумішшю азотної і сірчаної кислот. Випускають у вигляді лусочок. Перед уведенням до складу ВР подрібнюють на порошок.

Порошкоподібний тротил добре пресується і легко плавиться при температурі 80,5 °С.

Густина у порошкоподібному вигляді 0,9 кг/дм³, при пресуванні 1,55 кг/дм³, плавленого 1,54...1,59 кг/дм³. Температура спалаху дорівнює 310 °С. Чутливість тротилу до механічних впливів (до початкового імпульсу) залежить від його фізичного стану: порошкоподібний і пресований вибухають від капсуля-детонатора; лускоподібний і литий вибухають тільки від проміжного детонатора (порошкоподібного чи пресованого тротилу або іншої ВР).

Має негативний кисневий баланс, тому при вибуху утворюється велика кількість оксиду вуглецю. Токсичний, особливо в тонкоподрібненому стані, викликає тротилову інтоксикацію організму, подразнення шкіри і хворобу очей.

Тротил належить до ВР середньої потужності. Широко використовується як складова частина більшості промислових ВР. У чистому вигляді чи в суміші з гексогеном (теном) застосовується у вигляді литих чи пресованих шашок як проміжний детонатор.

Гексоген. C₃H₆N₃(NO₂)₃. Це кристалічний порошок білого кольору.

Температура спалаху 290°С, Швидкість детонації при густині 1,7 кг/дм³ дорівнює 8,6 км/с. Одна з потужних однокомпонентних ВР. Застосовується у всіх типах детонаторів як вторинна ВР і в складі потужних аміачно-селітрених ВР. Крім того, використовується в сплавах із тротилом для виготовлення шашок (ТГ-500), що застосовуються як проміжні детонатори.

Горючі та ін. добавки. Крім перерахованих вище основних компонентів, до складу ВР входять також невибухові горючі органічні добавки, які окислюючись надлишковим киснем аміачної селітри виділяють додаткову енергію. Як горючі добавки можуть додаватись солярове масло, алюмінієва пудра, парафін таке ін.

 

 

Найпростіші безтротилові ВР

 

Динамони - ВР на основі кристалічної селітри, що не містять тротилу. Як горючі добавки в динамони ВРодили торф, деревну муку, мох, подрібнену соснову кору, відходи бавовни і т.п. Вибухові властивості динамонов цілком визначалися складом і технологією їх виготовлення. Серйозними недоліками динамонів були їх розшаровуваність при заряджанні і гігроскопічність. В 1953 р. виробництво динамонів було припинено і відновлено в середині 60-х років у вигляді трьохкомпонентних металізованих складів (аміачна селітра, солярове масло, алюмінієва пудра) марок АМ-8 і АМ-10, виробництво яких в даний час припинено через недостатню   їх   ефективність.

Ігданіт є сумішшю гранульованої аміачної селітри і солярового масла, що виготовляється безпосередньо на стаціонарних пунктах кар'єру або в змішувач-зарядних машинах. Він призначений для використовування в сухих забоях або в сухій частині свердловини при комбінованих зарядах.

При вмісті дизельного палива в ігданіті більше 6 % різко знижується чутливість його до детонації і він не вибухає навіть від проміжного детонатора.

Ігданіти безпечні в обігу, мають низьку собівартість,   придатні  для   механізованого   заряджання.

Недоліки ігданіту: можливість використання тільки в сухих свердловинах, часткова втрата вибухових властивостей при тривалому заряджанні через погане утримання солярового масла гладкими гранулами селітри, флегматизація соляровим маслом ДШ, виготовленого з маслонестійкого поліетилену, внаслідок чого можуть відбуватися відмови, низька якість дроблення міцних   великоблочних   порід.

Грануліти - прості ВР заводського виготовлення, що складаються  з гранульованої аміачної селітри, промасленої соляровим маслом і опудреною твердою дрібнодисперсною горючою добавкою. Грануліт М потужніший за ігданіт, рідке пальне краще утримується на гранулах за рахунок твердої горючої добавки, внаслідок чого підвищується стабільність властивостей заряду. Грануліти використовуються як при механізованому, так і при ручному заряджанні, що дозволяє розширити область їх застосування на невеликих кар'єрах з ручним заряджанням.

Для детонації зарядів простих ВР необхідно застосовувати проміжні детонатори з патронів амоніту 6ЖВ або   спеціальних   пресованих   шашок   ТП-400Г.

У процесі механізованого заряджання всі прості ВР ущільнюються до 1,1-1,15 г/см³. Це забезпечує збільшення об'ємної концентрації енергії (добуток теплоти вибуху на густину ВР) в заряді до рівня тротилвміщуючих ВР типу   грамоніту   79/21.

Досвід роботи з простими ВР показує їх перевагу над тротилвміщуючими ВР в сухих і вологих породах, окрім найміцніших і крупноблочних, а також обводнених.

 

 

 

 

Гранульовані ВР, що містять тротил

 

Гранулотол (гранульований тротил) з розміром гранул 3-5 мм застосовується як самостійне ВР для вибуху обводнених свердловин і як компонент у складі грамонітів і ВР, що містять воду (іфзанітів). В сухому стані гранулотол має меншу теплоту вибуху 3457 кДж/кг, ніж у водонаповненому - 4050 кДж/кг в перерахунку на  1   кг сухого ВР. Гранулотол абсолютно водостійкий, має хорошу сипучість в сухому і мокрому стані. При зберіганні не злежується, характеризується високою водостійкістю: його   заряди  можуть   тривалий   час   знаходитися   у   воді, у тому числі і в проточній, без втрати вибухових властивостей. Для ініціації гранулотола необхідний проміжний детонатор з 1-2 шашок ТП-400Г, оскільки він недостатньо чутливий до штатних ЗІ.

Алюмотол є гранульованим сплавом з гранулами розміром до 5 мм сірого кольору, що складається з 85 % тротилу і 15 % алюмінієвої пудри, з теплотою вибуху 5266 кДж/кг. Густина гранул 1,5-1,7 г/см³. Алюмотол абсолютно водостійкий, добре сипкий в сухому і мокрому стані, не злежується, володіє стабільними вибуховими. Призначений для використання в обводнених свердловинах, зокрема  з  проточною  водою  в    найміцніших  породах.

Для його ініціації необхідні проміжні детонатори.

Гранітол-1 і гранітол-7А є гранульованим водостійким сплавом аміачної селітри і тротилу з невеликою добавкою (гранітол-7А)  алюмінієвої пудри.  Завдяки добавці селітри мають менший негативний кисневий баланс, ніж гранулотол і алюмотол, і виділяють меншу кількість отруйних газів. По запасу енергії займають проміжне місце між гранулотолом і алюмотолом.

Граммоніти представляють добре сипку суміш з гранул і лусок жовтого і білого кольору. Заряд грамоніту вибухає від   проміжного детонатора  з  патрона амоніту 6ЖВ або шашки проміжного  детонатора.

Грамоніт 50/50 - добре сипка ВР, не злежується і не порошить при заряджанні, придатна для механізованого   заряджання.

Гранули селітри покриті плівкою тротилу, завдяки чому їм притаманна підвищена водостійкість. За наявності слабких проточних вод термін перебування їх в свердловині обмежується однією добою, оскільки селітра розчиняється при порушенні тротилової оболонки гранули, що завжди частково відбувається при транспортуванні  і   заряджанні.

Грамоніт 30/70 є механічною сумішшю гранульованої аміачної селітри і гранульованого або лускового тротилу. Це ВР придатно для заряджання свердловин з непроточною водою. Через деякий час після засипки його в обводнюючу свердловину утворюється суспензія гранулотола в розчині селітри, що збільшує густину заряджання до 1,30-1,35 г/см3. Це сприяє його дотонациі з високою швидкістю.

Досвід використання грамонітов 50/50 і 30/70 показав, що вони фактично непридатні для заряджання обводнених свердловин з висотою стовпа води, рівного або більшого довжини заряду. Вони   повністю   непридатні  для   свердловин   з   проточною   водою.

Грамоніт 79/21 є добре сипкою механічною сумішшю гранульованої селітри з гранульованим або лусковим тротилом. При механізованому заряджанні утворюється багато пилу, тому його перед механізованим заряджанням зволожують, додаючи 2-4 % води. Заряджання вручну не супроводжується   істотним   пиленням.

Грамонітом 79/21 можна заряджати сухі і вологі шпури і свердловини. Він має нульовий кисневий баланс, однаковий по складу з порошкоподібним амонітом 6ЖВ, і його можна застосовувати і  в  підземних умовах.

 

Порошкоподiбнi ВР, що мiстять тротил

 

Амоніти одержують шляхом механічного змішування порошкоподібних аміачної селітри і тротилу з іншими компонентами. Їх випускають в патронах або в мішках масою 42 кг, а окремі марки - у вигляді  пресованих  патронів.

Тротил до складу амонітів ВРодять для підвищення потужності і чутливості ВР, горючі невибухові добавки (деревна мука) - для поліпшення структури амонітів, зниження злежуваності і як горючий матеріал, для отримання нульового кисневого   балансу.

Амоніти - хімічно стійкі ВР. Всі амоніти гігроскопічні, як і аміачна селітра, що входить в їх склад. Для захисту амонітів від зволоження вологою повітря оболонки патронів і упаковку покривають сплавом парафіну з петролатумом. Підвищену водостійкість мають амоніти на основі аміачної селітри марки ЖВ. Амоніти на порошкоподібній селітрі злежуються. Амоніт, що злежався, як правило, не детонує від капсуля-детонатора. Детонаційна здатність амоніту, що злежався, значною мірою відновлюється його подрібненням до порошкоподібної структури.

Амоніт 6ЖВ – погано сипкий порошок жовтого кольору, що порошить. При ретельному виготовленні і хорошій  упаковці  мало  злежується.

Випускається в патронованому вигляді і в паперових мішках. Непридатний для механізованого заряджання.

Призначений амоніт 6ЖВ для вибуху порід середньої і вище середньої міцності в сухих і вологих свердловинах. Непатронованим амонітом не рекомендується заряджати обводнені свердловини через погане його потоплення і можливість вимивання селітри проточною водою. Використовується як для заряджання свердловин і шпурів, так і в якості проміжних детонаторів для  ініціації   зарядів  гранульованих  ВР.

Амонал водостійкий, що містить селітру, тротил і алюмінієву пудру, є однорідним дрібним порошком сіро-сталевого кольору. Малосипучий, має стабільні властивості при зберіганні, непридатний для механізованого заряджання. Випускається тільки в патронах діаметром 31-32 мм для вибуху міцних порід будь-якої обводненості.

Амонал скельний №3 містить аміачну селітру, тротил, гексоген і алюмінієву пудру. Однорідний порошок сіро-сталевого кольору. Найпотужніша з порошкоподібних патронованих ВР. Не злежується, водостійкий, надійно детонує при діаметрі патрона 24-28 мм. Призначений для вибуху міцних порід будь-якої обводненості зарядами зменшеного діаметру. Дозволяється тільки ручне заряджання цієї ВР через   підвищену   чутливість.

Амонал М-10 - що не злежується, найпотужніша з гранульованих   ВР,   допущена   для   вибуху   в   підземних умовах. По ефекту дії мало поступається скельному амоніту № 1 і детоніту М. В сухому стані стійко детонує від капсуля-детонатора, в зволоженому - від проміжного детонатора.

Детоніт М - порошкоподібна ВР серо-стального кольору. В його складі містяться аміачна селітра, нітроефіри, алюмінієва пудра і ряд інших компонентів. Детоніт М не злежується, характеризується високою водостійкістю і детонаційною здатністю в зарядах малого діаметру (24-28 мм) в сухому і зволоженому стані і стабільністю властивостей при тривалому зберіганні. Детоніт М призначений для вибуху   міцних   порід  будь-якої  обводненості.

Динафталіт 200 – ВР, що малопорошить не злежується, жовто-пісочного кольору, що містить селітру, динітронафталін і 0,4 % парафіну. Застосовується в патронах діаметром 32 мм для вибуху порід середньої міцності. Пил динітронафталіна менш токсичний, ніж тротиловий. Динафталіт має обмежене використання, ВРажається неперспективним ВР.

ВР, що містять воду

 

ВР (ВРР), що містять воду, діляться на склади заводського виготовлення (акватоли) і склади, які готуються на підприємствах з готових сухих напівфабрикатів (карбатоли) або вихідних компонентів (іфзаніти, ГЛТ).

У сухі акватольні суміші заводського виготовлення на висаджуваному блоці в зарядних машинах Акватол-1У додають необхіднау кількість води, і готову ВР подають в свердловину.

Іфзаніти - малорухливі суспензії, виготовляються при заряджанні свердловин шляхом подачі сухої суміші гранульованих тротилу і селітри і гарячого або холодного розчину аміачної селітри в об'ємі, що забезпечує заповнення міжгранульного простору.

Карбатоли - суспензійні склади (ллються в гарячому вигляді), що тверднуть після охолодження. Суміш компонентів (тротил і аміачна селітра) для приготування складу готується майже без води з добавкою карбаміду, так що її густина 1,6 г/см³ мало відрізняється від густини гранул тротилу, що зменшує розшарування заряду, а теплота вибуху, завдяки відсутності води,  підвищується на 335-375 кДж/кг.

 

 

 

 

 

 

Тенденції вдосконалення рецептур ВР для підривання на земній поверхні

 

Розглянуті вище вимоги до промислових ВР, їх склади, властивості, технологія виготовлення і використання дозволяють встановити, що вдосконалення асортименту ВР відбувається в наступних основних напрямах.

1.            Перехід від використання потужних чутливих вибухових компонентів до менш чутливих, менш потужних, тобто до безпечніших (заміна нітроефірів на тротил).

2.     Перехід від використання порошкоподібних до гранульованих компонентів - менш чутливих і безпечніших, що дозволяють здійснювати механізоване заряджання (заміна  порошкоподібних ВР на гранульовані).

3.     Перехід від гранульованих складів, що містять вибухові компоненти, до складів бінарних, без вибухових компонентів (перехід від грамонітів до гранулітів).

4.     Перехід до бінарних складів більшої або еквівалентної потужності в порівнянні з складами, що містять вибухові компоненти, за рахунок введення металевих і інших горючих невибухових компонентів з великою теплотою згорання (виготовлення безтротилових простих ВР з добавками алюмінієвої пудри і т. д.).

5.     Перехід від сухих складів до тих, що містять воду, ще безпечніші в роботі і менш чутливі до ініціюючої дії ЗІ, що виключають порошіння, і електризацію при заряджанні (перехід від гранульованих до  водовмісних ВР).

6.     Перехід від транспортування на блок, що підлягає підриванню, готових ВР до транспортування до місця заряджання невибухових компонентів, що ще більшою мірою підвищує безпеку вибухових робіт, але виключає контроль якості ВР, що заряджається в свердловину (перехід на безтротилові водовмісні склади суспензійного або емульсивного типу).

7.     Зменшення числа рекомендованих марок ВР.

Таким чином, вдосконалення асортименту промислових ВР проводилося у напрямі підвищення безпеки, поводження з нею і її компонентами, зниження чутливості до ініціюючого імпульсу і усунення небезпечних явищ, що виникають при підготовці ВР до використання і при її заряджанні  в свердловині.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Питання на самостійне вивчення:

 

ü       Вимоги до промислових ВР

ü       Технологічна класифікація пром. ВР

ü       Характеристика основних компонентів промислових ВР (аміачна селітра, тротил, гексоген, горючі та ін. добавки)

ü       Найпростіші безтротилові ВР (динамони, ігданіт, грануліти)

ü       Гранульовані ВР, що містять тротил (гранулотол, алюмотол, гранітол-1, гранітол-7А, грамоніти)

ü       Порошкоподiбнi ВР, що мiстять тротил (амоніти (амоніт 6ЖВ), амонали, бетоніт М, динафталіт 200)

ü       ВР, що містять воду (іфзаніти, карбатоли)

ü       Тенденції вдосконалення рецептур ВР