Краткие сведения о теории взрывов и о взрывчатых веществах |
137 |
Температура вспышки промышленных сортов ВВ находится в пределах от 200° (динамиты) до 340° (аммониты).
Чувствительность ВВ к действию воспламеняющего импульса определяют, подвергая навеску ВВ действию искр огнепровод ного шнура. При это'м конец шнура располагают на расстоянии 1 см от навески.
6. Способность ВВ к передаче детонации
Взрыв заряда ВВ способен вызвать детонацию другого заря да, помещенного на некотором расстоянии (так называемый взрыв через влияние). Первый заряд в данном случае называет ся активным зарядом, второй — пассивным.
Способность ВВ к взрыву через влияние учитывается при строительстве складов для хранения ВВ (чтобы случайный взрыв одного хранилища не вызвал взрыва других хранилищ) и имеет большое значение при ведении взрывных работ. Для без
отказного взрывания всех патронов ВВ в шпуре (даже в том слу чае, когда какой-либо патрон недостаточно плотно соприкасается
ссоседними патронами) необходимо, чтобы промышленные сорта
ВВобладали способностью к взрыву через влияние. Для провер ки производится специальное испытание ВВ на передачу детона ции от патрона к патрону. Для этой цели патрон-боевик уклады вают на твердом ровном грунте, а на некотором расстоянии от него, измеряемом шаблоном, укладывают другой патрон так, что бы его ось служила продолжением оси первого патрона. О пере даче детонации судят по наличию углублений в грунте. Если на месте расположения патронов образовались два углубления и длина каждого из них не менее длины патрона, то это указы вает на передачу детонации и полноту взрывания патронов.
Если же в грунте окажется только одно углубление, то это бу дет означать, что детонация не передавалась и что взорвался только один патрон-боевик. ВВ считается выдержавшим испы
тания, если при трех опытах будет зафиксирована передача де тонации от взрыва патрона-боевика к другому патрону на рег
ламентированное расстояние и полнота взрывания обоих патро нов.
Для промышленных сортов ВВ расстояние передачи детона ции между патронами составляет от 2 до 10 см.
7. Количество ядовитых газов, выделяемых ВВ при взрыве (газовость ВВ)
Как отмечалось выше, на количество образующихся при взры ве ядовитых газов влияет в основном кислородный баланс ВВ.
Наряду с этим количество ядовитых газов зависит также от фи
138 |
Взрывчатые материалы |
|
зического состояния ВВ и условий взрывания |
(в частности, от |
|
свойств пород в стенке шпура). Так, например, |
малая плотность |
|
ВВ в заряде и повышенная влажность (для аммиачно-селитрен-
ных ВВ), а также плохая забойка шпуров увеличивают количе- f ство ядовитых газов. Полная детонация ВВ обеспечивает мини мальное для данных условий количество ядовитых газов. Наобо рот, неполнота детонации или выгорание ВВ способствуют рез кому увеличению ядовитых газов в продуктах взрыва. Бумажные
оболочки и водоизолирующие покрытия ВВ, снижающие общий кислородный баланс, также могут способствовать усиленному
образованию ядовитых газов. Поэтому вес бумажной оболочки должен быть не более 2 г, а водоизолирующего покрытия не дол жен превышать 2,5 г на 100 г ВВ.
Основными ядовитыми газами в продуктах взрыва ВВ являются, как уже отмечалось выше, окись углерода и окислы азота.
Окись углерода СО — газ без цвета, без запаха и без вкуса.
Наличие в воздухе окиси углерода в небольших количествах вы зывает головные боли, а при увеличении концентрации ведет
к потере сознания, судорогам и смерти. Концентрация СО в
0,42% по объему смертельная даже при непродолжительном дей ствии. Безопасной концентрацией окиси углерода считается
0,0016% по объему, или 0,02 мг/л.
Окислы азота (NO2, и др.) внешне представляют собой газ красно-бурого цвета с резким раздражающим запахом. Окис лы азота губительно действуют на органы дыхания и в тяжелых случаях приводят к отеку легких и смерти. Действие окислов азота проявляется не сразу, а через некоторое время (4—5 час.).
Они являются наиболее опасными как по своей токсичности (в 6,5 раз больше, чем СО), так и по характеру действия. Содер жание окислов азота в воздухе около 0,02% для человека смер
тельно. Допустимая концентрация окислов азота 0,00025% по
объему, или 0,005 мг)л.
Обычно промышленные ВВ при взрыве образуют ядовитых газов, при пересчете на СО, от 30 до 100 л/кг.
Пересчет на СО производится следующим образом. Количе ство окислов азота в литрах умножается на 6,5 и добавляется к количеству окиси углерода в литрах. Полученная сумма отра жает общее количество ядовитых газов в литрах в пересчете на СО. Для сероводорода и сернистого газа коэффициент пересчета
на СО равен 2,5 (пересчет производится аналогично).
Газовость ВВ в лабораторных условиях определяют в бомбе
Долгова-Бихеля (рис. 65). Бомба представляет собой толстостен ный стальной цилиндрический сосуд с массивной крышкой. Объем бомбы обычно равен 50 л. В ней взрывают свободно под вешенный заряд испытуемого ВВ весом 100 г. Путем анализа га
Краткие сведения о теории взрывов и о взрывчатых веществах |
139 |
зовых проб, отобранных через специальные отверстия в крышке, определяют состав и количество ядовитых газов в продуктах
.взрыва.
В производственных условиях газовость ВВ определяют пу тем взрывания определенного количества шпуров в тупиковой го ризонтальной выработке и анализа проб газов, отбираемых в
разных пунктах по сечению выработки бойцами горноспасательного отряда,
снабженными изолирующими кислород
ными аппаратами (респираторами).
8. Предохранительные свойства (антигризутность) ВВ
Во многих шахтах (угольных, калий
ных, серно-колчеданных и др.) в атмо сфере горных выработок попадают горю чие газы и пыль, которые, перемешиваясь
с рудничным воздухом, образуют взрыв чатые смеси.
Наиболее часто встречающимся горю чим газом в шахтах является метан, реже встречаются другие углеводороды, водо род, сероводород, сернистый газ. Горючи ми являются угольная, серно-колчедан ная, серная, озокеритовая и некоторые другие виды минеральной пыли.
Определенные концентрации перечис
ленных выше газов или видов пыли в руд ничной атмосфере являются взрывоопас
ными. Там, где не уделяется должного внимания условиям безопасности труда,
до сих пор наблюдаются катастрофиче ские подземные взрывы рудничных газов и пыли, уносящие десятки и сотни чело веческих жизней.
В СССР, в шахтах, опасных по газу и пыли, предписан законом обязательный
630 -J
Рис. 65. Бомба Долго ва — Бихеля:
1 — корпус; 2 — крышка; 3 — шпильки с гайками; 4 — вен тиль; 5 — клемма
комплекс мероприятий по предупреждению взрывов и особый ре жим ведения горных и, в частности, взрывных работ. В этих шах тах разрешено применять лишь специальные, так называемые
предохранительные ВВ (прежнее наименование — а н т и- гризутные ВВ). Требования, которым должны удовлетворять предохранительные ВВ, зависят от характеристики горючих газов
ипыли, среди которых наибольшее значение имеют метан (СН4)
иугольная пыль.
140 Взрывчатые материалы
Метан представляет собой газ без запаха, цвета и вкуса. Удельный вес его — 0,554 (легче воздуха). Метан легко взрыва ется в смеси с рудничным воздухом (эта смесь носит название рудничного газа) по уравнению
СН4 + 2О2 + 8N2 = СО2 + 2Н2О 4- 8N2 + 198,4 ккал/моль.
Метановоздушная смесь взрывчата при содержании в ней ме-
гана от 5—6 до 14—16%. Угольная пыль также образует взрыв
чатую смесь при содержании ее в рудничном воздухе свыше 5— 10 г в 1 л/3 воздуха. Наиболее взрывоопасной, в смысле разруши тельного действия взрыва, является пылевоздушная смесь, со держащая 300—600 г пыли в 1 м3 воздуха.
Метановоздушная смесь взрывается при температуре 650° и
при действии этой температуры в течение 10 сек. (индукционный
период). При увеличении температуры длительность периода ин
дукции уменьшается. Так, например, при температуре 1000° ме тановоздушная смесь, взрывается в течение 1 сек., а при темпера
туре 2200° — мгновенно.
Смесь угольной пыли с воздухсм взрывается при температуре
около 700—800°.
Долгое время считалось, что предохранительными являются все те ВВ, которые имеют относительно небольшую температуру взрыва. Однако новейшими исследованиями советских ученых установлено, что температура взрыва не может служить абсо
лютным критерием предохранительных свойств ВВ, существенное влияние могут оказывать и другие факторы, вызывая уменьше ние периода индукции [18].
При взрыве заряда ВВ |
рудничная атмосфера |
оказывается |
под воздействием трех факторов: 1) волны сжатия, |
распростра |
|
няющейся от места взрыва |
(ударной воздушной волны); 2) рас |
|
каленных или горящих твердых частиц, выброшенных взрывом; 3) нагретых газообразных продуктов взрыва.
Все они в той или иной мере способны вызвать воспламенение рудничного газа, но практически наибольшую опасность пред ставляют нагретые газообразные продукты взрыва. Поэтому условия, способствующие интенсивному перемешиванию нагре тых газов с рудничной атмосферой, увеличивают опасность взры
ва рудничного газа.
Наличие в продуктах взрыва ВВ окислов азота или свобод ного кислорода ускоряет вспышку метановоздушной смеси. Об легчается вспышка и при наличии в продуктах взрыва горючих газов (СО, Н2 и др.). Эти вещества или становятся активными центрами реакции взрыва метано-воздушной смеси, или распада ются, или реагируют, образуя активные центры. Обратное дейст вие оказывают частички солей, обладающие отрицательными ка талитическими свойствами (например, К.С1 и NaCl).