146 Взрывчатые материалы
Наряду с положительными, аммиачная селитра имеет и отри цательные свойства.. Основные из них — высокая гигроскопич ность и склонность к слеживанию (слеживаемость). В той или
иной степени эти свойства передаются всем аммиачно-селитрен- ным ВВ.
Слежавшиеся или увлажненные аммиачно-селитренные ВВ могут давать неполную детонацию (переходящую в выгорание)
с небольшой разрушительной силой и с образованием большого
количества ядовитых газов (главным образом окислов азота) или вообще утрачивать способность к детонации.
Гигроскопичность аммиачной селитры определяется ее гиг роскопической точкой, которая представляет собой от ношение упругости водяных паров над раствором селитры к уп ругости водяных паров, насыщающих воздух при данной темпе
ратуре. Гигроскопическая точка выражается в процентах отно сительной влажности и характеризует такое состояние вещества, когда оно не поглощает и не теряет влагу [1]. Возможность *поглбщения влаги возникает в том случае, когда при данной темпе ратуре упругость паров над насыщенным раствором селитры ниже упругости водяных паров в окружающем воздухе. Если же при данной температуре упругость паров над насыщенным рас твором селитры выше упругости водяных паров в воздухе, то
селитра будет подсыхать |
(в результате потери влаги в окружаю |
||||
щую атмосферу). При |
равенстве упругостей |
водяных паров |
|||
в воздухе и |
над насыщенным |
раствором селитры |
наступает |
||
равновесие и |
аммиачная селитра |
не подсыхает |
и |
не увлаж |
|
няется. |
|
|
|
|
|
Предельно допускаемая влажность аммиачно-селитренных
ВВ составляет для подземных работ не более 0,5%, для откры тых— до 1,5%.
Слеживаемостью называется способность терять сыпучесть и образовывать сплошную массу (комья) разной прочности. Сле
живаемость аммиачно-селитренных ВВ связана со сцеплением отдельных кристаллов селитры между собой три их тесном со прикосновении друг с другом. Способствуют слеживанию: 1) дли тельное хранение; 2) частое нагревание и охлаждение; 3) резкие повышения температуры (выше +32°) и резкие ее понижения (ниже —16°); при переходе этих температурных точек происходит перекристаллизация аммиачной селитры, связанная с измене
ниями объема и благоприятствующая тесному соприкосновению
и сцеплению кристаллов между собой.
Аммиачная селитра может существовать ь’ нескольких кри сталлических модификациях, каждая из которых устойчива в определенном интервале температур. При нагревании или
охлаждении селитра переходит из одной модификации в дру гую.
Классификация' взрывчатых веществ (ВВ) и их сорта |
147 |
Полиморфные превращения аммиачной селитры влекут |
за |
собой изменение плотности кристаллов и выделение или погло щение ’тепла.
Различные стабильные модификации при нормальном давле
нии соответствуют интервалам температур: |
ниже —16—18°; от |
—16—18 до +32.3°; от +32,3 до +85,1°; от |
+85,1 до 125,6° и от |
+ 125,6 до +169°. |
|
2. Аммониты |
|
Аммонитами называются ВВ, представляющие собой механи ческие смеси аммиачной селитры с нитропроизводными аромати
ческого ряда. Нитропроизводные добавляются к аммонитам в ко
личестве от 5 до 21% и являются оживителями (сенсибили заторами), т. е. добавками, увеличивающими чувствительность
взрывчатой смеси к детонации (поскольку аммиачная селитра сама по себе мало чувствительна к детонации). Одновременно нитропроизводные служат горючим компонентом, так как имеют
резко отрицательный кислородный баланс.
В современных отечественных аммонитах применяют из нит ропроизводных главным образом тротил; сорт аммонита, полу
чивший название динафталита, содержит в качестве сенсибили
затора динитронафталин. |
• |
Кроме основных компонентов (аммиачной селитры и нитро |
|
производных), аммониты могут содержать |
и другие добавки. |
Так, например, многие аммониты содержат невзрывчатые
горючие добавки (древесную муку, муку хлопкового |
жмыха |
||
и т. п.), служащие одновременно |
разрыхлителями, |
т. е до |
|
бавками, уменьшающими слеживаемость аммонитов. |
Для при |
||
дания водоустойчивости к аммонитам |
добавляют |
асфальтит, |
|
парафин или другие так называемые гидрофобные до
бавки.
В последние годы в СССР были проведены работы с целью значительного повышения водоустойчивости аммонитов. В резуль тате этих работ было установлено, что хорошую водоустойчивость
можно получить при совместном введении в состав аммонитов гидрофобных добавок двух типов — пленкообразующих и твер дых мелкодисперсных веществ, гидрофобность которых усили вается наличием на частицах острых граней.
На основе такой комбинированной гидрофобной добавки (парафина с природным мелкоизмельченным асфальтитом) раз работан и выпускается аммонит В-3.
В настоящее время разработан способ получения водоустой чивой аммиачной селитры путем образования железных солей
жирных кислот в процессе кристаллизации селитры. На основе этой селитры ь' настоящее время освоено изготовление водоустой чивых аммонитов, которым присвоен индекс ЖВ.
10*
148 Взрывчатые материалы
Невзрывчатые горючие и гидрофобные добавки вводятся за
счет нитропроизводных, так как все аммониты рассчитываются на нулевой или близкий к нему кислородный баланс. Уменьше ние количества нитропроизводных снижает чувствительность ВВ
к детонации. Поэтому количество таких добавок (в особенности
гидрофобных) ограничивается некоторыми пределами. Это отно сится главным образом к аммонитам, применяемым на подземных
работах, где содержание гидрофобных добавок не превы шает 15%.
В последние годы проводились также работы с целью повыше ния мощности аммонитов. Установлено, что значительное повы
шение мощности и улучшение детонационной способности амми- ачно-селитренных ВВ достигается при помощи добавки высоко мощных нитросоединений. Практическое применение для этих целей нашел главным образом гексоген.
В целях повышения теплоты взрыва и фугасности ВВ в его состав вводят алюминий. Аммиачно-селитренные ВВ с содер жанием алюминия называются аммоналами. Алюминий как легко воспламеняющийся металл улучшает взрывчатые свойства аммонитов, но, как показывает практика, при значительном со держании его в ВВ увеличивается количество ядовитых газов. Поэтому содержание алюминия в аммонитах ограничивается не которыми пределами.
Из новых мощных сортов аммонитов в настоящее время ос ваиваются скальные аммониты № 1 и 2, а также аммоналы ВА-2, ВА-8 и ВА-4. Улучшения физических свойств аммонитов повы
шенной мощности достигают также приданием им водоустойчи
вости.
Гравиметрическая плотность порошкообразных аммонитов находится в пределах 0,9—1,15 г!cm3. Критическая плотность большинства аммонитов колеблется в пределах 1,15—1,4 г)см?.
Аммониты, содержащие мощные В В, имеют критическую плот ность около 1,6 г!см?.
При ведении взрывных работ нельзя допускать уплотнения ВВ выше критической плотности, которое может повлечь за со- , бой потерю способности аммонитов к детонации. В то же время
.желательно применять ВВ при максимально допустимых плотно стях, которым соответствуют более высокие взрывчатые харак
теристики.
Повышение плотности аммонитов достигается прессованием или шнекованием составов. Прессованные и шнекованные ВВ об ладают жесткостью и не изменяют своей формы в процессе за ряжания. Это ухудшает условия их использования, так как меж ду зарядом и стенками шпура или скважины образуется зазор, наличие которого отрицательно влияет на плотность заряжания и на эффект взрыва.
Классификация взрывчатых веществ (ВВ) и их сорта |
149 |
Аммониты с диаметром патрона 32 мм и выше целесообразно применять в прессованном виде в том случае, если их плотность
выше 1,4 г!см3. Тогда плотность В В компенсирует снижение плот ности заряжания жестких патронов и создаётся возможность по высить эффективность действия заряда. Плотность прессованных скальных аммонитов находится в пределах 1,5 г/см3, а аммонита №6 —до 1,35 г!см3.
Шнекованные заряды из водоустойчивого аммонита В-3 диа метром 150—310 мм и с плотностью около 1,3 г/сж3 целесообраз
но применять в обводненных скважинах. Такие заряды хорошо тонут в воде. Кроме того, в обводненных скважинах зазор между ВВ и стенками скважин заполняется водой, что благоприятно влияет на эффект взрыва. Шнекованные заряды в сухих скважи нах не дают никакого преимущества перед зарядами из порошко образного аммонита.
Взрывчатая характеристика аммонитов, применяемых в шах тах, не опасных по газу и пыли, следующая: скорость детонации 3600—7000 м/сек; теплота взрыва 950—1300 ккал!кг; объем газов 830—920 л!кг.
К внешним воздействиям аммониты относительно малочув ствительны, горят очень плохо, на открытом воздухе горение во взрыв не переходит. От трения аммониты не взрываются; чув ствительность их к удару при испытании на копре составляет
60—75 сж; температура вспышки 320—<340°. Они наименее опасны из всех промышленных ВВ.
Отрицательными свойствами аммонитов являются малая
плотность, гигроскопичность и слеживаемость. Два последних свойства частично устраняются при помощи специальных доба
вок, или специальной обработкой, например, зернением и прессо ванием.
Взрывные качества аммонитов в значительной степени зави сят от степени измельчения компонентов и равномерности их сме шения при изготовлении ВВ на заводе. Чем тоньше измельчение
итщательнее смешение, тем безотказнее взрываются аммониты
итем больше выделяют они энергии при взрыве.
Состав, основные свойства и условия применения современ ных отечественных сортов аммонитов' даны в табл. 25.
Как следует из табл. 25, аммониты, применяемые в шахтах,
не опасных по газу и пыли, содержат значительное количество нитропроизводных (от 12 до 21%). Эти аммониты отличаются бо
лее высокими взрывными свойствами.
Аммониты выпускаются в патронированном виде (для под земных работ) и россыпью в бумажных мешках или деревянных ящиках весом до 40 кг (для открытых работ). Патроны имеют
диаметр 31—32 жж и вес 100; 150; 200 и 300 г. Чаще всего при меняют патроны весом 200 г и длиной 230—250 жж. Патроны ук-