160 Взрывчатые материалы
нитрогруппу с образованием воды и в общем виде выражается
уравнением
/?тН„ + XHNO3 = 7?OTHn_x(NO2)v + ХН2О.
Из нитропроизводных ароматического ряда наибольшее прак
тическое значение в горном деле имеет тротил; в ограниченных
масштабах применяется динитронафталин.
Тротил (тринитротолуол, тол) С7Н5(МО2)3 является про дуктом тройной нитрации толуола. Суммарная реакция получе ния тротила идет по уравнению
С6Н6СН3 + 3HNO3 = CGH2 (NO2)3 СН3 + ЗН2О.
Тротил применяют в горном деле в качестве компонента ам монитов, а иногда и как самостоятельное ВВ для открытых работ. Тротил представляет собой порошок светло-желтого цвета, горь кий на вкус и имеет гравиметрическую плотность 0,8—1,0 г/см3; действительная плотность кристаллов равна около 1,6 г/см3. Тем пература затвердевания тротила 75—80°. Он почти нерастворим в воде, в химическом отношении весьма стоек. При быстром на
гревании легко загорается и при горении на открытом воздухе в количестве до 200 кг сгорает спокойно, без взрыва. В замкну том пространстве горение даже небольшого количества тротила переходит во взрыв.
К механическим воздействиям (удару и трению) тротил мало чувствителен. Под водой своих взрывчатых свойств не теряет.
Как компонент (сенсибилизатор) аммонитов тротил удобен тем, что будучи малочувствительньш к внешним воздействиям,
он имеет высокую чувствительность к импульсу детонационной волны, достаточно мощен, физически и химически стабилен. Тро тил богат горючими элементами (кислородный баланс его со ставляет 74%).
Как самостоятельное ВВ тротил применяется в трех различ ных видах: порошкообразном, прессованном и плавленном.
Порошкообразный и прессованный тротил детонируют от кап сюля-детонатора; для детонации плавленного тротила необхо димо применять промежуточный детонатор из порошкообразного или прессованного тротила.
Взрывная характеристика тротила следующая: объем газо образных продуктов взрыва 728 л/кг; температура взрыва 2950°;
скорость детонации при плотности 1,58 (в плавленном виде) 6700 м!сек\ работоспособность (при той же плотности) 280 см3, бризантность 24 мм.
Динитронафталин СюНб(NO2)2 представляет собой по рошок серо-желтого, землистого цвета, имеющий гравиметри
ческую плотность около 1,0 г/см3, действительную плотность
Классификация взрывчатых веществ (ВВ) и их сорта |
161 |
1,6 г!см3. Температура затвердевания динитронафталина 150— 152°. Он очень мало растворяется в спирте и эфире, но раство рим в бензоле, ацетоне и ксилоле.
Динитронафталин мало чувствителен к внешним воздейст виям и водоустойчив. В чистом виде он является очень слабым ВВ и поэтому как самостоятельное ВВ не применяется, а исполь
зуется в качестве компонента динафталита.
§ 5. Оксиликвиты
Оксиликвитами называют взрывчатые смеси, состоящие из жидкого кислорода и твердого горючего поглотителя. В качестве поглотителя применяют различные углеродистые или целлюлоз ные порошкообразные вещества (древесный уголь, древесная мука, мох, торф и др.). Предложены также более безопасные прессованные и брикетированные поглотители, предварительно
подвергаемые огнезащитной обработке.
Взрывные свойства оксиликвитов зависят от природы по глотителя. Меняя поглотитель, можно изготовить оксиликвиты различные по своим действиям — от самых слабых до весьма мощных ВВ, подобных динамитам с высоким содержанием нит роглицерина.
По своей чувствительности к механическим воздействиям ок силиквиты близки к динамитам. От огня они легко загораются, и в замкнутом пространстве горение переходит во взрыв.
Основными положительными качествами оксиликвитов явля ются неограниченная сырьевая база, возможность регулирования взрывных свойств и относительно малая стоимость.
Недостатками оксиликвитов являются их физическая нестой кость и высокая чувствительность. Физическая нестойкость оксиликвитов обусловлена наличием в их составе жидкого кисло рода, который имеет весьма низкую температуру кипения (—183°) и в обычных условиях быстро испаряется.
Изготовляют оксиликвиты непосредственно на рудниках.
Процесс изготовления состоит из следующих операций: а) получения жидкого кислорода;
б) патронирования поглотителя; в) насыщения патронов кислородом (собственно изготовле
ние оксиликвитов).
Кислород получают фракционным испарением сжиженного воздуха. Перед сжижением воздух очищают от углекислого газа
и других примесей. Азот, имеющий температуру кипения 196°.
удаляют из жидкого воздуха испарением.
Жидкий кислород перевозят в малотеплопроводных двустен ных резервуарах — танках.
Патроны поглотителя изготовляют в специальных мастер-
11 в. В. Нсдин. Ш. И. Ибраев
162 Взрывчатые материалы
ских. Пропитка кислородом осуществляется на месте взрывных работ, — или непосредственно в скважине, или перед заряжани ем скважины, в последнем случае путем погружения патронов поглотителя в жидкий кислород. Для изготовления оксиликви-
тов, пропитка которых производится перед заряжанием, разре шается применять только целлюлозные брикетированные или прессованные поглотители волокнистого строения, исключающие возможность образования пыли и подвергнутые огнезащитной обработке. Содержание влаги в поглотителе должно быть не менее 12%. Готовые патроны оксиликвитов немедленно вводят в скважину и взрывают при помощи азидотетриловых капсюлейдетонаторов. Взрывание необходимо (применять электрическое. Допускается взрывание без забойки.
Время, протекающее с момента извлечения патрона из жид
кого кислорода до момента, когда оксиликвит начинает терять свои взрывчатые свойства (в результате испарения кислорода),
называется временем жизненности. Различают время жизненности до точки СО2 и время жизненности до точки СО в зависимости от кислородного баланса оксиликвита в данное время.
Время жизненности зависит от диаметра патрона, а также от физического состояния, химического состава и плотности по глотителя, т. е. от его поглощающей способности. Чем больше
диаметр патрона, тем больше время жизненности. Ориентиро вочно при диаметре патрона 30 мм время жизненности состав ляет около 5 мин. и при диаметре патрона 200 мм около 1 часа.
Оксиликвиты могут применяться на открытых работах при соблюдении дополнительных требований правил безопасности
[20].
В СССР оксиликвиты применялись на Днепрострое и на не которых крупных карьерах. Широкого распространения они не
получили.
За рубежом известно широкое применение оксиликвитов на
подземных железных рудниках Лотарингии (около 90% всей по требности данного бассейна в ВВ покрывается за счет оксилик
витов), на отдельных карьерах в Китае, в США и некоторых других странах.
§6. Пороха
1.Черный порох
Черный (или дымный) порох представляет собой механичес кую смесь серы, селитры (калиевой или натровой) и древесного угля. Уголь является горючим компонентом, а селитра — носи телем кислорода. Сера же служит связующим средством для уг
Классификация взрывчатых веществ (ВВ) и их сорта |
163 |
ля и селитры, так как без серы порох после прессования и зер нения легко бы рассыпался.
Изобретен черный порох в Китае в глубокой древности. В
Европе он стал известен с XIII века.
В зависимости от назначения современные черные пороха из готовляют с соотношением компонентов, указанным в табл. 27.
Таблица 27
Содержание компонентов в черном псрсхе разного нагначегия
Содержание компонентов, %
Назначение пороха
|
|
селитры |
серы |
угля |
Для взрывных работ........................... |
75 |
10 |
15 |
|
Для снаряжения |
огнепроводного |
78 |
12 |
10 |
шнура (шнуровой порох)....................... |
||||
Черный порох |
выпускают в виде зерен темно-сизого цвета с |
|||
гравиметрической |
плотностью |
0,9—1,0 |
г/см3. Действительная |
|
плотность пороховых зерен 1,6—1,8 г/см3.
Черный порох чрезвычайно чувствителен к внешним воздей ствиям. Он легко загорается от огня и зажженный на воздухе взрывается в небольших количествах. Черный порох легко взры вается также от удара и трения.
Он весьма гигроскопичен и потому требует хранения только
в сухом месте. Допускаемая влажность черного пороха 1,0%.
При влажности 7% он уже не взрывается.
Черный порох является типичным метательным ВВ со скорос тью взрывчатого превращения (при взрывании от огня или искры) 400 м/сек. При инициировании детонатором скорость превраще ния черного пороха резко повышается и доходит до нескольких тысяч метров в секунду.
Теоретически реакцию разложения пороха можно представить в следующем виде:
2KNO3 + ЗС + S - K2S + N2 + ЗСО2.
В действительности, в продуктах взрыва пороха содержится более десятка твердых и газообразных веществ (выделяется
только 43,6% газообразных продуктов, остальные 56,4% состав ляют твердый остаток вследствие чего черный порох является слабым ВВ). В газообразных продуктах взрыва черного пороха содержится ядовитый газ СО (87 л/кг).
В огнепроводных шнурах горение пороховой сердцевины не пе реходит во взрыв, так как она имеет диаметр всего около 2 мм и заключена в мягкую тканевую оплетку.
*11