Лекция 12 СОВРЕМЕННЫЙ АССОРТИМЕНТ НЕПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ВВ Все непредохранительные

Лекция 12 СОВРЕМЕННЫЙ АССОРТИМЕНТ НЕПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ВВ Все непредохранительные взрывчатые вещества относятся к I и II классам по условиям применения. По составу и структуре эти ВВ можно разделить на следующие группы: нитросоединения; аммиачноселитренные ВВ (смеси аммиачной селитры с нитросоединениями); нитроэфирсодержащие ВВ (смесь аммиачной селитры с жидкими нитроэфирами); водосодержащие; эмульсионные; конверсионные. Кроме того, все непредохранительные промышленные ВВ можно подразделять на ВВ заводского изготовления и ВВ, изготавливаемые на местах производства взрывных работ. Сведения об ассортименте непредохранительных промышленных ВВ приведены в таблице. Разрушение горных пород взрывом, 2010 1

I класс по условиям применения Характеристика ВВ 1. Нитросоединения (гранулированные) 2. Смесь аммиачной селитры с нитросоединениями (гранулированные) II класс по условиям применения заводского изготовления изготавливаемые на местах производства работ Гранулотол Алюмотол Нет Нет Граммонит 79/21 Граммонит М Граммонит ТМ Граммотол марок 10, 15, 20 Нет Граммониты (30/70, 50/50, 82/18 и др. ) 3. Смесь аммиачной селитры с нитросоединениями (патронированные, порошкоообразные) Нет Аммонит № 6 ЖВ Аммонал М-10 Аммонал скальный № 1 Аммонал скальный № 3 4. Смесь аммиачной селитры с жидкими нитроэфирами Нет Детонит М Нет 5. Смесь аммиачной селитры с невзрывчатыми компонентами Гранулиты (АП, АС-6 М, АС-8 ПР, С -6 М, УП и др. ) Гранулиты (АК, АС-Д, ВК, УП и др. ) Гранулиты (М, АС-4, АС 4 В, АС-8 В, АФ-7, АФ-12, МГ-10 и др. ) Гранулиты (А 6, Д 5, игданит П, ПС) 6. Водосодержащие Селипор патронированный Акватолы Карбатолы Нет Акванит АРЗ-8 Акванал АРЗ-8 Н 7. Эмульсионные Порэмиты (1, 1 А, Порэмит П В, М) патронированный Разрушение горных пород Гранэмит-И 50 Эмульсолит П взрывом, 2010 Сибириты (1000, патронированный Нет 2

Требования к ВВ, применяемым на открытых горных разработках 1. ВВ должны иметь относительно большой критический диаметр (не менее 100 мм). К таким взрывчатым веществам относятся грубодисперсные гранулированные смеси с широкой зоной химической реакции, которые обеспечивают более равномерное дробление породы при взрыве за счет уменьшения зоны переизмельчения вблизи заряда. 2. Для ВВ, применяемых для взрывания только на земной поверхности (I класс), нормативными документами в области промышленной безопасности вид кислородного баланса не регламентируется, т. е. может быть любым – положительным, отрицательным, нулевым. В то же время при взрывании в глубоких карьерах рекомендуется применение ВВ с нулевым кислородным балансом, поскольку при взрывании взрывчатых веществ с кислородным балансом, отличным от нулевого, в атмосферу выбрасывается значительное количество ядовитых газов, что заметно ухудшает условия проветривания района взрыва и может отрицательно сказываться на экологической обстановке в районе расположения карьера. Разрушение горных пород взрывом, 2010 3

3. ВВ должны обладать хорошей сыпучестью, минимальной слеживаемостью при хранении, минимальным пылением при пересыпке и быть малочувствительными к механическим воздействиям, в частности к трению, чтобы работы по заряжанию скважин могли выполняться механизированным способом (с применением зарядных машин), резко увеличивающим производительность труда. 4. ВВ должны сохранять стабильными свойства при нахождении в скважинах в течение длительного времени (5 -10 суток и более), обладать минимальным агрессивным воздействием на средства инициирования (детонаторы, детонирующий шнур), промежуточные детонаторы и вмещающие породы. 5. Значительная часть ассортимента ВВ должна быть водоустойчивой и иметь плотность выше 1 г/см 3 , чтобы при заряжании обводненных скважин ВВ хорошо тонуло в воде. Взрывчатые вещества, заряженные в обводненные скважины, должны устойчиво детонировать. 6. ВВ должны иметь низкую стоимость, поэтому одним из основных направлений развития их ассортимента является разработка составов, изготавливаемых на местах производства взрывных работ, в том числе с использованием местных компонентов. Разрушение горных пород взрывом, 2010 4

Гранулированные тротилсодержащие ВВ I класса по условиям применения заводского изготовления Гранулотол - гранулированный тротил с размером гранул 3 -5 мм предназначен для производства взрывных работ при ручном и механизированном заряжании скважин любой степени обводненности. Гранулотол абсолютно водоустойчив, хорошо тонет в воде, имеет хорошую сыпучесть и в сухом, и во влажном состоянии. При хранении не слеживается, обладает высокой стабильностью взрывчатых свойств. Его заряды могут продолжительное время находиться в воде, в том числе в проточной без потери взрывчатых свойств. Для инициирования скважинных зарядов гранулотола необходим мощный промежуточный детонатор, так как ВВ недостаточно чувствительно к обычным средствам инициирования. Алюмотол – взрывчатое вещество, предназначенное для производства взрывных работ при ручном и механизированном заряжании скважин любой степени обводненности, представляющее собой гранулированный сплав, состоящий из 85 % тротила и 15 % алюминиевой пудры с гранулами серого цвета размером до 5 мм. Разрушение горных пород взрывом, 2010 5

Тротиловая шашка Т-400 Г Гранулотол Разрушение горных пород взрывом, 2010 6

Граммониты 30/70 и 50/50 – двухкомпонентные взрывчатые вещества, предназначенные для производства взрывных работ при ручном и механизированном заряжании сухих и ограниченно обводненных (с непроточной водой) скважин, состоят из смеси гранул аммиачной селитры и тротила. Числитель дроби в марке ВВ обозначает процентное содержание аммиачной селитры, а знаменатель – процентное содержание тротила. Внешне граммониты представляют собой смесь гранул размером 2 -3 мм. Граммониты имеют хорошую сыпучесть, не пылят, не слеживаются. От порошкообразных аммонитов они отличаются меньшей чувствительностью к механическим воздействиям и к начальному импульсу. Скважинный заряд граммонита взрывается от промежуточного детонатора массой 200 -400 г (аммонит № 6 ЖВ, тротиловые шашки). Разрушение горных пород взрывом, 2010 7

Основные характеристики ВВ заводского изготовления I класса по условиям применения Показатели Гранулотол Алюмотол Граммонит 30/70 Граммонит 50/50 Теплота взрыва, к. Дж/кг 3450*/4100 5200*/5600 3450 3700 Работоспособность, см 3 290 430 380 450 750*/1945 675*/815 800 870 Бризантность в стальном кольце (в водонаполненном состоянии), мм 32 -34 Разрушение 24 -27 23 -25 Критический диаметр, мм 5 -10 40 -60 40 -50 5, 5 -6, 5 5, 5 -6, 0 5, 2 -5, 6 3, 6 -4, 2 0, 95 -1, 0 0, 85 -0, 9 - 74, 0 - 76, 2 - 45, 9 - 27, 2 Объем газов, л/кг Скорость детонации стальной трубе, км/с Насыпная плотность, г/см 3 Кислородный баланс, % в * Числитель – в сухом, знаменатель – в водонаполненном состоянии. Разрушение горных пород взрывом, 2010 8

Гранулированные бестротиловые ВВ I класса Гранулиты – простейшие бестротиловые ВВ, состоящие из гранулированной аммиачной селитры, омасленной минеральным маслом и опудренной твердой тонкодисперсной горючей добавкой. Состав гранулитов I класса по условиям применения Гранулиты Компоненты АП АС-С (Б) С-6 М Ж УП-1 92, 0 84, 0 74, 5 -59, 5 90, 0 93, 0 - - 20, 0 -35, 0 - - 3, 0 5, 5 3, 5 - - - 10, 0 - 5, 0 - - Хлористый натрий - 10, 0 - - - Угольный порошок - 3, 0 - - 3, 5 Вермикулит, сверх 100 % - - - 1, 5 - Селитра гранулированная аммиачная Селитра порошкообразная аммиачная Жидкий нефтепродукт (масло индустриальное, приборное, соляровое и др. ) Жир животный технический Концентрат оксидов железа и его Разрушение горных пород взрывом, 2010 9

Основные преимущества гранулитов перед другими типами ВВ: 1. Гранулиты характеризуются весьма низкой чувствительностью к механическим воздействиям, а, следовательно, намного безопаснее в обращении в сравнении с другими типами ВВ. 2. Изготовление гранулитов, как правило, сводится к простому перемешиванию твердой и жидкой фаз, для чего пригодны простые по устройству лопастные смесители, применяемые как в стационарных установках, так и на передвижных зарядно-смесительных машинах. 3. Благодаря низкой стоимости исходных компонентов и малым производственным затратам гранулиты имеют низкую стоимость и являются одними из наиболее экономичных промышленных ВВ. 4. Гранулиты применяются как на открытых, так и на подземных горных работах. В подземных условиях применяется пневмозаряжание шпуров и скважин, обеспечивающее высокую плотность заряда благодаря хорошей уплотняемости гранулитов, содержащих жидкую фазу. Разрушение горных пород взрывом, 2010 10

Недостатки гранулитов: 1. Гранулиты неводоустойчивы, под воздействием воды при содержании влаги более 5 % они теряют детонационную способность. 2. Некоторые гранулиты являются недостаточно физически стабильными. При длительных сроках заряжания жидкий нефтепродукт может частично стекать в нижнюю часть скважины. 3. Большинство гранулитов имеет недостаточно высокие энергетические характеристики для разрушения трудновзрываемых горных пород. Разрушение горных пород взрывом, 2010 11

Основные характеристики гранулитов I класса по условиям применения Компоненты Гранулиты АП АС-С (Б) С-6 М Ж УП-1 Теплота взрыва, к. Дж/кг 3020 3400 3350 3760 3600 Объем газов, л/кг 980 860 980 840 980 22 -23 18 -20 15 -20 н/д 11 Критический диаметр, мм 40 (в стальной оболочке) 120 -140 70 (в стальной оболочке) 160 200 Скорость детонации, м/с 3000 -3200 3600 -3800 4500 -4600 3600 -4200 1, 0 -1, 05 0, 9 -0, 95 0, 85 -1, 0 0, 85 -0, 95 +9, 6 -1, 6 -0, 13 -5, 0 -2, 5 Бризантность в стальном кольце, мм Насыпная плотность, г/см 3 Кислородный баланс, % Разрушение горных пород взрывом, 2010 12

Водосодержащие ВВ I класса Акватолы – группа водосодержащих ВВ, представляющих собой плотные нерасслаивающиеся суспензии, твердой фазой которых служит смесь гранулированной аммиачной селитры с гранулотолом или алюмотолом. Жидкая фаза суспензии представлена насыщенным раствором аммиачной селитры, целиком заполняющим межгранульное пространство. Наиболее распространен акватол Т-20 (ифзанит) с модификациями. Для придания водоустойчивости раствор аммиачной селитры загущают солью карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или полиакриламидом, а также дополнительно структурируют сшивающими добавками с образованием геля. Карбатолы – водосодержащие горячельющиеся ВВ, изготавливаемые из низкотемпературного расплава аммиачной селитры и карбамида с добавками гранулотола и 3 -5 % воды. Плотности расплава и гранулотола примерно равны, что исключает расслоение смеси. Отсутствует необходимость в применении загустителя, так как смесь при охлаждении быстро твердеет. В карбатоле ГЛ-15 Т в качестве сенсибилизатора используется гранулотол, а в карбатоле ГЛ-10 В вместе с гранулотолом используется алюминиевый порошок. Разрушение горных пород взрывом, 2010 13

Эмульсионные ВВ изготавливаются путем обработки горячего раствора селитры (смеси аммиачной, кальциевой и натриевой селитр) и индустриального масла при температуре 80 о. С с добавкой эмульгатора в аппарате эмульгирования, за счет чего образуется обратная эмульсия. При этом раствор селитры диспергируется до капель микронного размера, которые обволакиваются пленкой масла. При этом получается абсолютно водоустойчивая обратная эмульсия сметанообразной консистенции. Для повышения детонационной способности эмульсии в нее вводят газовые пузырьки, например, в виде микросфер или стекла или, используя газогенерирующую добавку (ГГД), – нитрит натрия. В таком состоянии эмульсия становится взрывчатым веществом – порэмитом – с достаточно высокой чувствительностью к взрывному начальному импульсу и имеет сравнительно малую величину критического диаметра. В порэмитах достигается высокая поверхность контакта между окислителем (раствором селитры) и горючим компонентом (индустриальные масла). В зависимости от содержания жидкой фазы они могут обладать как текучими, так и пластическими свойствами. Для повышения энергетических характеристик эмульсионных ВВ в их состав вводят тонкодисперсный алюминий. Разрушение горных пород взрывом, 2010 14

Зарядная машина для заряжания эмульсионных ВВ Разрушение горных пород взрывом, 2010 15

Гранэмит – это эмульсионное ВВ, состоящее из смеси порэмита и гранулита -игданита. В настоящее время разработаны три состава гранэмита – И-30, И -50 и И-70, где 30, 50, 70 – процентное содержание игданита. Конверсионные ВВ Гранипоры – промышленные ВВ I класса, изготавливаемые из пироксилиновых порохов с размером частиц от 5 до 20 мм с добавкой жидкого нефтепродукта. Предназначены для производства взрывных работ при ручном заряжании сухих и обводненных скважин. В скважинах с непроточной водой заряды гранипора могут находиться до 6 суток. Дибазит – водоустойчивое промышленное ВВ I класса, изготавливаемое на основе баллиститных порохов. Предназначен для взрывных работ при ручном заряжании скважин любой степени обводненности, в том числе с проточной водой. Внешний вид дибазита – таблетки или гранулы произвольной формы и цвета размером до 40 мм. Тротил У – промышленное ВВ I класса, изготавливаемое из тротила, извлеченного из боеприпасов при расснаряжении. Предназначен для взрывных работ при ручном заряжании скважин любой степени обводненности, в том числе с проточной водой. Разрушение горных пород взрывом, 2010 16

Характеристики конверсионных ВВ Показатели Гранипоры Дибазит Тротил-У -50 -30…-45 -74 3350 -3770 3640 -4060 Объем газов, л/кг 800 -850 850 -900 710 Температура вспышки, о. С 170 -180 140 -145 295 -305 в безводном состоянии 3, 4 -3, 6 3, 7 -3, 9 2, 8 -3, 5 4, 0 -4, 6 в водонаполненном состоянии 5, 3 -5, 5 5, 9 -6, 2 5, 8 -6, 0 5, 0 -5, 5 Работоспособность, см 3 270 -300 280 -300 285 -295 12 -24 6 -12 0 -20 0, 8 -0, 85 -0, 90 0, 85 -0, 95 0, 75 -1, 0 БП-1 БП-2 Кислородный баланс, % -50 Теплота взрыва, к. Дж/кг Скорость детонации, км/с: Чувствительность к удару, % Насыпная плотность, г/см Применение конверсионных ВВ носит ограниченный характер, поскольку объем их производства относительно невелик. Кроме того, вышеперечисленные ВВ допущены только к ручному заряжанию скважин, а значит, применяются только на карьерах с невысокой производственной мощностью. Разрушение горных пород взрывом, 2010 17