Характеристика взрывчатых веществ и средств взрывания

ч. 1 ч. 2 ... ч. 4 ч. 5


Глава 9. Характеристика взрывчатых веществ и средств взрывания
9.1. Классификация взрывчатых веществ и их характеристики
Взрывчатые вещества (ВВ) - химическое вещество или смесь веществ, способных под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов.

Из этого определения следует, что способность веществ к взрывчатым превращениям предопределяется совокупностью трех главных факторов: экзотермичностью, высокой скоростью превращения и газообразованием. Каждый из этих факторов в количественном отношении для ВВ различных классов может иметь существенно отличающиеся значения, однако только совместное действие их придает химическому превращению взрывной характер.

Рассмотрим кратко значимость каждого из этих факторов.

Экзотермичность процесса. Выделение тепла (энергии) является главным условием, без которого взрывной характер превращения невозможен. Теплота реакции взрывчатого превращения является параметром, определяющим мощность ВВ как источника энергии. Эта одна из основных характеристик ВВ называется удельной энергией взрывчатого превращения (Qо). Для современных ВВ Qо= 1,3  8,5 МДж/кг.

Для взрывчатого превращения характерна высокая скорость энерговыделения. Этот фактор определяет принципиальную возможность использования того или иного ВВ для выполнения различных типов работ.

Линейные скорости взрывчатых превращений могут составлять величину порядка 10-3 ... 104 м/с. Нижняя граница диапазона характерна для процесса горения, верхняя - для детонации.

Любое превращение вещества может иметь взрывной характер лишь в том случае, если при этом происходит образование рабочего тела. При взрывном превращении рабочим телом, совершающим разрушение или движение, являются газообразные продукты взрыва. Объем газов, приведенных к стандартным условиям, для современных ВВ составляет 0,4 - 1 м3/кг.

Взрывчатые вещества подразделяются на инициирующие, бризантные и метательные (пороха). Основное назначение инициирующих ВВ - преобразование простого начального импульса (удар, накол, электрический разряд и т.п.) в импульс детонационный или огневой. Бризантные ВВ предназначены для дробления корпусов боеприпасов и метания образовавшихся осколков, для разрушения горных пород и оборонительных сооружений, для формирования воздушных ударных волн и т.п. В технической литературе инициирующие ВВ иногда называют первичными, а бризантные - вторичными.

Основной режим взрывчатого превращения для инициирующих и бризантных ВВ - детонация.

Пороха - пластифицированные системы, способные к воспламенению и последующему горению параллельными слоями. По своему составу и способу пластификации современные пороха подразделяются на пироксилиновые и баллистные. Основной режим взрывчатого превращения для порохов - горение.



Инициирующие ВВ обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям (удару, наколу, воздействию огня, трению), от которых они, как правило, взрываются. Взрыв сравнительно небольших количеств инициирующих ВВ в непосредственной близости с бризантными ВВ вызывает детонацию последних. Инициирующие ВВ применяются для снаряжения средств инициирования.

К инициирующим ВВ относятся: гремучая ртуть, азид свинца, тенерес (ТНРС).

К инициирующим ВВ относятся также капсюльные составы, взрыв которых может использоваться для возбуждения детонации инициирующих ВВ или для воспламенения порохов.

Гремучая ртуть - мелкокристаллическое сыпучее вещество белого или серого цвета. Ядовита, плохо растворяется в воде. К удару, трению и тепловому воздействию наиболее чувствительна в сравнении с другими инициирующими ВВ, применяемыми в практике. Не взаимодействует химически с медью и ее сплавами. С алюминием взаимодействует энергично, с образованием невзрывчатых соединений. Поэтому гильзы гремучертутных капсюлей изготавливают из меди или мельхиора.

Азид свинца - мелкокристаллическое вещество белого цвета. К удару, трению и действию огня менее чувствителен, чем гремучая ртуть. Поэтому применяется в сочетании с более чувствительным инициирующим ВВ (тенерес, капсюльные составы. Не теряет способности к детонации при увлажнении..

Гильза капсюля - детонатора (КД), для азида свинца, изготавливается из алюминия.



Тенерес - применяется в КД совместно с азидом свинца с целью обеспечения безотказности инициирования бризантных ВВ. В виду низкой инициирующей способности самостоятельного применения не имеет. Достаточно чувствителен к тепловому воздействию.

Бризантные ВВ более мощны и значительно менее чувствительны к различного рода внешним воздействиям, чем инициирующие ВВ. Возбуждение детонации в бризантных ВВ обычно осуществляется взрывом того или иного инициирующего ВВ, входящего в состав КД. Некоторые бризантные ВВ детонируют только от взрыва дополнительного детонатора из более чувствительного ВВ.

Группа бризантных ВВ по мощности делится на три подгруппы: повышенной мощности; нормальной мощности; пониженной мощности.

К ВВ повышенной мощности относятся ТЭН, гексоген, тетрил.

ТЭН применяется для изготовления детонирующих шнуров и снаряжения некоторых боеприпасов. Представляет собой белое кристаллическое вещество. Флегматизированный ТЭН подкрашивается в розовый или оранжевый цвет. По отношению к механическим воздействиям относится к числу наиболее чувствительных, применяемых в практике бризантных ВВ. От удара пули - взрывается. Горит энергично, белым пламенем, без копоти. Горение может перейти во взрыв.

Гексоген в чистом виде применяется для снаряжения КД и изготовления детонирующих шнуров (ДШ). Широко применяется в сплавах с тротилом. В некоторых случаях для повышения энергии взрыва в состав (сплав) добавляется алюминий. Чувствительность к удару ниже, чем у ТЭНа. Свойства сплавов гексогена определяются свойством ВВ, входящего в сплав. Сплавы гексогена с тротилом (ТГ, ТГА) по взрывным характеристикам занимают среднее положение между тротилом и гексогеном.

К ВВ нормальной мощности относятся тротил и пластит (ПВВ-4).



Тротил (тринитротолуол, тол и ТНТ) - основное бризантное ВВ, применяемое для взрывных работ . Представляет собой кристаллическое вещество от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Производится в виде порошка (порошкообразный ТНТ), мелких чешуек (чешуированный ТНТ), или гранул (гранулированный ТНТ). Плавится без разложения при температуре около 81о С, плотность после затвердевания 1,55 - 1,60 г/см3; температура вспышки около 310о С, горит коптящим пламенем. К удару, трению и тепловому воздействию мало чувствителен. Прессованный и литой ТНТ от удара пулей не взрывается, с металлами химически не взаимодействует.

Восприимчивость тротила к детонации зависит от его состояния. Прессованный и порошкообразный ТНТ безотказно детонирует от КД № 8, литой, чешуированный и гранулированный - только от дополнительного детонатора.

Химическая стойкость тротила весьма высокая. Длительное нагревание при 180о С мало изменяет его взрывчатые свойства. При производстве взрывных работ применяется в виде прессованных шашек: больших 400 г - 50 х 50 х 100 мм; малых 200 г - 25 х 50 х 100 мм; буровых 75 г - диаметр 30 мм, длина 70 мм.

Перевозится в ящиках. В каждый ящик уложено 30 больших и 465 малых или 250 буровых шашек. Вес ящика - 25 кг.



Пластит-4 представляет собой однородную тестообразную массу светло-кремового цвета, плотностью 1,4 г/см3. Изготавливается из порошкообразного гексогена (80%) и пластификатора (20%). Не растворяется в воде, легко деформируется усилием рук. Пластические свойства сохраняются при температуре от -30о С до +50о С. К удару, трению, тепловым воздействиям малочувствителен. При простреле пулей не взрывается и не загорается. Горит энергично без взрыва, с металлами химически не взаимодействует. Детонируется от КД № 8.

Пластит-4 поставляется в виде брикетов 70х70х145 мм, весом 1 кг, обернутых в бумагу. Брикеты по 32 шт. упакованы в ящик.

ВВ пониженной мощности аммиачно-селитренные ВВ (механические смеси аммиачной селитры и взрывчатых или горючих веществ):

аммонит - аммиачная селитра с добавкой бризантного ВВ, чаще всего тротила (смеси селитры с тротилом аммотолами);

динамон - аммиачная селитра с добавками горючих веществ;

аммонал - аммонит или динамон с примесью алюминиевого порошка.

Физико-химические свойства аммонитов в основном определяются свойствами аммиачной селитры. Увлажненные и слежавшиеся аммониты обладают пониженной восприимчивости к детонации. При влажности 3% и выше аммониты могут давать отказы. В практике пригодность аммонитов к применению определяют следующим образом. Насыпают небольшое количество аммонита на ладонь и сжимают его в кулаке, затем разжимают кулак. Если аммонит сухой - он рассыпается, такой аммонит пригоден к применению. В противном случае аммонит считается сырым, такое вещество может дать отказы.

Увлажненные аммониты перед применением должны просушиваться в тени, слежавшиеся размельчаются.


9.2. Способы и средства взрывания
Взрывание зарядов ВВ может осуществляться огневым или электрическим способом.

Огневой способ применяется для взрывания одиночных зарядов ВВ или для разновременного взрывания серий зарядов, когда взрыв одного из них не может повредить другого заряда или другой серии.

При огневом способе взрывание зарядов осуществляется зажигательной трубкой, состоящей из капсюля-детонатора и огнепроводного шнура. Зажигательные трубки поступают из промышленности в готовом виде (зажигательные трубки с огнепроводным шнуром в пластикатовой оболочке - ЗТП), или изготовляться в войсках.

Для взрывных работ применяется капсюль-детонатор № 8-А, представляющий собой открытую с одного конца цилиндрическую алюминиевую гильзу, в нижней части которой запрессовано бризантное ВВ повышенной мощности (тетрил, ТЭН, гексоген), а сверху инициирующее ВВ (азид свинца и тенерес). Заряд КД прикрывается сверху алюминиевой чашечкой с круглым отверстием в центре, закрытым шелковой сеткой. Могут также применяться КД № 8-М, № 8-С, № 8-Б, имеющие соответственно медную, стальную или бумажную гильзу с латунной или медной чашечкой, а в качестве инициирующего ВВ - гремучую ртуть. В капсюлях-детонаторах этого типа отверстия чашечек могут не иметь прикрывающей сетки.

Огнепроводный шнур (ОШ) предназначен для возбуждения взрыва КД в зажигательных трубках и воспламенения зарядов дымного пороха. Он состоит из пороховой сердцевины с одной направляющей нитью и ряда внутренних и наружных оплеток и оболочек. Наружный диаметр шнура 5  6 мм.

Изготавливается огнепроводный шнур трех видов: в пластиковой оболочке (ОШП) серовато-белого цвета; двойной асфальтированный (ОШДА) темно-серого цветов; асфальтированный (ОША) темно-серого цвета.

Шнур ОШП и ОШДА применяется при проведении взрывных работ под водой и в сырых местах. Шнур ОША может применяться только при работе в сухих местах, где его увлажнение исключается. Огнепроводный шнур всех типов хранится в бухтах по 10 метров. Скорость горения огнепроводного шнура в воздухе составляет приблизительно 1 см/с; под водой огнепроводный шнур горит несколько быстрее, чем на воздухе.

Стандартные зажигательные трубки промышленного производства (ЗТП) обычно бывают с продолжительностью горения 50 с; 150 с; 300 с. Все трубки герметичны, могут применяться для взрыва в воде. Их воспламенение производится терочными или механическими воспламенителями..

Детонирующий шнур (ДШ) предназначен для одновременного подрыва нескольких зарядов. Скорость детонации - 7000 м/с. Взрывается зажигательной трубкой с КД, электродетонатором или зарядом ВВ. На концах ДШ, вставляемых в заряды, как правило, должны быть КД, которые надеваются также, как на ОШ при изготовлении зажигательных трубок. ДШ может быть использован для безкапсюльного взрывания. В заряд пластичного ВВ в этом случае вдавливается отрезок ДШ, сложенный в 4  5 рядов без пересечения. Шашки прессованного тротила взрываются, если их обернуть в 4  5 рядов ДШ, плотно прилегающими между собой и к граням шашки.

ДШ режут на отрезки необходимой длины чистым и острым ножом на деревянной подкладке, предварительно раскатав всю бухту или часть ее так, чтобы от места разреза до неразвернутой части бухты было не меньше 10 м. После каждого разреза следует очищать остатки шнура (крошки ВВ) с подкладки и шнура, ножа. Отрезать ДШ, вставленный в КД запрещается.

Электрический способ взрывания применяется для одновременного взрыва нескольких зарядов или для производства взрыва в точно установленное время.

Для взрывания зарядов электрическим способом необходимы: электродетонаторы; провода; источник тока; проверочные и измерительные приборы.

Электродетонатор ЭДП состоит из капсюля-детонатора № 8-А и электровоспламенителя, собранных в гильзе. Электродетонатор ЭДП-р отличается от электродетонатора ЭДП наличием муфты с резьбой, посредством которой они сочленяются с зарядами и шашками ВВ, имеющими запальные гнезда с резьбой.

Основные характеристики электродетонаторов:

сопротивление в холодном состоянии - 0,9 ... 1,5 Ом;

расчетное сопротивление в нагретом состоянии (при взрыве) - 2,5 Ом;

минимальный воспламеняющий ток - 0,4 А;

минимальный расчетный ток для взрывания одиночного детонатора- 0,5 А при постоянном и 1 А при переменном токе.

Для взрывания последовательно соединенных детонаторов расчетный ток принимается равным 1,0 А при постоянном и 1,5 А при переменном токе.

Основным проводом, применяемым при производстве взрывных работ, служит саперный провод с изолированной медной жилой.

Применяются одножильный - СП-1 и СПП-1, двужильный - СП-2 и СПП-2 саперные провода.

Характеристики саперных проводов приведены в таблице 9.1.

Для взрывания зарядов электрическим способом, как правило, применяется конденсаторная подрывная машинка КПМ-1. Характеристики подрывной машинки представлены в таблице 9.2.
Таблица 9.1


ч. 1 ч. 2 ... ч. 4 ч. 5