Современные взрывчатые вещества

ФГАОУ ВПО  «Северо-восточный федеральный университет  им. М.К.Аммосова»

Геологоразведочный  факультет

Кафедра Технологии и техники разведки МПИ

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине «Технология проведения ГРВ»

На тему

«Современные взрывчатые вещества»

 

 

 

 

Выполнил: студент  гр. ТР-07

Бердыев С.С.

Проверил: Иудин М.М.

 

 

 

Якутск 2010

Содержание

1. Введение  - - - - - - - - - - -    3

2.Классификация ВВ - - - - - - - - - -    4

3. Индивидуальные взрывчатые химические соединения. Инициирующие ВВ -     6

3.1. Азотнокислые эфиры спиртов - - - - - - -     6

3.2. Соли азотной кислоты - - - - - - - -     8

4. Смесевые взрывчатые химические  соединения. - - - - - -   11

Список использованной литературы - - - - - - -  23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение. 

Известно  большое число химических соединений и смесей, способных взрываться под  действием внешнего импульса; их называют взрывчатыми системами. По своему физическому  состоянию они бывают:

• твердыми однокомпонентными химическими соединениями (гексоген, тэн, тротил) или смесями (аммиачная селитра + тротил и т.д.);
• смесями жидких и твердых веществ (нитроэфиры + аммиачная селитра, соляровое масло + аммиачная селитра);
• смесями газов (метан + воздух, ацетилен + кислород и т.д.);
• смесями твердых и жидких веществ с газами (угольная, древесная или другая органическая пыль + пары керосина, бензина + воздух и т.д.);
• жидкими веществами (тринитроглицерин, динитрогликоль);
• смесями жидких веществ (тетранитрометан + бензол, четырехоксид азота + керосин и т.д.).

Для ведения  взрывных работ в горной промышленности применяют промышленные взрывчатые вещества, на которые имеются ГОСТы или утвержденные в установленном порядке технические условия, а также журнальные постановления Госгортехнадзора.

Практическое применение в качестве промышленных ВВ имеют первые две группы, наибольшее распространение получили взрывчатые смеси из твердых веществ. Для взрывного бурения применяют ВВ из смеси жидких компонентов.

Промышленные  ВВ должны обладать пониженной чувствительностью к внешним воздействиям, быть безопасными в обращении, при транспортировании и хранении, иметь относительно невысокую стоимость. Они не должны оказывать вредного влияния на организм человека как при их изготовлении, так и в процессе применения. Вместе с тем промышленные ВВ должны обладать достаточной мощностью, безотказно детонировать от современных средств инициирования (СИ) или промежуточных детонаторов соответствующей мощности, обеспечивать устойчивую детонацию по всей массе ВВ, сохранять свои свойства в течение всего периода гарантийного срока хранения и иметь достаточную стойкость при длительном нахождении в зарядной камере.

2. Классификация ВВ.

Многообразие  условий применения и высокие  технические требования к промышленным ВВ вызвали необходимость иметь широкий их ассортимент, насчитывающий десятки наименований.

Выделяют  первичные инициирующие ВВ, обладающие высокой чувствительностью, которые применяют для изготовления средств инициирования (капсюлей-детонаторов, электродетонаторов, детонирующего шнура). Для изготовления средств инициирования, применяемых в горной промышленности, используют гремучую ртуть Hg(CNO)₂, азид свинца PbN₆, тетрил C₆H₂(NO₂)₄NCH₃, гексоген C₃H₆N₆O₆, тэн C₅H₈(ONO₂)₄ и тринитрорезорцинат свинца C₆H₂(NO₂)₃O₂PbH₂O.

Промышленные (вторичные) ВВ предназначены для дробления и разрушения горных пород. Детонацию этих ВВ вызвать труднее, чем инициирующих, поэтому их взрывают посредством взрыва инициирующих ВВ.

Особенность инициирующих ВВ заключается в том, что их горение очень легко и быстро переходит во взрыв. Горение бризантных (промышленных) ВВ переходит во взрыв лишь при некоторых особых условиях: большой массе, прочной оболочке, пористой структуре и т. п. Горение же порохов, в принципе не отличающихся от бризантных ВВ по химическому составу, наиболее устойчиво и не переходит во взрыв даже при наличии больших масс ВВ и прочной оболочки, что обеспечивает их применение в огнестрельном оружии.

Промышленные  ВВ могут быть индивидуальными (одпокомпонентными) и смесевыми. К индивидуальным относят химически однородные вещества. В молекулах этих веществ содержатся горючие элементы и окислитель. Индивидуальные ВВ по экономическим соображениям, а также из-за высокой чувствительности используют преимущественно как компоненты смесевых ВВ и для изготовления средств инициирования. В качестве однокомпонентного промышленного ВВ применяют тротил, в сейсморазведке иногда порох. Смесевые ВВ представляют собой механическую смесь, сплав, а также раствор двух или нескольких компонентов.

Наибольшее  распространение полумили взрывчатые смеси из твердых веществ. В состав смесей могут входить как взрывчатые, так и невзрывчатые компоненты. Химические вещества, используемые для изготовления смесевых промышленных ВВ, следующие: азотнокислые эфиры спиртов - тринитроглицерин, тетранитродиглицерин, динитрогликоль, тэн, применяемые при изготовлении нитроглицериновых ВВ и в качестве сенсибилизаторов других ВВ; азотнокислые эфиры клетчатки - коллоидный хлопок, используемый для желатинизации нитроглицеринф; нитросоединения ароматического ряда - тротил (ТНТ), динитронафталин, используемые частично в чистом виде, а главным образом в качестве сенсибилизаторов механических смесей; тенерес (тринитрорезорцинат свинца) и тетрил, применяемые при изготовлении детонаторов; соли азотной кислоты – аммиачная (АС), натриевая и калиевая селитры, применяемые при изготовлении различных сортов промышленных ВВ; соли азотистоводородной кислоты - азид свинца и гремучей кислоты - гремучая ртуть, применяемые при изготовлении детонаторов.

По  химическому составу ВВ разделяют на аммиачно-селитренные, нитроглицериновые, нитропроизводные ароматического ряда, хлоратные, оксиликвиты и пороха. Основное практическое применение имеют ВВ трех первых групп, хлоратные и перхлоратные ВВ почти не применяют из-за их высокой чувствительности к механическим воздействиям, оксиликвиты не получили распространения из-за их малой жизненности, а пороха применяют в сейсморазведке и при отбойке штучного камня.

По степени опасности при  хранении и перевозке применяемые  в промышленности взрывчатые материалы (ВМ) делят на следующие группы:

1. ВВ с содержанием жидких нитроэфиров более 15%, нефлегматизированный гексоген, тетрил;
2. ВВ на основе аммиачной селитры, тротил и его сплавы с другими нитросоединениями, ВВ с содержанием жидких нитроэфиров до 15%, флегматизированный гексоген, ДШ;
3. Пороха дымные и бездымные;
4. Все детонаторы и пиротехнические замедлители КЗДШ;
5. Перфораторные заряды и снаряды с установленными в них взрывателями для работы в глубоких скважинах.

ВМ различных групп следует  перевозить и хранить отдельно. Допустима  в отдельных случаях совместная перевозка ВВ и СИ. Это регламентировано Едиными правилами безопасности при взрывных работах.

3. Индивидуальные взрывчатые  химические соединения. Инициирующие  ВВ.

Индивидуальными взрывчатыми химическими соединениями являются; нитроглицерин, нитрогликоль, тэн, тротил, гексоген, динитронафталин, тенерес, азид свинца, гремучая ртуть и т. п. Они относятся соответственно к следующим классам химических соединений: эфирам спиртов, нитросоединениям, солям азотистоводородной кислоты и гремучей ртути. Такие ВВ, как тэн, гексоген, тенерес, гремучая ртуть и азид свинца, широко используют в качестве инициирующих.

3.1. Азотнокислые эфиры  спиртов.

Нитроглицерин (тринитроглицерин) C₃H₅(ON₂)₃ - продукт тройной нитрации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты. В чистом виде – это бесцветная прозрачная маслянистая ядовитая жидкость без запаха, которая при температуре 13,2°C переходит в твердое состояние (замерзает), В обычных условиях слабо летуч.

Нитроглицерин очень чувствителен к механическим и тепловым воздействиям. Он обладает высокими удельной энергией взрыва и детонационной способностью. Теплота взрыва 6,3 МДж/кт. Кислородный баланс нитроглицерина 3,5 %. Плотность 1,6 г/см³.

Нитрогликоль (динитрогликоль) C₂H₄(ONO₂)₂ - продукт нитрования гликоля. Это прозрачная без запаха ядовитая жидкость сладковатого вкуса. Обладает значительно большими, чем нитроглицерин, летучестью и токсичностью. Температура замерзания 22°С, плотность 1,39 г/см. Нитрогликоль - мощное ВВ с нулевым кислородным балансом. Теплота взрыва 6,8 МДж/кг. По взрывчатым характеристикам он близок к нитроглицерину. Нитрогликоль применяют в смеси с нитроглицерином при изготовлении смесевых ВВ (детонитов и т. п.).

К нитросоединениям относят тротил, динитронафталин, гексоген, тетрил, пикриновую кислоту, октоген и др.

Тротил (тринитротолуол, тол) - продукт тройной нитрации толуола. Это кристаллический порошок светло-желтого цвета, не растворимый в воде. Химически стоек. Теплота взрыва 4,2 МДж/кг; температура плавления 80°С, температура вспышки 280…300 °С; плотность кристалла 1,66 г/см³. Обладает хорошими детонационными способностями, малочувствителен к внешним воздействиям. Широко используется в качестве компонента промышленных ВВ, довольно часто применяется в чистом виде, имеет отрицательный кислородный баланс (-74 %). Легко детонирует от капсюля-детонатора. Выпускается в гранулированной, чешуйчатой, прессованной и литой формах.

Гранулированный тротил (гранулы желтого цвета) используют как самостоятельное ВВ - гранулотол, а также для изготовления граммонита, ифзанита и других ВВ. Применяют при взрывании в обводненных условиях. Чешуйчатый тротил — слабобризантное ВВ, применяется для изготовления граммонитов и водонаполненных ВВ; прессованный имеет повышенные взрывчатые свойства, используется для изготовления шашек-детонаторов; литой - для изготовления кумулятивных зарядов и шашек-детонаторов.

Динитронафталин C₁₀H₆NO₃ - однородный порошок или гранулы серо-желтого цвета. Малочувствителен к механическим воздействиям и плохо восприимчив к детонации. Взорвать его можно лишь в крупных зарядах с помощью больших промежуточных детонаторов из мощных ВВ. Теплота взрыва 3,8 МДж/кг; плотность 1 г/см³. Влажность не должна превышать 0,5%. Применяют как компонент при изготовлении некоторых сортов аммиачно-селитряных ВВ (динафталитов).

3.2. Соли азотной кислоты.

К однородным взрывчатым соединениям можно отнести также аммиачную селитру. Это кристаллический порошок белого цвета плотностью 1,7 г/см.

Аммиачная селитра NH₄NO₃ (нитрат аммония) является наиболее распространенным окислителем в промышленных ВВ. В сухом состоянии представляет собой сыпучий кристаллический порошок белого цвета, горьковатый на вкус. Отрицательные свойства аммиачной селитры - гигроскопичность и слеживаемость. Для снижения слеживаемости аммиачную селитру гранулируют или вводят специальные добавки.

Следует отметить, что аммиачную селитру  можно применять как самостоятельное  промышленное ВВ в очень ограниченных случаях, так как она обладает низкими детонационной способностью и чувствительностью к начальному импульсу и малой удельной энергией взрыва. Продукты взрыва ее содержат большое количество вредных газов (оксидов азота).

Калиевая  и натриевая селитры не относят  к взрывчатым веществам. Они являются только носителями кислорода и широко применяются при изготовлении многих ВВ.

Инициирующими называют такие ВВ, взрыв которых в небольших количествах (не более 1 г) служит начальным импульсом для возбуждения детонации промышленных ВВ. Отличительной их особенностью является весьма быстрое, почти мгновенное нарастание скорости разложения. Возбуждение взрыва инициирующих ВВ осуществляется от теплового импульса - луча пламени от ОШ и элекровоспламенителя.

Порошкообразные инициирующие ВВ очень опасны в обращении из-за высокой чувствительности к огню, удару и трению. В прессованном виде чувствительность к внешним воздействиям снижается. При увлажнении они теряют свои взрывчатые свойства.

По чувствительности ВВ условно разделяют на две группы: первичные и вторичные. Первичные инициирующие ВВ предназначены для восприятия теплового импульса и передачи энергии в форме детонации заряду вторичного инициирующего ВВ. Они имеют большую плотность. К ним относят гремучую ртуть, азид свинца и тенерес (тринитрорезорцинат свинца).

Гремучая ртуть Hg(CNO)₂ - ртутная соль гремучей кислоты - образуется в результате взаимодействия растворенной в азотной кислоте металлической ртути и этилового спирта. Она представляет собой мелкокристаллический порошок белого или серого цвета. Скорость детонации ее 5400 м/с, теплота взрыва 1,8 МДж/кг. В воде растворяется слабо, при влажности 10 % не взрывается, но горит, а при влажности 30% не горит, поэтому средства инициирования, снаряженные гремучей ртутью, необходимо предохранять от увлажнения.

Азид свинца Pb(N₃)₂ - свинцовая соль азотистоводородной кислоты - образуется из азида натрия путем замещения натрия свинцом, представляет собой тонкокристаллический порошок белого или светло-серого цвета, который при хранении приобретает желтый цвет. Не растворяется в воде, взрывается даже при влажности 30%. Азид свинца плохо прессуется, менее чувствителен (по сравнению с гремучей ртутью) к огню и обладает более мощной инициирующей способностью. Скорость детонации 5300 м/с. Теплота взрыва 1,5 МДж/кг.

Тенерес (тринитрорезорцинат свинца, ТНРС) C₆H(NO₂)₃PbH₂O - 1 соль стифниновой кислоты - получается при взаимодействии тринитрорезорцината натрия и азотнокислого свинца. Представляет собой золотисто-желтый кристаллический порошок. Физически и химически стоек, водоустойчив, с металлами не реагирует; взрывается от удара, трения, искр, однако его чувствительность значительно ниже, чем гремучей ртути. Так как его инициирующая способность ниже, чем у гремучей ртути и азида свинца, то как самостоятельное ВВ не используется, а применяется совместно с азидом свинца в качестве чувствительной подсыпки. Теплота взрыва 1,2 МДж/кг.

Вторичные инициирующие ВВ (тетрил, гексоген, тэн) служат для усиления детонации первичных  инициирующих взрывчатых веществ и  передачи мощного импульса основному  заряду ВВ. Обладают меньшей чувствительностью и более высокой работоспособностью по сравнению с первичными. Из-за малой чувствительности к внешним воздействиям они более безопасны.