Метательные ВВ

Дымные пороха (или черные) ‑ механическая смесь селитры, угля и серы. Селитра служит окислителем, выделяющим кислород, уголь - горючим элементом, а сера играет роль цементатора, связывающего селитру с углем. Кроме того, сера горюча и способствует воспламенению пороха. Примерный состав дымного пороха: 75% калиевой селитры, 15% угля и 10% серы.

Дымный порох представляет собой полированные зерна серовато-черного цвета. Он гигроскопичен и легко впитывает влагу. Содержание влаги в порохе не должно превышать 1%.

От искры и пламени дымный порох легко воспламеняется. На воспламеняемость существенное влияние оказывает содержание влаги. Если содержание влаги превышает 2%, порох трудно воспламеняется, если влажность достигает 15%, он по воспламеняется. Дымный порох чувствителен к удару и трению. Падение груза массой 10 кг с высоты 45 см на заряд пороха дает 100% взрывов. Небольшие количества пороха при зажигании вспыхивают, а большие дают взрыв. Дымные пороха применяют при изготовлении огнепроводного шнура, воспламенителей, в зарядах аппаратуры для прострелочно-взрывных работ и в качестве зарядов взрывных пакеров.

Температура вспышки дымного пороха около 300°С. Он легко воспламеняется под действием пламени или искры. При этом по массе пороха протекает взрывное горение со скоростью 400 м/сек.

Некоторые сорта из числа перечисленных дымных порохов употребляются: шнуровой - для снаряжения сердцевины огнепроводного шнура, минный - для взрывных работ.

Бездымные пороха. Основой бездымных порохов является нитроцеллюлоза (нитроклетчатка). При их изготовлении нитроклетчатку обрабатывают растворителем, в результате чего образуется коллоидная тестообразная масса, которую прессуют, придавая пороху ту или иную форму.

В зависимости от применяемого растворителя бездымные пороха делятся на три основные группы.

Пироксилиновые пороха. Изготовляются на летучем растворителе - спиртово-эфирных смесях. Основой служит нитроцеллюлоза с высоким содержанием азота, называемая пироксилином.

Нитроглицериновые баллиститы. Изготовляются на слаболетучих растворителях, главным образом на нитроглицерине. Основа - нитроцеллюлоза с низким содержанием азота - коллоксилин.

Нитроглицериновые кордиты. Изготовляются на смешанных растворителях - нитроглицерине с добавками ацетона или спирто-эфирной смеси. Основой служит пироксилин.

Бездымные пороха химически менее стойки, чем бризантные ВВ. Повышение температуры и влажности среды при хранении порохов значительно ускоряет их разложение и вызывает изменение баллистических свойств. В связи с этим пороха нужно хранить в герметической укупорке, в закрытых от солнца и хорошо вентилируемых помещениях. Признаками сильного разложения пороха являются запах окислов азота и появление на поверхности пороховых зерен пятен, вздутий, углублений и трещин. Пороха, химическая стойкость которых становится ниже определенного предела, необходимо уничтожать. При некоторых условиях происходит эксудирование («выпотевание») нитроглицерина на поверхность зерен нитроглицеринового пороха, который становится очень опасным.

В геофизике нитроцеллюлозные пороха используют по прямому назначению - как метательные ВВ в прострелочной аппаратуре.

Следует отметить, что за рубежом (США) в качестве бризантного ВВ часто применяются динамиты.

Динамиты. Желатинообразные бризантные ВВ с высоким содержанием нитроглицерина и других жидких нитроэфиров в смеси с окислителями и горючим. Преимущества динамитов ‑ водоустойчивость, а также высокая мощность. К недостаткам относятся: повышенная чувствительность, эксудация - способность выделять жидкий нитроглицерин, при этом они становятся чрезвычайно опасными (подлежат немедленному уничтожению). Динамиты со временем стареют, т. е. теряют чувствительность к детонации. За рубежом динамиты с разным содержанием нитроглицерина применяют для сейсморазведочных работ. Наша промышленность выпускает 62%-ный динамит с температурой замерзания -19°С.

Существуют также жидкие и газовые взрывчатые смеси.

Жидкие взрывчатые смеси (ЖВС). Они могут быть созданы на разных жидких окислителях, например, на четырехокиси азота (N₂О₄), концентрированной (безводной) азотной кислоте (HN0₃) и т.д. В качестве горючего компонента могут служить соляровое масло, толуол, нитробензол и другие жидкие органические вещества. Жидкие взрывчатые смеси обладают рядом достоинств, отличаются высокой мощностью взрыва (теплота взрывчатого превращения в 1,4 - 1,7 раза выше, чем у тротила). Критические диаметры детонации ЖВС очень малы -менее 1 мм, что открывает ряд заманчивых перспектив для новых технологических приемов их применения. Технология их изготовления проста (смешение), многие из них дешевы. Основным недостатком ЖВС является высокая чувствительность к механическим воздействиям, затрудняющая их применение. Кроме того, смеси малоустойчивы.

Газовые взрывчатые смеси (ГВС). Эти смеси содержат горючие газы и кислород. Как уже было отмечено, горение и взрыв в таких смесях способны распространяться не при любом соотношении компонентов, а лишь в определенных пределах состава, называемых концентрационными пределами.

Наибольший интерес представляют смеси кислорода с пропаном или бутаном либо их смесью. Эти газы широко используются в народном хозяйстве, дешевы, их хранение и перевозка не сложны.

Смеси водород - кислород (гремучий газ) имеют очень небольшую плотность, которая для стехиометрического состава равна 0,5 г/л. Хотя энергия единицы массы такой смеси больше, чем у смеси пропан - кислород, энергия единицы ее объема меньше и составляет 2 ккал/л. Скорость детонации смеси водород - кислород стехиометрического состава 2,8 км/с. Концентрационные пределы детонации: нижний - 15% водорода, верхний - 90%. Оба компонента смеси: водород и кислород могут быть получены непосредственно электролизом воды. Применение такой смеси перспективно при морской сейсморазведке и при взрывах в скважинах, заполненных водой.

3.3. Средства инициирования (взрывания) [6,9,11]

В современной литературе [11] к средствам инициирования относят инициирующие ВВ с повышенной чувствительностью (первичные): гремучая ртуть, азид свинца, азид серебра, смесь азида свинца и тринитрорезорцината свинца (ТНРС) и вторичные, более мощные к примеру, гексоген, тетрил, тэн. А также, «…огневое, электроогневое, электиреческое и радиоуправляемое инициирование…», в частности, «…к средствам электрического инициировании ВВ относятся КД- капсюль-детонатор, ЭД – электродетонатор, взрывные и контрольно-измерительные приборы, магистральные провода…». В более ранней литературе [1,6,9], исключая инициирующие ВВ, к средствам взрывания относили: капсюли-детонаторы, электродетонаторы, детонирующий шнур, огнепроводный шнур, средства для зажигания огнепроводного шнура. В принципе, достаточно жесткой классификации средств взрывания или инициирования в данном случае не требуется, однако при изучении курса взрывного дела это следует учитывать.

Основным средством воспламенения являются элоктровоспламенители (ЭВ). Они предназначены для поджигания пороховых зарядов и взрывания инициирующих составов капсюлей-детонаторов. Для передачи луча огня на расстояние служат огнепроводные шнуры. К средствам зажигания огнепроводных шнуров относятся электрозажигательные трубки и патроны. Схематически электровоспламенитель представлен на рис. 11.

Рис. 11. Электровоспламенитель:

1- мостик накливания; 2- воспламенительный состав;

3-концевые провода

Мостик накаливания изготовляют из тонкой нихромовой проволоки с сопротивлением 1,0 -1,5 Ом. В электрозапалах к мостику накаливания припаяны два конца провода, подсоединяемые к цепи источника тока. При включении тока мостик накаливания нагревается и поджигает воспламенителей состав.

а

б

Рис.12. Капсюли-детонаторы:

а – в металлической гильзе; б - в бумажной гильзе; 1- гильза;

2- чашечка; 3- отверстие в чашечке; 4- первичный инициатор;

5- вторичный инициатор; 6- кумулятивное углубление

Капсюли-детонаторы снаряжаются двумя, а отдельные из них тремя инициирующими ВВ. Эти ВВ разделяются на первичные (высокочувствительные) и вторичные (высокобризантные) инициаторы. Первичные инициаторы взрываются от теплового воздействия, а вторичные усиливают их начальный импульс.

Капсюли-детонаторы № 8 (рис. 12) представляют собой комбинированный заряд инициирующих взрывчатых веществ весом 1,3 - 1,5 г,помещенный в металлическую или бумажную гильзу. Диаметр гильзы около 7 мм, средняя длина 49 мм. Дно гильзы имеет сферическое (у металлических) или коническое (у бумажных) кумулятивное углубление. В донную часть гильзы запрессовываются сначала вторичный, а затем первичный инициаторы, которые занимают около ²/₃ длины гильзы. Свободная часть гильзы размером 17 - 23 ммпредназначена для ввода огнепроводного шнура.

Запрессованный в гильзу заряд сверху прикрывается металлической чашечкой с отверстием в центре диаметром 2 - 2,5 мм. Отверстие чашечки предназначено для прохождения к заряду искр от огнепроводного шнура.

В зависимости от рода первичного инициатора капсюли-детонаторы подразделяются на гремучертутнотетриловые и азидотетриловые. Первые имеют медные, латунные и бумажные гильзы, а вторые ‑ алюминиевые или бумажные. Азидотетриловые капсюли-детонаторы отличаются от гремучертутнотетриловых своей способностью сохранять взрывчатые качества в увлажненном состоянии, а также значительной мощностью и большейнадежностью в действии.

Электродетонатор мгновенного действия ЭД-8-56 (рис. 13) состоит из капсюля-детонатора, в дульце которого вставлен электровоспламенитель. Чтобы не допустить проникновение влаги и закрепить электровоспламенитель, в устье гильзы вводится пластикатовая пробка, которая напрессовывается в горячем состоянии на выводные провода электровоспламенителя, после чего на дульце гильзы электродетонатора делают три кольцевых обжатия.

Мостик накаливания электровоспламенителя изготовляется из нихромовой проволочки диаметром 0,03 мм.

Рис. 13. Электродетонатор мгновенного действия ЭД-8-56:

1-капсюль-детонатор; 2- электровоспламенитель;

3- пластикатовая пробка

Воспламенительный состав - двухслойный. Состав первого слоя: хлората калия и роданистого свинца по 50 весовых частей, свинцового сурика одна весовая часть. Этот слой воспламенительного состава замешивается на 4%-ном нитролаке. Состав второго слоя: хлората калия ‑ 78 весовых частей и угля древесного ‑ 22 весовых части. Второй слой воспламенительного состава замешивается на водном растворе 20 - 26%-ного костного клея. Воспламенительныйсостав покрывается нитролаком. Второй слой воспламенительного состава предназначен для воспламенения инициирующего ВВ капсюля-детонатора.

Рис.14. Электродетонатор сейсмический:

1- гильза; 2- чашечка; 3- первичный заряд; 4- вторичный заряд; 5- воспламенительная головка; 6- мостик накаливания;

7- пластмассовая пробка; 8- выводные провода

К электродетонаторам мгновенного действия относится также сейсмический электродетонатор ЭДС (рис. 14). Он отличается от обычных электродетонаторов мостиком накаливания и хорошей гидроизоляцией. Мостик накаливания изготовлен из более тугоплавкого материала с высоким сопротивлением, которое составляет 3 - 4 ом.

Хорошая герметичность ЭДС позволяет без дополнительной гидроизоляции проводить взрывы в скважинах и водоемах на глубине до 150м. Сейсмический электродетонатор может находиться под водой в течение 3 чи более, после чего взрывается. Особенность конструкции мостика ЭДС, который не перегорает от тока силой в несколько ампер, а разрушается взрывом заряда ВВ, позволяет фиксировать момент взрыва с точностью до 0,001 сек, без наличия отдельной моментной магистрали. Это повышает точность отметки момента взрыва, ускоряет процесс работ и в значительной степени сокращает расход проводов.

Перед введением в заряды ВВ все электродетонаторы должны подвергаться наружному осмотру. При этом электродетонаторы не должны иметь в металлических гильзах сквозных трещин или раковин, а в бумажных гильзах - отслаивания бумаги и осколков тетрила у донной части. Кроме того, проводники не должны быть расшатанными.

Если электродетонаторы не удовлетворяют перечисленным выше требованиям, то они бракуются и уничтожаются.

Рис.15. Детонирующий шнур ДШ-А:

1- направляющие нити, 2 - сердцевина, 3 - первичная спиральная оплетка, 4- вторичная спиральная оплетка, 5- третья спиральная оплетка, 6- внешняя изолирующая оболочка.

Детонирующий шнур (ДШ)состоит из сердцевины (бризантного ВВ) и гибкой оболочки. Он служит для передачи детонации зарядам ВВ па расстояние. Применяется в сейсмической разведке для одновременного или последовательного взрывания при группировании зарядов, а также как самостоятельный линейный заряд в сейсмической разведке.

Наиболее широкое применение имеет детонирующий шнур с сердцевиной из кристаллического или гранулированного тэна. Скорость детонации тэнового шнура 6,5 - 7,5 км/с. В 1 м шнура содержится 12 - 14 г тэна. Тэновый ДШ выпускается в бухтах по 50 м. Имеются три марки тэнового ДШ - ДШ-А, ДШ-Б и ДШ-В (водоустойчивый), отличающиеся главным образом оболочкой. Оболочка шнура марок ДШ-А и ДШ-Б по второй и третьей оплеткам из хлопчатобумажных ниток пропитана водоизолирующей мастикой, у шнура марки ДШ-В оболочка по третьей оплетке покрыта полихлорвиниловым пластиком, что позволяет применять его в водной среде.

Детонирующий шнур должен сохранять детонационные свойства после выдержки в воде на глубине 0,5 - 1,0 м в течение 12 - 24 ч. Практически шнур ДШ-В при герметизации его концов резиновыми колпачками сохраняет детонационную способность в течение нескольких часов в воде, инистом растворе и нефти на глубине 2000 - 2500 м. Согласно техническим условиям шнуры марок ДШ-А и ДШ-Б должны сохранять способность к детонации при нагревании в течение 6 ч до температуры 50°С и охлаждении в течение 2 ч до -28°С, ДШ-В - соответственно до температуры 55°С и -35°С. Работы в скважинах показали, что шнур ДШ-В но теряет способность детонировать при температуре до 100°С.

Детонирующий шнур можно резать острым ножом на деревянной подкладке. Во время резки шнура бухта должна находиться на расстоянии не менее 10 м и на этом участке необходимо делать петлю. При случайном возникновении детонации такая петля локализует ее распространение по шнуру.

Рис.16. Огнепроводный шнур:

1- пороховая сердцевина, 2- нитяные оплетки

Огнепроводный шнур (рис.16) предназначен для взрыва капсюлей-детонаторов и зарядов из дымного пороха путем воздействия пучка искр на инициирующее ВВ в капсюле-детонаторе или на дымный порох в заряде. Он состоит из слабоспрессованной сердцевины шнурового пороха, через которую проходит направляющая нить. Сердцевина заключена в несколько слоев льняных или хлопчатобумажных оплеток, покрытых водоизолирующей мастикой (за исключением внутренней). У огнепроводного шнура наружная оплетка черного или коричневого цвета; диаметр его 5-6 мм.

Огнепроводный шнур горит с определенной скоростью. Нормально горящий шнур имеет скорость горения 1 см/сек, амедленно горящий ‑ 0,5 см/сек. По составу гидроизоляционного покрытия они разделяются на следующие сорта: асфальтированный - для работ в сухих и влажных местах, двойной асфальтированный, гуттаперчевый и полихлорвиниловый - для работ в мокрых местах и под водой.

Шашки – детонаторы. Предназначены для использования в качестве промежуточных детонаторов для надежного возбуждения детонации зарядов ВВ, недостаточно чувствительных к капсюлю-детонатору и детонирующему шнуру.

Дата добавления: 2014-12-29