Главная | Обратная связь

История развития ВВ

Самое древнее ВВ – черный порох был известен с древних времен в Китае, где его использовали для фейерверков.

В военных целях черный порох был использован арабами в XI веке. В XVI веке черный порох стали применять в Западной Европе и в России.

В 1552 г. русские при осаде Казани взорвали заряд черного пороха -48 бочек, предусмотрев все требования безопасности, войска были отведены на безопасное расстояние.

С 1627 г. начинается применение ВВ в горнодобывающей промышленности на шахтах Венгрии, затем в Германии, Англии и в других странах.

В 1831 г. англичанин У. Бикфорд изобрел огнепроводный шнур.

В середине XIX в. С развитием химической промышленности появляются новые ВВ. В 1832 г. француз Браконно получил пироксилин.

Опыты по инициированию зарядов черного пороха электрической искрой начались в 1751 г. (Франклин, США), но промышленные испытания этого способа были проведены в английских угольных шахтах лишь в 1835—1840 гг. В России известный изобретатель и инженер Шиллинг в 1812 г. успешно провел испытания электрозапала своей конструкции.

В середине XIX и. с развитием химической промышленности стали появляться новые взрывчатые вещества. В 1832 г. по Франции Браконно получил впервые нитроклетчатку (пироксилин) действием азотной кислоты на клетчатку. В 1846 г. Шенбайн, а в 1847 г. и Беттгер вновь получили нитроклетчатку (нитроцеллюлозу – бездымный порох), действуя на хлопок смесью азотной и серной кислот, в подробно изучили условия ее образования и взрывчатые свойства.

Однако промышленное производство нитроцеллюлозы стало возможным лишь в 1869 г., когда научились получать стойкий продукт, пригодный для длительного хранения. С 1879 г. нитроцеллюлозу стали широко применять как взрывчатое вещество (ВВ) в виде спрессованных шашек из чистого пироксилина или его смеси с нитратом бария (топит).

В 1846 г. Собреро (Италия) синтезировал нитроглицерин, который обладал высокими взрывчатыми свойствами. Но, несмотря на это, он долгое время не находил применения из-за своей высокой чувствительности к удару. На возможность практического использования нитроглицерина указал знаменитый русский химик Н. Н. Зинин, который в 1854—1855 гг. во время Крымской войны совместно с военным инженером В. В. Петрушевским изготовил большое количество нитроглицерина и снаряжал им гранаты.

В 1862 г. Н. Н. Зинина посетил шведский инженер Альфред Нобель. Познакомившись с работами Зинина и убедившись в перспективности применения нитроглицерина как взрывчатого вещества, он после возвращения в Швецию в 1863 г. построил завод по производству нитроглицерина.

Первое время нитроглицерин применяли дня горных работ в чистом виде, по в 1867 г. Нобель предложил применять нитроглицерин в виде динамита, состоящего из 75% нитроглицерина и 25% кизельгура (инфузорная земля). Динамит был более удобен и менее опасен в обращении. С этого времени начинается строительство заводов по производству нитроглицерина в большинстве стран Европы.

В 1885 г. была получена взрывчатая желатина, состоящая из 92% нитроглицерина и 8% нитроцеллюлозы. Этот состав получил название «гремучий студень» и стал применяться в качестве ВВ.

В 1873 г. Шпренгель установил, что пикриновая кислота (тринитрофенол) способна взрываться от капсюля детонатора. До этого, открытая еще в 1771 г. Вульфом, пикриновая кислота широко использовалась в качестве желтого красителя для шерсти и шелка; о взрывчатости пикриновой кислоты в то время ничего не было известно.

С1886 г. пикриновую кислоту стали широко применять для снаряжения артиллерийских снарядов; во Франции это ВВ называлось «мелинит*, в Англии — «лиддит», в Японии — шимоза», в Германии — С/88.

Пикриновая кислота, обладая высокими взрывчатыми характеристиками являясь веществом менее опасным в обращении, чем известные до этого дымный порох, нитроглицерин и пироксилин, быстро нашла широкое применение (например, к концу первой мировой войны в России вырабатывалось ежегодно около 10 ООП т пикриновой кислоты).

Однако пикриновая кислота взаимодействует с металлами и обра­зует высокочувствительные к механическому воздействию соли (пикраты), что привело к снижению объема ее производства и вскоре, пикриновая кислота почти полностью была вытеснена тротилом. Тротил был впервые получен в 1863 г., а в 1891 г. его стали вы­пускать во многих странах, и уже в первую мировую войну он по объему производства занял первое место среди других ВВ.

В 1877 г. был впервые получен тетрил. Взрывчатые свойства тетрила были изучены в 1885—1886 гг., в результате чего была установлена непригодность его для снаряжения снарядов ввиду высокой чувствительности тетрила к механическим воздействиям. Однако тетрил обладал хорошей восприимчивостью к детонации, поэтому с 1906 г. его стали применять в детонаторах.

В 1897 г. был открыт гексоген, а в 1920 г. установлено, что это соединение является ВВ. Высокие взрывчатые свойства, химическая стойкость и сравнительно простая технология производства привели к тому, что гексоген стали производить в больших количествах во многих странах мира.

В 1891 г. был синтезирован тэн, представляющий собой азотнокислый эфир многоатомного спирта пентаэритрита. Из нитроэфиров это наиболее стойкое взрывчатое вещество. Тэн является одним из мощных ВВ, для производства которого имеется практически неограниченная сырьевая база. Однако в настоящее время стоимость тэна еще высока и поэтому его применяют главным образом при производстве электродетонаторов, промежуточных детонаторов и детонирующего шпура.

Гремучая ртуть — одно из самых старых в самых распространенных инициирующих ВВ. Первое письменное указание, о приготовлении гремучей ртути относится к 1690 г. Однако позднее соли гремучей кислоты были забыты и только в 1799 г. гремучая ртуть была, вторично открыта Говардом. Долгое время промышленные капсюли-детонаторы снаряжали исключительно гремучей ртутью и лишь недавно ее частично стали заменять азидом свинца.

Азид свинца известен с 1891 г., а применять его в качестве самостоятельного инициирующего ВВ начали с 1907 г.

Высокая инициирующая способность азида свинца дает возможность сократить размеры капсюлей-детонаторов. Несмотря на некоторые недостатки, азид свинца все больше и больше вытесняет гремучую ртуть.

Применение во взрывчатых веществах аммиачной селитры было впервые запатентовано в Швеции в 1867 г. Олсоном и Норбином., это предложение было реализовано только во время первой мировой войны, когда воюющие страны испытывали острый недостаток в бризантных ВВ. Кроме того, применение аммиачной селитры в больших масштабах стало возможным лишь после разработки и освоения промышленных методов получения аммиака и азотной кислоты из воздуха.

В настоящее время аммиачная селитра является основным компонентом промышленных ВВ и ее ежегодный расход для этих целей составляет в развитых странах сотни тысяч тонн.

Наибольшее распространение в горнодобывающей промышленности нашей страны получили аммиачно-селитренные ВВ (аммониты, гранулиты, зерногранулиты) и нитроглицериновые ВВ (детониты, углениты), водонаполненные и эмульсионные.

 

Основные понятия и определения

Отбойка и дробление скальных пород при их разработке производится с помощью зарядов ВВ, размещаемых в шпурах, скважинах или камерах.

ШПУР – искусственное цилиндрическое углубление в горной породе Ø до 75 мм и глубиной до 5 м.

СКВАЖИНА – ИЦУ в горной породе. Ø>75мм при любой глубине и глубиной >5м при любом диаметре.

КАМЕРА – выработка кубической или удлиненной формы, пройденная в массиве горных пород для размещения сосредоточенных зарядов ВВ большого веса (десятки и тысячи тонн).

БУРЕНИЕ – процесс образования в массиве горных пород шпуров и скважин с помощью буровых машин: перфораторов, сверл, буровых станков.

БУРОВЫЕ РАБОТЫ – совокупность технологических операций по установке буровой машины на ось скважины, бурение ее на полную глубину, подъем бурового става и переезд на точку расположения будущей скважины.

БЕЗОПАСНЫЕ РАССТОЯНИЯ – при взрывных работах определяются по специальным методикам для людей и оборудования. За пределами этих расстояний при выполнении взрыва в соответствии с проектом (паспортом) исключается травмирование людей и повреждение оборудования.

БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ – совокупность технологических операций, выполняемых при буровых и взрывных работах.

ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ – совокупность технологических операций по подготовке и производству взрыва: составление проекта, доставке ВМ на заряжаемый блок, заряжание и забойка шпуров, скважин и ли камер с установкой в них детонаторов, монтаж взрывной сети (цепи) и ее инициирование.

ВЗРЫВНИК – рабочий определенного возраста, стажа работы на горном предприятии, образования, допущенный медиками к обращению с ВВ, получивший «Единую книжку взрывника», дающей ему право на самостоятельное получение ВМ и ведение взрывных работ.

ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО (ВВ) – химическое соединение или механические смеси, способные под воздействием внешнего импульса (нагревания, удара) взрываться, т.е. чрезвычайно быстро превращаться в другие соединения с выделением тепла и газообразных продуктов.

ВЗРЫВАНИЕ – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности способами, обеспечивающими безопасность этих работ.

ЗАРЯД ВВ – определенное количество ВВ подготовленное к взрыву , с введенным в него инициатором. Величина (масса) заряда указывается в килограммах или тоннах.

ЗАБОЙКА – процесс заполнения свободной зарядной полости (шпура, скважины или камеры) инертным забоечным материалом, препятствующим при взрыве преждевременному вылету из нее газов взрыва, продуктов детонации и улучшающим за счет этого эффективность работы взрыва. Забойкой называют также инертный материал для производства забойки (песок, глина, мелкая порода и т.д.).

ЗАРЯЖАНИЕ – процесс размещения заряда в зарядной камере (шпуре, скважине или камере).

ДЕТОНАЦИЯ – распространение взрыва по ВВ с постоянной для данного ВВ и диаметра заряда сверхзвуковой скоростью, обусловленное прохождением по заряду ВВ детонационной волны.

ДЕТОНАЦИОННАЯ ВОЛНА – ударная волна сжатая, распространяющаяся по заряду ВВ со сверхзвуковой скоростью и обеспечивающая возникновение за фронтом волны химической реакции.

ДЕТОНАЦИЯ ЗАРЯДА ВВ – возбуждается в результате его инициирования с помощью капсюля – детонатора (КД), электро - детонатора (ЭД), детонирующего шнура (ДШ) или капсюля-детонатора неэлектрической системы инициирования (СИНВ).

КАПСЮЛЬ-ДЕТОНАТОР –(КД) небольшой заряд инициирующих ВВ, размещенный в металлической или картонной гильзе и предназначенной для инициирования зарядов промышленных ВВ . Для взрыва КД в гильзу вставляют огнепроводной шнур (ОШ), искрами которого при горении вызывается взрыв первичного и вторичного инициирующих ВВ, размещенных в КД.

ОГНЕПРОВОДНОЙ ШНУР (ОШ) – шнур с сердцевиной из прессованного дымного пороха, окруженный наружной и внутренней оплетками покрытыми влагоизоляционным составом.

ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР (ЭД) – совокупность КД с закрепленными в нем электровоспламенителем. В ЭД ЗД между инициирующим ВВ и электровоспламенителем размещен замедлитель , сгорающий за строго фиксированное время.

ДЕТОНИРУЮЩИЙ ШНУР (ДШ) – шнур с сердцевиной из высокобризантного ВВ. ДШ взрывается от КД или ЭД.

ПАТРОН-БОЕВИК – заряд из одного или нескольких патронов мощных ВВ с КД, ЭД или ДШ, размещаемый в верхней или нижней части основного заряда.

Массив горной породы при взрыве разрушается на отдельные, разделяемые по крупности на габаритные куски, которые сразу можно грузить и транспортировать для последующей переработки и негабаритные куски, требующие дополнительной обработки.

При взрыве одиночного заряда в массиве породы образуется углубление, называемое – воронкой взрыва.

Трудность взрывания массива определяется его: трещиновидностью и крепостью (коэффициентом крепости) и оценивается взрываемостью и дробимостью.

ТРЕЩИНОВАТОСТЬ - совокупность трещин в массивах горных пород. Трещины могут быть различного происхождения.

КРЕПОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД - способность пород сопротивляться разрушению от действий внешних усилий, например: бурению, взрыванию, резанию.

КОЭФФИЦИЕНТ КРЕПОСТИ – величина, характеризующая крепость горных пород. КК равен частному от деления предела прочности породы одноосному сжатию на 100 ктс/см²

;

БУРИМОСТЬ – сопротивляемость горных пород разрушению при бурении, характеризуемое чистой скоростью бурения при стандартных условиях проведении опыта.

ВЗРЫВАЕМОСТЬ - сопротивляемость горных пород разрушению действием взрыва, характеризуемое расходом ВВ на разрушение единицы объема породы до кусков, определенной крупности при стандартных условиях взрывания.

 

ЛЕКЦИЯ №2