Исследование предохранительных водногелевых ВВ
Исследование
предохранительных водногелевых ВВ
В статье представлены некоторые этапы исследования
предохранительного водонаполненного взрывчатого вещества марки Гелекс, которое
относится к IV классу, применяемому для подрывания в шахтах опасных по газу и
пыли.
Угольные шахты, опасные по газу и пыли, еще
недостаточно обеспечены разнообразными по взрывчатым и антигризутным свойствам
предохранительными взрывчатыми веществами (ПВВ). Это значительно снижает
безопасность, эффективность и экономичность взрывных работ. Необходимы
высококачественные ПВВ, различные по энергетическим характеристикам и
предохранительным свойствам, с устойчивой и надежной детонационной
способностью, предотвращающей выгорание шпуровых зарядов ВВ.
Совершенно новым видом промышленных ВВ является группа
водонаполненных ВВ, обладающих некоторыми существенными преимуществами по
сравнению с порошкообразными ВВ. Безопасность изготовления и ведения взрывных
работ достигается за счет значительного содержания в системе воды,
обеспечивающей взрывчатым смесям низкую чувствительность к механическим и
тепловым воздействиям. Преимуществами водосовмещенных ВВ по сравнению с
порошкообразными являются: высокая плотность, подвижность, простота изготовления,
низкая чувствительность к механическим воздействиям и максимальная
безопасность, что обеспечило этим ВВ широкое распространение.
Основной целью исследований было сравнение Гелекса –
340 и Гелекса – 350 с импортными ВГВВ: Дантекс – 230; Дантекс – 330; Дантекс –
650; Манджекс; Данкоул и Сиамекс по их взрывчатым характеристикам.
В данной работе исследованы некоторые марки зарубежных
ВГВВ, которые, как известно, относятся к I и II классам по условиям применения,
а из отечественных – Гелекс – 340 и Гелекс – 350 IV класса предохранительности,
изготовленные на научно-производственном объединении «Павлоградский химический
завод». Гелексы представляют собой водногелевые взрывчатые вещества,
патронированные в полимерную оболочку, которые являются водостойкими гелеобразными
суспензиями высокой плотности. Изготавливаются на основе насыщенных водных растворов
аммиачной и натриевой селитр и сенсибилизируются нитратом монометиламина.
Основными компонентами, входящими в состав гелексов,
являются: аммиачная селитра; натриевая селитра; нитрат монометиламина;
алюминиевый порошок; гуаргам; адипиновая кислота; стеариновая кислота; нитрит
натрия; пиросурьмянокислый калий; тиомочевина; вода. В качестве пламегасящей
добавки использовался хлористый натрий.
В ходе экспериментов были получены следующие
взрывчатые характеристики ВГВВ: полнота детонации ВВ, критический диаметр,
фугасность на большом баллистическом маятнике и скорость детонации ВВ марки
Гелекс и некоторых импортных аналогов.
Критический диаметр является одним из важнейших
свойств взрывчатых веществ, определяющий их пригодность к использованию для
взрывных работ в шахтах разных категорий. В процессе исследований были получены
критические диаметры Гелекса – 340 в сравнении с импортными аналогами. Диаметры
определяемых патронов близки к критическим диаметрам детонации. При проведении
двух параллельных испытаний получены следующие результаты.
Для ВВ марки Дантекс – 230 dкр составляет 25 мм и 23
мм, при которых данное ВВ способно к устойчивой детонации; dкр для Дантекс – 330
равен 25 мм; dкр для ВВ марки Дантекс – 650 составляет 40 мм при диаметре
существующего патрона 50 мм.
ВВ марки Манджекс способны к устойчивой детонации при
28 мм и 31 мм, что составляет dкр исследуемых патронов. Водногелевые ВВ марки
Сиамекс показали dкр = 28 мм и 31 мм. ВВ марки Данкоул способны к устойчивой
детонации при 30 мм и 36 мм.
Исследуемые в данной работе ВВ марки Гелекс – 340
имеют dкр, которые равны 28 мм и 32 мм, при диаметре существующих патронов 36
мм. Критические диаметры исследуемых ВГВВ близки по значению и их величина
соизмерима с применяемыми для взрывания в шахтах порошкообразными ВВ, имеющими
диаметр патронов 32 и 36 мм.
В ходе определения скорости детонации водонаполненных
ВВ, получены опытные данные некоторых импортных ВВ, таких как Дантекс – 230,
Дантекс – 650, Сиамекс, Манджекс, которые относятся ко II классу и
предназначены для подрыва в шахтах не опасных по газу и пыли. Для сравнения
выбраны водонаполненные ВВ марок Гелекс – 340 и Гелекс – 350, которые относятся
к IV классу предохранительности.
Определение скорости детонации проводилось на
стандартных диаметрах патронов, близких к критическому диаметру детонации. В
связи с этим, средняя скорость детонации для Гелексов составляет 2860 – 3019
м/с, в то время как скорость детонации импортных аналогов составляет 2427,5 –
3140,5 м/с.
Для сравнения в приведены взрывчатые показатели
порошкообразных аммонитов №6ЖВ, Т – 19, Г – 5 и граммонита 79/21. Аммониты №6ЖВ
и граммонит 79/21 относятся ко II классу и имеют скорость детонации 3000 – 4800
м/с; а аммониты Т – 19 и Г – 5 относятся к IV классу, скорость детонации у них
колеблется от 3600 м/с до 4300 м/с.
Приведенные данные показывают, что водонаполненные ВВ
выгодно отличаются от порошкообразных тем, что на диаметрах, близких к
критическим, показывают устойчивую детонацию со скоростями более 2500 м/с.
Порошкообразные ВВ достигают идеальной скорости детонации в диаметрах зарядов,
превышающих критические в 3-4 раза, а водонаполненные - на 5-30%.
В ходе определения работоспособности водонаполненных
ВВ были получены следующие данные: фугасность Гелекса – 350 принята за 1, что в
пересчете на 1 для зарубежных аналогов составляет значение работоспособности от
1,009 до 1,303.
Отсюда, фугасность для ВВ IV класса несколько ниже,
чем у зарубежных аналогов, которые относятся ко II классу. Это также можно
отследить во время сравнения характеристик работоспособности водонаполненных ВВ
с порошкообразными аммонитами, такими как аммониты №6ЖВ, Т – 19, Г – 5 и
граммонит 79/21.
Вывод
Проведенные исследования дали положительные
результаты, на основании которых ВГВВ марки Гелекс - 340 и Гелекс – 350 могут
быть допущены для проведения контрольных испытаний с целью определения
возможности их допуска к проведению испытаний в производственных условиях.
Водонаполненные ВВ более простые в изготовлении, для
большинства компонентов не требуется особая подготовка сырья. Наличие воды во
взрывчатой смеси обеспечивает безопасность их изготовления и низкую
чувствительность их к механическим воздействиям. Существенным преимуществом
водонаполненных взрывчатых систем является их низкая способность к поджиганию и
горению.
Однако необходимо провести дополнительные исследования
с целью определения количества продуктов взрыва и их состава для обеспечения
экологической безопасности работающих.
Список литературы
Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным
взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд. 2, перераб., М.: Недра, 1997.
- 253 с.
Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С., Романов А.И. Промышленные
взрывчатые вещества. - 3-е изд. Перераб. и доп. - М.: Недра, 1988. – 358 с.
Кутузова Б.Н., Абсатаров С.Х., Гончаров А.Г. Опыт
применения водосодержащих ВВ местного изготовления. - М.: Недра, Горный журнал,
№ 3, 1996, с. 22 – 25.
Подозерский Д.С., Едигарев С.А., Вяткин Н.Л.
Совершенствование составов взрывчатых веществ. Горный журнал, М.: Недра, 1997,
№9. - с. 24 – 27.
Кук М. Наука о промышленных взрывчатых веществах. М.:
Недра, 1980.-455с.
Для подготовки данной работы были использованы
материалы с сайта http://masters.donntu.edu.ua