Тарасов Н.В., Галиакберова Ф.Н.
Источник :Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей ХХ Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів.Т.2 - Донецьк, ДонНТУ, ДонНУ, 2010. С. 150-151.
| Библиотека |
В настоящее время все больше внимания уделяется экологическим проблемам. Производство и применение взрывчатых веществ не является исключением. Перед учеными остро стал вопрос о разработке и внедрении экологически чистых взрывчатых веществ. При ведении взрывных работ в шахтах опасных по газу и пыли применяют взрывчатые вещества, которые содержат тротил и летучие нитроэфиры. При взрыве данных взрывчатых веществ выделяется большое количество газов. Большинство этих газов является токсичными для человека. Не меньшую опасность представляет аммиачная селитра, также входящая в состав ВВ. Она может растворяться в шпурах и уходить в грунтовые воды. Решение этих проблем является важным вопросом в охране труда рабочих и повышении безопасности взрывных работ в шахтах.
ЭВВ стали революционным достижением науки о промышленных ВВ за последние 30 лет, что изменило концепцию организации и проведения взрывных работ на горных предприятиях и стимулировало развитие новых видов сырья, оборудования для производства взрывчатых материалов и зарядной техники. В качестве окислителя, как правило, содержат пересыщенный водный р-р нитрата аммония с добавкой нитрата натрия или кальция, реже — перхлоратов. Горючим служат различные синтетические масла, дизельное топливо, воск, парафин и тд. Иногда используются синтетические полимеры и каучуки. Для повышения теплоты взрыва могут содержать до 15% алюминия. Содержание воды в готовой смеси составляет 5—20%. Плотность готовой смеси варьируется в пределах 0.9-1.35 г/см3.
Кислородный баланс как правило нулевой или положительный. По виду эмульсии существуют 2 типа эмульсионных ВВ: «масло в воде» и «вода в масле». Составы типа «масло в воде» (прямая эмульсия) по компонентам и свойствам можно отнести к водонаполненным ВВ, они тоже содержат загуститель и структурирующий агент, горючим компонентом является эмульсия жидкого топлива в водном растворе солей—окислителей. Стабильность эмульсии поддерживается соответствующим эмульгатором. Для всех типов ЭВВ характерно однородное распределение компонентов по массе вещества и заметно большая (по сравнению с простейшими смесями типа АС — дизельное топливо) площадь контакта окислителя и горючего.
Для сравнения воздействия продуктов взрыва на окружающую среду произведен расчет количества образующихся газов на основе данных таблицы1.
Таблица 1 — Компонентный состав эмульсионных ВВ
| Компоненты | Состав 1 | Состав 2 | Состав 3 | Граммонит 79/21 |
| Нитрат амония | 41,6 | 56,3 | 74,4 | - |
| Перхлорат натрия | 16,0 | 2,6 | - | - |
| Вода | 13,6 | 7,2 | 16,1 | - |
| Нитрометан | 20,0 | 11,2 | - | - |
| Стеклянные микросферы | 3,0 | 3,6 | 0,15 | - |
| Гуаргам | 0,6 | - | - | - |
| Загуститель нитрометана | 0,2 | 0,8 | - | - |
| Сшивающий агент | 0,02 | - | - | - |
| Алюминий | 5 | - | - | - |
| Нитрат натрия | - | 12,9 | - | - |
| Формамид | - | 3,6 | - | - |
| Нитроцеллюлоза | - | 0,7 | - | - |
| Этиленгликоль | - | 1,1 | - | - |
| Стеклянный порошок | - | 3,6 | - | - |
| Нитроцеллюлоза | - | - | 0,1 | - |
| Тротил | - | - | - | 21 |
| Аммиачная селитра | - | - | - | 79 |
В настоящее время отдают предпочтение более эффективным полимерным эмульгаторам — например этоксилированным сложным эфирам спиртов и высших жирных кислот, полимерным аминам и их солям, производным карбоксилированных виниловых полимеров и полиолов, продуктов конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с триэтаноламином или полиаминами и т.д. При этом существуют эмульгаторы, которые образуют мономолекулярные адсорбционные слои в виде пленки, препятствующей их коалесценции и эмульгаторы, образующие в непрерывной фазе вокруг капель высоковязких растворов, препятствующих сближению капель. К веществам, работающим по первому механизму, следует отнести жидкие мыла, эфиры непредельных кислот и пентаэритрита. Высокомолекулярные ПАВ и эфиры предельных кислот работают в качестве эмульгаторов по второму механизму. Совместное применение ПАВ различных групп более эффективно, чем какого либо одного, при этом они способны взаимно усиливать действие друг друга (проявлять синергизм), поэтому в настоящий момент эмульгаторы применяют в виде композиций.
Результаты расчета показывают резкое снижение содержания вредных газов (СО, NO2, NO, CH4, и др.) в продуктах взрыва в сравнении с граммонитом. Опыт применения ЭВВ показал следующие существенные их приемущества по сравнению с другими промышленными ВВ: Отличная водоустойчивость, срок пребывания заряда в скважине 10—30 суток даже в проточной воде, что позволяет вести заряжание скважин вслед за их бурением.Возможность регулирования мощности ЭВВ в широких пределах 3570—5880 кДж/м3 за счет изменения плотности ВВ или введения в его состав энергетических добавок.
Крайне низкая чувствительность к механическим и тепловым воздействиям и, следовательно высокая безопасность в обращении. Экологически чистое безотходное производство, полная механизация заряжания скважин и низкая газовая вредность (25—40л/кг). Доступная и сравнительно дешевая сырьевая база.
Украина во внедрении ЭВВ отстает от большинства стран СНГ — таких как Россия, Узбекистан, Казахстан, Киргизия. На сегодняшний день эмульсионные ВВ являются наиболее перспективными при проведении взрывных работ, а также производстве и эксплуатации. Эмульсионные ВВ отвечают экологическим требованиям и оказывают минимальное воздействие на окружающую среду.