ДонНТУ>   Портал магистров ДонНТУ>   Главная страница      Ссылки      Библиотека      Автореферат      Отчет о поиске     

Индивидуальное задание


ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ВВ

Установленные закономерности процесса воспламенения горючих газов и аэрозолей взрывом позволили сформулировать основные принципы построения предохранительных ВВ и создать на их основе современные рецептуры устойчиво детонирующих ВВ различных классов.
Первый принцип заключается в снижении энергии (теплоты) взрыва до заданных пределов. При более высокой теплоте газы взрыва имеют повышенную температуру, что увеличивает вероятность воспламенения газопылевоздушной смеси.
Второй принцип предусматривает химическое воздействие на газо-пылевоздушную смесь, т. е. её ингибирование при смешении с расширяющимися продуктами взрыва, уменьшая тем самым вероятность возникновения и развития цепной реакции воспламенения за счёт обрыва цепей.
Оба принципа реализуются введением в состав смесевых ВВ порошковых веществ с высокой химической активностью и сравнительно высоким удельным теплопоглощением, получивших название пламегасителей . Использование эффекта отрицательных катализаторов по отношению к реакции окисления метана и других горючих шахтных газов или продуктов газификации угольной пыли повышает допустимый уровень энергетических характеристик ВВ (при заданном уровне предохранительности). Наиболее подходящими для такой роли оказались хлориды, в первую очередь щелочных металлов (NaCl, KCl). Они снижают температуру взрыва вследствие поглощения теплоты на своё нагревание, плавление и испарение (каждый процент добавки понижает температуру взрыва примерно на 1,5%). Кроме того, эти вещества, перемешиваясь с МВС, тормозят вспышку метана, выполняя роль ингибитора. Тонкое измельчение пламегасителей повышает предохранительные свойства ВВ, но снижает детонационную способность. Крупное измельчение даёт противоположные результаты. Поэтому пламегаситель вводят в состав ВВ в виде гранул крупностью 0,5...2,0 мм из тонкодисперсных частиц.
Третий принцип сводится к применению в качестве окислителя аммиачной селитры, поскольку она при взрыве, с одной стороны, выделяет много газообразных продуктов (0,976 м3/кг) и поэтому увеличивает работоспособность ВВ, а с другой, даёт мало теплоты (1400 кДж/кг) и поэтому имеет низкую температуру взрыва (1623 К).
Именно на этих трёх принципах созданы предохранительные ВВ классов III и IV. Разработки в данном направлении показали, что, соблюдая эти принципы, можно придать взрывчатому веществу любой уровень предохранительности. Однако введение значительного количества пламегасителя в состав ВВ существенно снижает его работоспособность.
Например, ВВ VI класса угленит № 2 (нитроэфиры-10%, аммиачная селитра-24%, NaCl - 64%) имел работоспособность 70 см3; VII класса угленит № 5 (нитроэфиры - 10%, аммиачная селитра-14%, древесная мука-1%, NaCl -75%) имел работоспособность 40 см3.
Чтобы предупредить создание высокопредохранительных ВВ низкой эффективности, введены нормативные требования к работоспособности ВВ разных классов, а именно: III класса должны иметь работоспособность не менее 320 см3, IV - не менее 265 см3, V - не менее 1,03, а VI класса - не менее 0,80 от работоспособности угленита Э-6, принятого за эталон.
Четвёртым принципом является создание такой взрывчатой системы, при которой тонкодисперсный пламегаситель образовывался бы только в процессе её взрывчатого превращения. В этом случае наличие пламегасителя в продуктах взрыва не влияет на потенциальную теплоту взрыва.
Пятый принцип - селективной детонации, согласно которому взрывчатые механические смеси должны представлять собой саморегулируемые системы: теплота их взрыва меняется в зависимости от условий взрывания. На практике селективность детонации обеспечивается тем, что ВВ создают из двух составных частей, резко отличающихся между 353 собой по химической активности (реакционной способности): одна (обычно нитроглицерин -до 15%) легко детонирует в любых условиях; другая представляет собой ионообменную пару солей, например, смесь натриевой или калиевой селитры с хлористым аммонием.
Такой состав ВВ приводит к тому, что в наиболее опасных условиях взрывания (при торцевом или боковом обнажении заряда) взрывается только нитроглицерин. Остальная часть ВВ играет роль пламегасителя. В результате выделяется мало теплоты (примерно 50% расчётной) и газы взрыва оказываются нагретыми недостаточно для воспламенения метана.
При взрыве в замкнутых условиях выделяется вся потенциальная энергия за счёт вступления в реакцию компонентов с меньшей реакционной способностью, т. е. ионообменной пары солей.
При построении селективно-детонирующих ВВ автоматически реализуется четвёртый принцип:
NH4Cl + NaNO3(KNO3) -> NaCl (KCl) + NH4NO3.
Так, при взрыве 1 кг угленита Э-6 образуется 317 г хлорида натрия.
На принципе селективной детонации построены промышленные ВВ V...VII классов.

Источник: Шевцов М.Р., Таранов П.Я., Левіт В.В., Гудзь О.Г./Під. заг. ред. М.Р.Шевцова Руйнування гірських порід вибухом: Підручник для вузів. - 4-е видення перероб. і доп. - Донецьк: ТОВ "Лебідь", 2003. - 272 с.(ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ВВ, с.352-354).

ДонНТУ>   Портал магистров ДонНТУ>   Главная страница      Ссылки      Библиотека      Автореферат      Отчет о поиске     

Индивидуальное задание