Взрывчатые вещества - ANFO (Нитрат Аммония – Жидкое Топливо)
Жизнь Мелвина A. Кука тесно связана с историей взрывчатых веществ, он - ученый, изобретатель, преподаватель, бизнесмен, теоретик, консультант, свидетель-эксперт, предприниматель и автор. Кук, профессор металлургии в Университете Юты, был бизнесменом и автором работ по взрывчатым веществам. Он также издал работы по креационизму, в частности об отношениях между наукой и Мормонством. Личная причастность Кука к теоретическим и к практическим аспектам в области взрывчатых веществ охватывает больше пятидесяти лет. Самое выдающееся изобретение промышленного взрывчатого вещества Куком было сформулировано в декабре 1956, когда он создал новую взрывную смесь, используя необычную смесь нитрата аммония, алюминиевый порошок и воду. Безопасность и эффективность этого нового взрывчатого вещества были очевидны, а использование воды революционным. Последовавшие за этим опыты привели к развитию новой области взрывчатых веществ: водосодержащих взрывчатых веществ. Это изобретение обратило производство промышленных взрывчатых веществ от "опасного динамита" к "безопасной гидросмеси" и сухим взрывным смесям [ANFO]. В 1972 Кук создал BLU-82, самую большую и самую сильную химическую бомбу, используя алюминированную гидросмесь. Взрывные смеси состоят из смесей топлив и окислителей, ни один из которых не классифицируется как взрывчатое вещество. Нитрокарбонитраты – это классификация, данная взрывной смеси согласно правилам по упаковке и перевозке Министерства транспорта США. Взрывная смесь состоит из неорганических нитратов и углеродистых топлив и может содержать дополнительные невзрывчатые вещества для увеличения плотности, такие как порошкообразный алюминий или ферросилиций. Добавление взрывчатого компонента, такого как ТНТ изменяет его классификацию со взрывной смеси до взрывчатого вещества. Взрывные смеси могут быть сухими или в форме гидросмесей. Из-за их нечувствительности взрывные смеси нужно детонировать инициирующим зарядом бризантного взрывчатого вещества. Нитрат аммония - жидкое топливо почти полностью заменил динамиты и нитроглицериновые ВВ при взрывных работах на открыты горных разработках. Более плотные водосодержащие взрывные смеси вытесняют динамит, нитроглицериновые ВВ и сухие взрывные смеси. Наиболее широко используемая сухая взрывная смесь – это смесь гранул нитрата аммония (пористые гранулы) и жидкого топлива. Горючее - это не только CH2, но его достаточно точно, чтобы определить реакцию. Правая сторона уравнения содержит только желательные газы детонации, хотя некоторое количество СО и N02 образуются всегда. Весовые пропорции компонентов для уравнения таковы: 94,5 процентов нитрата аммония и 5,5 процентов жидкого топлива. В фактической практике пропорции составляют 94 процента и 6 процентов, чтобы гарантировать эффективную химическую реакцию нитрата. Однородное смешивание нитрата аммония и жидкого топлива очень важно для развития полной взрывной силы. Некоторые взрывные смеси заранее перемешиваются и упаковываются производителем. Там, где они не перемешаны заранее, могут использоваться несколько методов смешения для достижения однородности. Лучший метод, хотя не всегда самый практичный, механический. Более простой и почти такой же эффективный - метод смешивания путём однородного впитывания гранулами в открытых мешках 8 - 10 процентов нефти от их веса. После сушки в течение по крайней мере получаса гранулы сохраняют необходимое количество жидкого топлива. Жидкое топливо можно также вылить на нитрат аммония в приблизительно правильных пропорциях, поскольку его заливают в шпур. С этой целью, 1 галлон жидкого топлива на каждые 100 фунтов нитрата аммония будет приблизительно равняться 6 процентам массы нефти. Нефть может добавляться после каждого или после двух мешков гранул, и она распределится относительно быстро и однородно. Неправильное вставление взрывателя передает низкую начальную скорость детонации взрывной смеси, и реакция может прекратиться и вызвать осечку. Бризантные взрывчатые вещества иногда располагают вдоль буровой скважины для поддержания надёжного распространения детонации по всей колонне. Как и в других реакциях горения, недостаток кислорода вызывает формирование угарного газа и несгоревших органических соединений, и, если таковые вообще имеются, немного оксидов азота. Избыток кислорода формирует больше оксидов азота и меньше угарного газа и других несгоревших органических соединений. Для смеси нитрата аммония и жидкого топлива (ANFO) содержание горючего больше 5,5 процентов создает недостаток кислорода. У смеси нитрата аммония и жидкого топлива (ANFO) согласно многочисленным ссылкам имеется широкий спектр Скоростей Детонации (СД) . Однако, некоторые из этих ссылок являются более характерными, устанавливая параметры. Военные заряды имеют СД 10700 футов в секунду (ф/с), заключенные в стальные трубы диаметром 4 дюйма - 10000 ф/с, в то время как в трубы диаметром 16 дюймов - 16000 ф/с. В зарядах диаметром 6 дюймов и более, сухие взрывные смеси достигают ограниченных скоростей детонации более чем 2000 ф/с, но в диаметре 1-1/2 дюйма, скорость уменьшается до 60 процентов. Когда ANFO используется в шпурах, у СД есть положительный угловой коэффициент в качестве функции глубины, СД увеличивается при продвижении фронта детонации вниз по скважине. Эффекты усиливаются за счет очень больших количеств, которые в основном вызываются самоуплотнением, при этом предполагается, что СД будет находиться в диапазоне 13000-15000 ф/с. Диапазонное приближение для очень больших количеств взрывных смесей, которое принято в коммерческой промышленности, составляет примерно половину СД C-4/пластида, которая равна 13 000 ф/с. Однако признанная СД нитрата мочевины составляет 11 155 - 15 420 ф/с. Удельная масса ANFO изменяется от 0.75 до 0.95 в зависимости от плотности и размеров частицы. Ограниченная скорость детонации и концентрация заряда ANFO меняются в зависимости от диаметра скважины. Пневматическая погрузка приводит к высоким скоростям детонации и более высоким концентрациям заряда, особенно в отверстиях, меньшим чем 3 дюйма (при других условиях такие маленькие отверстия обычно не рекомендуются для взрыва ANFO). 
Простое удаление пня дерева могло бы быть произведено в два этапа, состоящих из электрического подрывного капсюля и динамитной шашки. Взрывная волна от подрывного капсюля вызвала бы детонацию динамита. Чтобы сделать большое отверстие в земле, могло бы использоваться недорогое взрывчатое вещество, такое как ANFO. В этом случае, взрывная волна от подрыва капсюля не способна вызвать детонацию, таким образом должен использоваться усилитель в 3 или 4 шага. Выработка от подрывных капсюлей и огнепроводных шнуров, используемых в этих методах, является обычно маленькой по сравнению с главным зарядом, потому что выработки примерно пропорциональны весу используемого взрывчатого вещества, а главный заряд составляет большую часть общей массы. Преимущества нечувствительных сухих взрывных смесей - их безопасность, простота загрузки, и низкая цена. В сыпучей форме у них есть большое преимущество перед патронированными взрывчатыми веществами, потому что они полностью заполняют буровую скважину. Это прямое сцепление со стенками гарантирует эффективное использование энергии взрыва. Нитрат аммония растворим водой, поэтому во влажных скважинах, несколько взрывателей откачивают воду из отверстия, вставляют пластмассовый рукав, и загружают взрывную смесь в него. Должны быть приняты специальные меры предосторожности, чтобы избежать возможного создания заряда статического электрического, особенно при пневматической загрузке. Когда должным образом сбалансирован кислород, качество сухих взрывных смесей позволяет использовать их в шахтах. Когда-то широко используемые законсервированные взрывные смеси, имеют неограниченную водонепроницаемость, но им не хватает преимуществ в простоте загрузки и полноте сцепления с буровой скважиной. В 2001 году американское производство взрывчатых веществ составляло 2,38 миллиона метрических тонн (Мт), на 7 % меньше чем в 2000; сообщалось о продажах взрывчатых веществ во всех штатах. Угольная промышленность, которая занимает 69% всего потребления, продолжала быть главным пользователем взрывчатых веществ в Соединенных Штатах. Кентукки, Западная Вирджиния, Индиана, Вайоминг, и Вирджиния, в порядке убывания, были наибольшими штатами-потребителями с суммарным общим количеством 46 % от продаж США. К 2001 инженеры кампании «Fuels and Lubricants Group of Shell Co.», Австралия, разработали метод смешения отработанной нефти с ANFO с целью получения продукта, который может использоваться для проведения взрывных работ. Шахты во всем мире производят тысячи литров отработанного горючего, которые необходимо удалить сохраняя экологическую безопасность. При использовании горючего во взрывной смеси, транспортировка отработанной нефти не нужна, количество горючего, необходимого для взрыва, уменьшено, и потенциально токсичные углеводороды в отработанной нефти будут разрушенны высокой температурой взрыва. Компания Shell протестировала снаряды смеси ANFO-отработанная нефть на участке шахты Hamersley Iron’s Marandoo, и обнаружила, что отношение в смеси отработанной нефти к ANFO могло быть вплоть до 50-50 без какого-либо негативного влияния на окончательную эффективность действия взрыва. Нитрат мочевины также считают типом взрывчатого вещества, основанного на удобрении, хотя, в этом случае, два компонента – это азотная кислота (один из десяти наиболее производимых химикатов в мире) и мочевина. Распространённый источник мочевины – это гранулы, используемые для удаления льда с тротуаров. Мочевина может также быть получена из концентрированной мочи. Это распространённый способ, используемый террористами в Южной Америке и на Ближнем Востоке. Часто добавляется серная кислота, чтобы помочь катализации элементов. Сосуд, содержащий мочевину, используется окруженным ледяной ванной. Лед помогает химической конверсии при добавлении азотной кислоты. Полученное взрывчатое вещество может быть чувствительным к подрыву капсюлем. Нитрат мочевины имеет такую же разрушительную силу как и нитрат аммония. Адресс источника на английском - http://www.globalsecurity.org/military/systems/munitions/explosives-anfo.htm |