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