Классификация взрывчатых веществ

Правильный выбор и использование взрывчатых материалов в горнодобывающей промышленности являются ключевыми моментами для обеспечения безопасности рабочих, увеличения производительности и эффективности процессов добычи.

Взрывчатые вещества – что это?

Взрывчатые вещества (ВВ) — это соединения и смеси, способные совершать быстрое и необратимое физическое или химическое изменение под воздействием различных факторов, таких как удар, трение, нагревание или детонация.

В результате взрыва образуются газы с высокой температурой и давлением.

Эти газы, расширяясь, выполняют механическую работу. Химическое превращение взрывчатых веществ ещё называют взрывчатым превращением.

Взрывчатое превращение может происходить в виде взрыва или горения в зависимости от свойств взрывчатки и воздействия на нее.

Основные характеристики ВВ

Взрывчатые вещества представляют собой опасные материалы с уникальными свойствами, которые определяют их способность вызвать взрыв. Рассмотрим основные характеристики взрывчатых веществ более подробно.

1. Химическая и физическая стойкость. Этот параметр определяет способность взрывчатых веществ сохранять свои свойства при обработке, перевозке и хранении. Важно обеспечивать правильные условия для обращения с такими материалами, чтобы избежать непредвиденных взрывов.

2. Чувствительность к внешним воздействиям. Это способность вещества реагировать на внешние воздействия, такие как удары, трение, тепло и другие факторы. Чувствительность определяется тем, насколько легко взрывчатое вещество может быть инициировано внешним импульсом. Высокая чувствительность увеличивает риск непреднамеренного взрыва и требует особой осторожности при обращении.

3. Мощность — определяется теплотой взрывного превращения и объемом газообразных продуктов, выделяемых в результате взрыва. Чем выше удельная энергия взрывчатого превращения, тем более разрушительным может быть взрыв.

4. Фугасность — это способность взрывчатого вещества генерировать ударную волну при его взрыве. Эта ударная волна распространяется через окружающую среду, нанося ущерб объектам путем создания разрушительного давления. Фугасность влияет на радиус поражения при взрыве.

5. Бризантность — это способность вещества создавать осколки и фрагменты при взрыве. Эти осколки могут разлетаться и наносить урон объектам на значительном расстоянии от места взрыва. Бризантность важна для оценки степени разрушения в результате взрыва. 

6. Скорость детонации — определяет скорость, с которой распространяется взрывная волна внутри вещества. Быстрая скорость детонации характеризует мощные взрывчатые вещества, способные вызвать разрушительный эффект.

Классификация взрывчатых веществ по химическому составу

При изучении взрывчатки используют классификацию, которая показывает особенности материалов в зависимости от их химической основы. 

Группы взрывчатых веществ по химическому составу:

1. Нитросоединения. Эти вещества содержат от 2 до 4 нитрогрупп NO2 в своей структуре. К ним относят тротил, гексоген, а также некоторые аммиачно-селитренные взрывчатки, включающие динитронафталин.
2. Нитроэфиры. В этой группе имеется цепь нитрогрупп ONO2. Примерами таких веществ являются тэн, смеси на основе нитроглицерина и пороха без дыма.
3. Нитраты. Сюда входят взрывчатые вещества с группой NO3. В эту категорию входят аммиачная селитра, используемая для производства аммиачно-селитренных взрывчаток, дымные пороха, а также натриевая селитра, используемая для изготовления нитроглицериновых смесей.
4. Карбилоксимовые соли HONC. Примером является гремучая ртуть, которую используют для производства инициирующих взрывчатых веществ.
5. Соли азотистоводородной кислоты HN3. Эти вещества используются для производства взрывчатых веществ на основе азида свинца.
6. Соли хлорноватой кислоты. В эту группу входят хлоратиты и перхлоратиты. Они содержат в основном хлорат или перхлорат калия (KClO3 и KClO4), действующие как кислородный агент. В этой же группе выделено вещество под названием оксиликвит.

Также, по химическому составу взрывчатые вещества делятся на:

• Взрывчатые химические соединения, содержащие кислород в молекулах, который окисляет углерод, водород и азот, образуя продукты взрыва и выделяя тепло.
• Взрывчатые смеси-композиты, состоящие из нескольких химически несвязанных веществ, и могут быть в жидком, газообразном или твердом виде.

Классификация взрывчатых веществ по физическому состоянию

В зависимости от физического состояния, ВВ делят на следующие группы:

1. Газообразные. Взрывчатые вещества, которые находятся в виде газа, например, метан + воздух.

2. Жидкие. В эту группу входят ВВ, которые находятся в жидком состоянии при нормальных условиях. Примерами таких веществ могут служить нитроглицерин, нитрогликоль и другие.

3. Гелеобразные. При смешивании нитроцеллюлозы с нитроглицерином получается масса в виде геля, которую называют «гремучий студень».

4. Суспензионные. Это суспензии смесей на основе аммиачной селитры, разные горючие элементы в воде, такие как акватол, ифзанит, карбатол.

5. Эмульсионные. Взрывчатые вещества, которые находятся в виде эмульсий, где одно вещество диспергировано в другом.

6. Твердые. Такие ВВ могут быть различных типов, включая монолитные, порошкообразные, гранулированные, пластичные и эластичные.

Классификация взрывчатых веществ по условиям применения

Такая классификация необходима для оценки безопасности веществ при их использовании и разработки соответствующих мер безопасности, а также для упрощения регулирования и контроля за обращением с такими материалами.

Вот основные типы взрывчатых веществ с указанием их особенностей:

Инициирующие взрывчатые вещества

Эти вещества отличаются высокой чувствительностью и способны взорваться при небольшом тепловом или механическом воздействии. Они приводят к взрыву других взрывчатых веществ своей детонацией. Примерами являются гремучая ртуть, азид свинца, стифнат свинца и тетразен.

Бризантные взрывчатые вещества

Такие ВВ обычно взрываются под действием детонации от инициирующих взрывчатых веществ и способны повреждать окружающие объекты при взрыве. К данной группе принадлежат тротил (тол), мелинит, тетрил, гексоген, тэн, аммониты и другие.

Метательные взрывчатые вещества

Эти вещества проявляют взрывную силу через горение при относительно медленном нарастании давления. Их используют, как правило в военных целях. Сюда входят различные виды пороха (включая дымные и бездымные пороха) и некоторые типы ракетного топлива.

Пиротехнические составы

Эти взрывчатые вещества используются для создания специфических эффектов и применяются в специальных боеприпасах и взрывных устройствах. Примерами являются взрывчатые составы, используемые в осветительных, зажигательных и сигнальных ракетах, снарядах и патронах.

Классификация взрывчатых веществ по виду работ

При проведении работ, где идут в ход взрывчатые вещества, важно учитывать их характеристики и свойства. Классификация ВВ по виду работ включает следующие группы:

1. Для открытых работ. Сюда входят вещества, которые при взрыве образуют значительное количество газов с характерной едкостью и ядовитостью, что делает их подходящими только для работ на открытой местности.

Примером такого ВВ является тротил.

2. Для подземных работ вне взрывоопасной среды. В этой группе находятся ВВ, с аммиачной селитрой. Они менее токсичны и могут применяться в работе под землей, где отсутствует метан или для подрывов на открытой местности.

3. Для взрывных работ во взрывоопасных средах (предохранительные ВВ). Сюда относятся те вещества, при взрыве которых образуются продукты с низкой температурой. Эти виды взрывчатых веществ предназначены для использования на взрывоопасных участках под землей.

Эта классификация позволяет эффективно проводить взрывные работы в различных горных условиях с учетом безопасности и эффективности действий.

Список источников

• Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. // Л.: Химия, 1973. – 688 с.
• Дубов В.В., Сухарев В.Н. Взрывчатые вещества и средства взрывания. // М.: Недра, 1996. – 368 с.
• Багал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. // М.: Машиностроение, 1985. – 240 с.
• Андреев К.К. Термическое разложение и взрывчатые вещества. // М.: Наука, 1966. – 320 с.
• Воробьев В.С., Ацаркин В.В. Взрывчатые вещества и пороха: Справочник. // М.: ЦНИИНТИ, 1985. – 232 с.

Изображение от Freepik