Инициирование взрыва промышленных взрывчатых веществ

Инициирование взрыва происходит при подводе к ВВ импульса достаточной мощности для возбуждения детонации. Взрывчатые вещества разного химического состава имеют различную чувствительность к механическим и тепловым воздействиям (табл. 6.4). Те вещества, которые являются очень чувствительными к внешним воздействиям и способны взрываться в малых количествах (с низким критическим диаметром) и горение которых мгновенно переходит в детонацию, используют в качестве первичных инициирующих ВВ. К ним относится гремучая ртуть, тринитрорезорцинат свинца, азид свинца.

Первичные инициирующие ВВ инициируют более мощные вторичные инициирующие ВВ (тетрил, гексоген, ТЭН), которые и вызывают взрыв заряда промышленного ВВ.

Таблица 6.4

Характеристики некоторых инициирующих ВВ.

или шашки промежуточных детонаторов, от которых происходит взрыв заряда промышленного В В. Промежуточные детонаторы изготавливаются в виде патронов с начинкой из тротила или смеси из тротила и гексогена массой 200— 800 г с отверстиями в центре для детонирующего шнура (для КД и ЭД). В некоторых случаях промежуточный детонатор делается путем обвязки детонирующим шнуром нескольких патронов ВВ.

Первичные инициаторы. Гремучая ртуть Hg (CNO)₂ — кристаллический ядовитый порошок белого или серого цвета с температурой воспламенения 160 °C. Наиболее чувствительное из всех применяемых инициирующих ВВ, взрывается при самых слабых механических воздействиях.

При содержании 10% влаги гремучая ртуть только горит, не детонируя, при содержании 30% влаги она даже не загорается, поэтому гремучая ртуть хранится в банках с водой. Прессованная гремучая ртуть приобретает большое инициирующее воздействие и становится менее чувствительной к внешним воздействиям, поэтому для детонаторов первичные заряды гремучей ртути используются в прессованном виде. При наличии влаги гремучая ртуть вступает в реакцию с медью, образуя весьма чувствительные фульминаты меди. В связи с этим медные детонаторы, начиненные гремучей ртутью, необходимо предохранять от влаги. С алюминием гремучая ртуть вступает в реакцию, образуя невзрывчатые соединения, поэтому для детонаторов нельзя использовать алюминиевые гильзы, начиненные гремучей ртутью.

При взрыве гремучей ртути выделяются экологически весьма вредные соединения, из-за чего использовать ее для этих целей не рекомендуется.

Азид свинца Pb (N₃)₂ — белый мелкокристаллический порошок, негигроскопичный, не растворяется в воде и не теряет детонационной способности при увлажнении. Под воздействием углекислого газа в присутствии влаги вещество переходит в углекислые соли, в связи с чем его чувствительность снижается. С медью азид свинца образуют весьма чувствительные и опасные соединения, именно поэтому его запрессовывают в алюминиевые гильзы. Является более мощным, чем гремучая ртуть, первичным инициирующим ВВ. Газы, образующиеся при взрыве, менее ядовиты, чем у гремучей ртути. Поэтому в качестве первичного инициирующего В В вместо гремучей ртути в промышленности применяют азид свинца. Степень уплотнения и температура азида свинца не оказывают влияния на его чувствительность. Вещество недостаточно чувствительно к тепловому импульсу, поэтому его применяют совместно с более чувствительным к тепловому импульсу тринитрорезорцинатом свинца (ТНРС).

ТИРС C₆H (N0₂)₃0₂Pb — золотисто-желтый кристаллический порошок, не взаимодействующий с металлами. По чувствительности занимает промежуточное положение между азидом свинца и гремучей ртутью и обладает более слабой инициирующей способностью. Поэтому ТНРС применяют только как промежуточный заряд (массой 0,1 г), инициирующий азид свинца, который взрывает заряд вторичного инициирующего ВВ.

Вторичные инициаторы. Вторичные инициирующие В В предназначены для увеличения энергии начального импульса, вызываемого зарядом первичного инициирующего ВВ, и детонирования заряда промышленного ВВ. Вторичные инициирующие ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям, но имеют большую скорость детонации, теплоту взрыва и более высокую инициирующую способность по сравнению с первичными инициирующими ВВ.

Тетрил (тринитрофенилметилнитрамин) C_GH₂(N0₂)4 NCH₃ — кристаллический порошок бледно-желтого цвета, не взаимодействующий с металлами. При воспламенении быстро горит, горение может перейти во взрыв. Обладает хорошими взрывчатыми характеристиками. В качестве вторичного инициирующего ВВ применяется почти во всех выпускаемых детонаторах.

ТЭН (nenmaapumpummempanumpam) C₅H₈(()N0₂)4 — кристаллический порошок белого цвета, негигроскопичен и нерастворим в воде. Воспламеняется с трудом, в небольших количествах горит спокойно. Относится к наиболее мощным и чувствительным вторичным инициирующим ВВ. Применяется в основном при изготовлении детонирующих шнуров и в качестве вторичного инициирующего ВВ в некоторых детонаторах. За рубежом ТЭН применяют в качестве одного из компонентов при изготовлении мощных промышленных ВВ, а также для изготовления специальных шашек (в сплаве с тротилом) при инициировании зарядов низкочувствительных промышленных ВВ.

Конструкции инициаторов. Для инициирования взрыва используется капсюль-детонатор, представляющий собой металлическую гильзу (медную, алюминиевую, биметаллическую) диаметром 6—7 мм, длиной 47—51 мм, начиненную зарядами первичного (гремучая ртуть, ТНРС-2, азид свинца) и вторичного (тетрил) инициирующего ВВ.

Заряд первичного инициирующего ВВ вызывает взрыв более мощного вторичного ВВ, а он в свою очередь инициирует основное промышленное ВВ. Для усиления инициирующего действия в донышке капсюля-детонатора делается кумулятивное углубление.

J 1ромышленностыо выпускаются капсюли-детонаторы, с гремучертутно-тетриловым и азидо-тетриловым зарядом ВВ.

Трем учертутно-т етр ил о в ы е кап с юл и-детонатор ы представляют собой медные КД-86 или биметаллические КД-8С (сталь с медным покрытием) гильзы, содержащие 0,5 г гремучей ртути и 1 г тетрила.

Азидо-тетриловые капсюли-детонаторы — алюминиевые гильзы, содержащие 0,1 г ТНРС, 0,2 г азида свинца и 1 г тетрила или гексогена.

Капсюли-детонаторы обладают высокой чувствительностью к трению, удару, сжатию и огню, поэтому при обращении с ними необходимо соблюдать максимальную осторожность.

Огнепроводный шнур предназначен для возбуждения взрыва горящей пороховой сердцевиной капсюля-детонатора. Представляет собой слабо спрессованный из дымного пороха с пластифицирующими добавками стержень с проходящей внутри направляющей нитью, завернутый в нитяные оплетки с гидроизоляционной прослойкой.

Наружный диаметр огнепроводного шнура составляет 5,5 мм. По правилам безопасности отрезок огнепроводного шнура (ОШ) длиной 0,6 м должен сгорать за 60—68 с.

Средства зажигания огнепроводного шнура. При огневом инициировании нескольких зарядов поджигать концы шнуров, идущих к зарядам, по Единым правилам безопасности при взрывных работах разрешается тлеющим фитилем, отрезком огнепроводного шпура с надрезами или специальными патрончиками. Спичкой зажигать шнур разрешается только при взрывании одиночного заряда.

Огневое инициирование запрещается в тех случаях, когда своевременный отход взрывников в укрытие затруднен из-за необходимости пользоваться лестницами, веревками, полками или существуют другие препятствия.

В таких условиях применяют электроогневое инициирование, при котором воспламенение отрезков ОПТ производится взрывниками из безопасного места за счет подачи тока в электрозажигатель, укрепленный на конце ОШ.

Электрозажигателъный патрон ЭЗ-ОШ-Б представляет собой бумажную гильзу с зажигательной начинкой и электровоспламенителем. Предназначен для электрического зажигания пучка отрезков ОШ.

Электрическое инициирование осуществляется с помощью электродетонатора, который представляет собой капсюль-детонатор с закрепленным в нем электровоспламенителем. Электровоспламенитель может непосредственно инициировать взрыв первичного вещества без применения огневого шнура.

Различают электродетонаторы по виду находящегося в них заряда инициирующего ВВ (гремучертутно-тетриловые, азидо-тетриловые); по времени срабатывания (мгновенное, короткозамедленное и замедленное); но конструктивному оформлению и назначению (общего назначения, для сейсморазведки, обработки металлов, торпедирования нефтяных скважин и др.); по условиям применения (непредохранительные и предохранительные — для шахт и в условиях, грозящих взрывом газа или пыли); по чувствительности к блуждающим токам (нормальной, пониженной и весьма низкой, грозоупорные).

Для взрывных работ применяются электровоспламенители с металлическими мостиками с сопротивлением 0,5—5 Ом, изготавливаемые из нихромовой (сплав — 80% никеля и 20% хрома) проволочки диаметром 24—54 мкм, длиной до 5 мм. На мостик накаливания нанесена одноили двухслойная воспламенительная головка. Состав прилегающей к мостику накаливания головки легко воспламеняется при пропускании электрического тока через мостик и создает достаточно мощный луч огня инициирования заряда первичного инициирующего ВВ. Для предохранения от отсыревания воспламенительные головки покрывают водонепроницаемым лаком.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Какие взрывчатые промышленные вещества вы знаете?
• 2. Опишите физико-химические характеристики взрывчатых веществ: кислородный баланс, теплота взрыва, реакция взрывчатого вещества.
• 3. Перечислите составные элементы основных компонентов взрывчатых веществ.
• 4. Охарактеризуйте инициирующие взрывчатые вещества.