Материал: Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

По М. А. Будникову и др., реакция взрывчатого превращения по­ роха идет следующим путем:

74KNO3 + 32S + 16CeH2O = 56СО2 -р 14СО + ЗСН4 + 2H2S + 4Н2 +

+35N2 + 19К2СО3 + 2K2S + 7K2SO4 + 8K2S2O3 + 2KCNS +

+(NH4)2CO3 + C + S.

По этому уравнению 1 кг пороха дает 0,564 кг твердых продук­ тов и 0,436 кг газообразных. Объем газов взрыва в этом случае

равен 280 л/кг, теплота взрыва 665 ккал/кг, температура взрыва

2500°К.

Дымный порох характеризуется как чрезвычайно опасное в об­ ращении ВВ. Зажженный на воздухе, он взрывается даже в не­ больших количествах (1 кг пороха сгорает в 0,01 сек.), причем ско­ рость сгорания возрастает с повышением давления. Если посред­

ством удара или трения быстро нагреть частичку пороха до темпе­

ратуры 250—310°, то порох взрывается. Поэтому все механические воздействия, способные повысить температуру до этого предела, обязательно вызывают взрыв пороха. Порох легко взрывается от пламени только в том случае, если оно обладает достаточной плот­ ностью; пламя спирта или бумаги с трудом зажигает порох; ис­ кра от удара железа или стали о. камень легко взрывает порох; электрическая искра не зажигает пороха; от молнии он всегда

взрывается; удар ружейной пули по большей части взрывает порох,

удар же медного предмета о камень почти никогда не взрывает его. Чувствительность дымного пороха к удару характеризуется тем,

что он дает взрыв на копре при падении груза в 2 кг с высотой

45 см.

Порох гигроскопичен. При большем содержании влаги, чем это

4% влаги, то после просушки поверхность зерен вновь примет од­ нообразный цвет, и порох будет годен к употреблению. При содер­ жании влаги около 50%, на поверхности зерен после просушки вы­ ступает белый налет от выкристаллизовавшейся селитры. Такой порох будет действовать уже слабее кондиционного. Если же в порохе содержание влаги повышено до 7—14%, то зерна разбуха­ ют и в таком виде остаются после просушки; кроме налета селит­ ры на зернах, он слипается в твердые комья, трудно раздавливае­ мые рукой, и в таком состоянии не годен к употреблению.

Учитывая гигроскопичность пороха, его нужно хранить в сухих складах, а вследствие его высокой чувствительности к механиче­ ским воздействиям полы хранилищ нужно устилать матами, ци­ новками или другим мягким материалом; обувь работников склада должна быть на мягкой подошве.

В соответствии с указаниями «Единых правил безопасности при взрывных работах» порох на горных предприятиях подвергает­

234

ся следующим испытаниям. От 10% ящиков отбирается из каждо­ го мешка по 0,5 кг пороха, и образцы подвергаются наружному ос­ мотру. Зерна должны быть темно-сизого цвета с блестящей поверх­ ностью и не иметь выделившихся кристаллов белого цвета, а так­

же белых и желтых вкраплений. Не должно быть слипшихся комь­ ев зерен пороха; при нажатии рукой зерно не должно рассыпать­ ся. При пересыпании зерен пороха на белом листе бумаги не долж­ но оставаться пыли и черных пятен от разрушенных зерен. Партии, не удовлетворяющие указанным требованиям, бракуются.

Минный порох упаковывают в тканевые мешки весом по 50 кг нетто; мешки укладывают в деревянные ящики.

Оксиликвитами называются взрывчатые вещества, состоящие

из пористого горючего материала, пропитанного жидким кисло­ родом. Такой горючий материал называется поглотителем.

Действие оксиликвитов основано так же, как и других промыш­ ленных ВВ, на окислении углерода и водорода,, входящих в состав поглотителя.

Основная часть оксиликвитов — жидкий кислород — получается путем сжижения и ректификации атмосферного воздуха в специ­ альных сложных аппаратах, называемых кислородными установка­ ми. Жидкий кислород представляет собой весьма подвижную жид­ кость голубоватого цвета, не электропроводную и обладающую

магнитными свойствами. Техническая характеристика жидкого ки­

слорода приведена ниже.

Вес 1 л жидкого кислорода при тем­

Ректификация жидкЪго кислорода основана на разности темпе­ ратуры жидкого кислорода и жидкого азота, имеющего более низ­

кую температуру кипения и поэтому испаряющегося быстрее. После испарения азота в жидкости остается почти чистый кислород, кон­ центрация которого достигает 99—99,5 %-ной чистоты.

Низкая температура жидкого кислорода (а равно и жидкого

воздуха), действуя на металлы и некоторые другие вещества, зна­ чительно изменяет их свойства. Так, например, под действием жид­ кого кислорода модуль упругости металлов повышается в несколь­

ко раз против нормального, сопротивление растяжению у железа и у меди увеличивается, а у цинка — уменьшается. Железо, цинк,

каучук и ряд других тел при погружении в жидкий кислород ста­ новятся хрупкими и ломкими. Вследствие этого свойства при пере­ ливании жидких газов нельзя пользоваться резиновыми шлангами.

235

Вместо жидкого кислорода поглотители в оксиликвитах могут пропитываться обогащенным жидким воздухом, который представ­

ляет собой жидкость опалового цвета и состоит из жидкого кисло­

рода, жидкого азота и твердой углекислоты. Содержание послед­ ней не превышает 0,03% по весу; главными составными частями являются азот (78,23%) и кислород (20,91%). По мере испарения азота состав жидкого воздуха изменяется, обогащаясь кислородом. Так как в реакции взрыва участвует меньше половины взятой для

этой цели жидкости, то к моменту взрыва в ней остается очень ма­

ло азота и очень много кислорода. Опыты показали, что жидкий кислород может быть заменен в оксиликвитах жидким воздухом, но при условии обогащения последнего до 65—70%.

Вследствие чрезвычайно низкой точки кипения жидкий кисло­ род, как и жидкий азот и жидкий воздух, могут храниться или пе­ ревозиться только в специальных сосудах, имеющих двойные стен­ ки, из пространства между которыми выкачан воздух, что обеспе­ чивает отсутствие теплопроводности и почти полностью устраняет испарение жидкости из сосуда. Внутренние стенки сосудов амаль­ гамированы или отполированы; оба сосуда соединены между со­ бой таким образом, что они составляют одно целое; все вместе по­ мещено в металлический футляр, причем между наружным сосу­ дом и стенками футляра находится термоизолирующий материал. В качестве изоляции чаще всего в современных сосудах применя­ ют мипору (специальное высокопористое вещество). При перевоз­ ках сосудов следует избегать тряски и толчков. Сосуды не закры­ ваются крышками или пробками; если же в некоторых случаях для предохранения от попадания в них каких-либо посторонних ве­ ществ употребляют пробки, то они должны прикрывать сосуд весь­ ма неплотно для того-, чтобы испаряющийся газ мог свободно вы­ ходить из сосуда, не повышая давления внутри него. Сосуды для переноски имеют емкость 5, 15 и 25 л. Перевозка и хранение сжи­

женных газов производятся в больших сосудах, называемых тан­ ками, которые бывают транспортными и стационарными. Емкость

транспортных танков от 600 до 3 000 л, стационарных — от 600 до

12 000 л. Сущестуют также железнородожные цистерны емкостью 50 000 л. Потери сжиженных газов при исггарении велики; величи­ на их зависит от емкости сосуда: чем больше емкость сосуда, тем

тителя) жидким кислородом или жидким воздухом, который, прони­

кая в тончайшие поры поглотителя, образует более совершенную

механическую смесь, чем порох или другие ВВ, являющиеся также механическими смесями. Поэтому для получения оксиликвитов, по­

236

мимо жидкого кислорода, необходимы поглотители, которые име­ ют достаточное количество углерода, обладают хорошей абсорбци­ онной способностью и не содержат веществ, способных явиться причиной самовоспламенения или увеличения чувствительности оксиликвитов к механическим воздействиям (сера, фосфор и т. д.).

Под поглотительной способностью следует понимать не только способность впитывать кислород, но и удерживать впитанный ки­ слород в течение возможно большего промежутка времени. Подбор поглотителей требует чрезвычайно большого внимания, так как от этого зависят и эффективность, и безопасность взрывных работ.

Практика выявила чрезвычайно большое количество поглотителей, в частности, изготовленных из местного сырья, использование кото­ рого является преимуществом оксиликвитов для применения их в отдаленных районах, так как при этом нет необходимости подво­

зить специальное сырье для их производства.

В первое время после открытия этих ВВ в качестве поглотите­ лей применяли вещества, содержащие максимальное количество уг­ лерода и, в частности, газовую или ламповую сажу. Позднее было установлено, что поглотители, очень тонко измельченные и очень богатые углеродом, дают оксиликвиты с чрезвычайно высокой чув­ ствительностью к удару; в результате в США было начато приме­

нение древесного угля, что продолжалось до недавнего времени. Чтобы по возможности уменьшить чувствительность оксиликвитов

кудару, уголь берут с влажностью не ниже 20%.

ВСССР были предложены целлюлозные поглотители; изготов­ ленные из них оксиликвиты оказались еще менее опасными в об­ ращении. В СССР работы по дальнейшему снижению опасности оксиликвитов были направлены по пути замены мелкоизмельчен-

ного поглотителя брикетированным или прессованным волокнис­ тым. Изготовленные из них оксиликвиты были гораздо менее чув­ ствительны к удару, а для устранения чувствительности к пламени

иискре была предложена огнезащитная обработка поглотителя.

Таким образом, постепенно понижалась чувствительность оксилик­

витов к внешним воздействиям и уменьшалась опасность их при­ менения. Происходившие время от времени прёждевременные взры­ вы оксиликвитов вынудили поставить специальные исследования по выяснению и устранению причин таких взрывов. В результате этих работ была получена полная возможность безопасного при­ менения этих ВВ.

Тем не менее практическое распространение оксиликвитов до­

вольно незначительно. В настоящее время известен зарубежный опыт применения оксиликвитов: в США они применялись до 1957 г. на угольных карьерах и пользовались вниманием, так как счита­ лись самыми дешевыми ВВ. После массовых несчатных случаев в США в 1957 г. отказались от их употребления. Во Франции окси­ ликвиты используются'на подземных работах в железных рудниках Эльзаса и Лотарингии. Сведений о применении этих ВВ в других странах не имеется. В СССР оксиликвиты применялись с 1927 г. на Днепрострое и некоторых других предприятиях, однако не получи­

237

ли сколько-нибудь заметного распространения. В послевоенный период до 1955 г. они применялись на рудниках Норильского ком­ бината, но и там в настоящее время их использование прекращено.

Надо полагать, что подобное отношение к оксиликвитам имеет свои основания, и можно предположительно определить следующие вызвавшие его причины.

По опасности в обращении оксиликвиты можно отнести к груп­ пе динамитов: оксиликвиты загораются от огня, если недостаточно хс-рошо сделана огнезащитная обработка; горение небольших ко­ личеств на воздухе проходит спокойно, горение больших количеств,

или горение в замкнутом пространстве быстро переходит во взрыв; чувствительность к удару такая же, как у динамитов. Перечислен­ ные положения являются существенным недостатком оксиликви­ тов. К недостаткам следует также отнести и то, что плотность окси­

Это обстоятельство сильно умаляет достоинство оксиликвитов, тре­ буя большего числа скважин, чем при других ВВ.

Третьим и пожалуй наиболее существенным недостатком являет­ ся то, что оксиликвиты как взрывчатые вещества можно рассмат­ ривать только в продолжение некоторого периода, называемого-

временем жизненности, т. е. того времени, в течение кото­ рого в патроне находится такое количество кислорода, которое до­ статочно для окисления углерода либо до углекислого газа, либо

до окиси углерода. Различают время жизненности до точки СОг и время жизненности до точки СО. Величина времени жизненности сравнительно невелика; так, например, патроны диаметром 36 мм имеют время жизненности доточки СОг порядка 10 мин. и до точ­ ки СО—15 мин. Патроны диаметром 185 мм имеют время жизнен­

ности соответственно 40 и ,70 мин. Вполне естественно, что такие сжатые сроки, отводимые на всю операцию подготовки взрыва, на­ чиная с извлечения патрона оксиликвита из термоса, в котором его приносят к забою, помещение в шпуры или скважины, забойку всех шпуров (скважин), монтаж сети и взрывание, вынуждают к необ­

ходимости иметь чрезвычайно четкую организацию взрывных опе­ раций, выполнение которых приходится рассчитывать не в минутах, а в секундах, и, как следствие, увеличенное количество мастеров-

взрывников и подсобных рабочих. Это не всегда может быть обес­

печено, а вместе с тем всякое промедление очень сильно снижает силу и эффективность взрыва.

Наконец, имеется еще одно обстоятельство-, вызывающее некото­

рое, не совсем правильное предубеждение против оксиликвитов. При использовании обычных ВВ существует годами налаженная

организация снабжения ими предприятий, имеются склады и т. п. Поэтому не требуется каких-либо особых забот по вопросу снабже­ ния горного предприятия ВВ. Если же предприятие применяет ок­ силиквиты, то необходимо обеспечить постоянную бесперебойную работу кислородногозавода, своевременно производить заготовку сырья для поглотителей, следить за ритмичной работой мастерской

238