Краткие сведения о предохранительных взрывчатых веществах
При подземной добыче углей, серы, сульфидных руд, калийных солей, озокерита, нефти шахтным способом и других полезных ископаемых в рудничную атмосферу выделяются горючие газы и пыль, которые в определенной концентрации с воздухом образуют смеси, легко воспламеняющиеся и детонирующие от воздействия внешнего импульса.
В шахтах с такими условиями допускают особый тип ВВ - предохранительные и одновременно осуществляют мероприятия, направленные на безопасность взрывных работ.Принципы создания предохранительных ВВ. При разработке составов предохранительных ВВ, наряду с соблюдением общих принципов построения смесевых ВВ, учитывают также условия применения ВВ в шахтах со взрывоопасными средами, при этом руководствуются следующими дополнительными принципами:
1. В их составе должны содержаться или образовываться в процессе взрыва инертные соли с высокой теплопоглощающей способностью, эффективно снижающие температуру продуктов взрыва и одновременно выполняющие роль ингибитора по отношению к реакции окисления горючих газов. Введение солей-ингибиторов является общепризнанным методом обеспечения предохранительных свойств ВВ, и он чаще всего используется при создании различных их классов. Наибольшее распространение получили NaCI и KCI как доступные технологичные и сравнительно эффективные пламегасители. Количество их в составе подбирают экспериментально, исходя из степени опасности шахтной среды и необходимости обеспечения эффективности взрывных работ. Достижение как можно большей величины термодинамического к.п.д. взрыва при сохранении требуемого уровня антигризутности обеспечивают, в основном, подбором каталитически наиболее активного пламегасителя, поскольку, чем выше активность, тем меньше требуется для обеспечения предохранительных средств и сохранения работоспособности на высоком уровне.
Ингибирующее действие пламегасителя возрастает с увеличением степени дисперсности, но так как при этом одновременно увеличивается и флегматизирующее его действие на ВВ, то в некоторых случаях в процессе взрыва стремятся получить пламегаситель в тонкодисперсном состоянии.
Этот принцип нашел практическое применение в предохранительных ВВ необходимого типа, при взрыве которых NaCI и KCI образуются в виде аэрозолей.Наряду с этим, при создании высокопредохранительных ВВ (5 и 6 класса) стремятся также использовать принцип селективности детонации, чтобы устранить опасность прямого поджигания газов при случайном обнажении шпурового заряда перед взрывом.
2. Предохранительные ВВ наряду с необходимой антигризутностью, должны иметь и высокую детонационную способность, исключающую возможность их выгорания. Патроны таких ВВ в шпурах должны безотказно детонировать в неблагоприятных условиях взрывания (при предупреждении или переутоплении, при наличии породных пересыпок между их торцами и т.п.). Для обеспечения хорошей детонационной способности предохранительных ВВ типа аммонитов, наряду с введением в рецептурный состав достаточного количества сенсибилизатора (15-20% ТНТ), их подвергают улучшенной технологической обработке при изготовлении, а в ионообменные селективно-детонирующие и некоторые ВВ вводят нитроэфиры как наиболее эффективные сенсибилизаторы.
3. Для создания высокопредохранительных ВВ повышенной мощности заряд из предохранительного ВВ низкого класса помещают в упругую полиэтиленовую оболочку с водносолевым раствором (предохранительные патроны ПВП-1-У и СП-1). Оболочка способствует устойчивой детонации, предохраняет ВВ от увлажнения, возможности переуплотнения и выгорания. Вода как охлаждающая добавка принимает участие в гашении пламени взрыва и понижении температуры продуктов взрыва.
Наряду с ВВ в упругих водносолевых оболочках начинают применять сыпучие (гранулированные) предохранительные ВВ в гибких удлиненных полиэтиленовых шлангах типа монозарядов, при досылке которых в шпуры исключается образование породных пересыпок, намокание ВВ и другие нежелательные явления. В этой связи представляет интерес беспатронное заряжение предохранительных ВВ.
Современные предохранительные ВВ по степени безопасности разбиты на четыре класса (3 - 7 классы по общей классификации). К 3 классу отнесены мощные породные ВВ и ВВ ограниченного применения, к 4 классу - ВВ средней мощности и предохранительности, к 5 классу - ВВ повышенной предохра- нительности и к 6, 7 классам - высокопредохранительные ВВ.
ВВ, предназначенные для угольных забоев с одной открытой поверхностью, где при короткозамедленном взрывании возможно переуплотнение и выгорание шпуровых зарядов, должны иметь устойчивую детонационную способность. По предохранительным свойствам они должны соответствовать 5 классу, т.е. при взрывании в канале мортиры без забойки заряда массой 1 кг не должны воспламенять метан и пылевоздушную смесь при прямом инициировании.
4.3.