Детонация взрывчатых веществ и факторы, влияющие на ее устойчивость, страница 3

Для смесевых ВВ различают плотность ВВ в заряде:

1. Насыпная p_н – плотность ВВ в разрыхленном естественном состоянии;

2. Оптимальная p_опт – плотность смесевых ВВ, при которой скорость детонации максимальна (точка А на кривой 2, рис. 5.5.), так как с уменьшением расстояния между частицами компонентов, составляющих ВВ, улучшаются условия передачи теплоты от частицы к частице, а также условия для взаимодействия химических элементов, образовавшихся в процессе первичной химической реакции.

3. Критическая p_кр – плотность смесевого ВВ, при которой скорость детонации уменьшается до её полного затухания, так как с дальнейшим уменьшением расстояния между частицами, уменьшается их свободная поверхность, что затрудняет восприятие ими теплоты, их поджигание и распространение химической реакции на их поверхности.

Таким образом, при переуплотнении смесевых ВВ в зарядах происходят затухание детонации и отказы взрывов. (Так, аммиачная селитра, входящая в состав переуплотненного ВВ, ведет себя как инертное вещество, поглощающее тепло и не поддерживающее химическую реакцию горения).

 

Рис. 5.5. Зависимость скорости детонации D

от плотности ВВ p:

1 – для индивидуальных ВВ;

2 – для смесевых ВВ.

2.3. Прочность оболочки заряда.

Прочная оболочка, окружающая заряд, затрудняет разлет ПД и препятствует формированию в них волны разрежения 4 (см. рис. 5.1). Наличие оболочки практически не сказывается на скорости детонации зарядов индивидуальных ВВ, но в значительной степени определяет скорость и устойчивость детонации зарядов смесевых ВВ.

Прочная оболочка сдерживает от разлета ПД в зоне химической реакции 7 (см. рис. 5.1), что позволяет снизить размер критического диаметра заряда ВВ, т. е. обеспечить устойчивую детонацию при меньшем диаметре заряда (рис. 5.6).

 

Рис. 5.6. Зависимость скорости детонации D

от диаметра заряда d_з смесевых ВВ:

1 - без оболочки; 2 - с оболочкой

5.4. Причины отказов и выгорания зарядов ВВ

На устойчивость детонации, отказы и выгорание зарядов ВВ влияют: плотность ВВ, диаметр заряда, мощность начального импульса, тип, дисперсность, состав и состояние ВВ.

К причинам отказов и выгорания зарядов ВВ в процессе ведения взрывных работ относятся:

1.  уплотнение зарядов и уменьшение их диаметра вследствие:

-  канального  эффекта, когда между стенками шпура и патроном ВВ есть значительный зазор

-  откольных явлений на контуре шпура в результате воздействия волн напряжений, возникающих от взрыва зарядов предыдущих серий взрывания;

-  подвигания массива;

-  прорыва газообразных ПД от соседнего заряда к еще не детонировавшему шпуровому заряду;

-  уплотняющее действие сейсмических динамических нагрузок от предыдущих серий взрывов при групповом взрывании;

-  применение больших усилий в процессе досылки патронов в шпур

2. Толстая бумага на торцах патронов ВВ, а также углубления в них, превышающие 7 мм, пересыпание породной мелочью между патронами при заряжании.

3. Неплотная досылка патронов ВВ в шпуры при заряжании.

4. Недостаточное разрыхление слежавшихся ВВ в патронах перед досылкой их в шпуры.

5. Переувлажнение ВВ в обводненных шпурах.

5.5. Методы оценки и средства обеспечения устойчивости детонации

Сопротивляемость ВВ канальному эффекту определяют путем помещения 5 патронов исследуемого ВВ в бумажной оболочке длиной 250 мм и диаметром 20 мм в стальную трубу с внутренним диаметром 36 мм и длиной 1,25 м. В первый патрон вставляют ЭД мгновенного действия и взрывают заряд. Мерой сопротивляемости канальному эффекту является длина участка сдетонировавшего заряда до места затухания детонации (для аммонита ПЖВ-20 эта длина 76-79 см, для угленита Э-6 – 35 см).

Средством повышения устойчивости детонации является соблюдение технологии БВР, ЕПБ:

-  Соблюдение минимально допустимых расстояний между зарядами в массиве пород для предотвращения откольного эффекта, прорыва газообразных ПД.

-  Очищение шпуров и скважин от буровой мелочи перед заряжанием.

-  Применение водоустойчивых ВВ.

-  Использование забойки зарядов.

-  Применение промежуточных инициаторов для малочувствительных ВВ.

-  Применение патронов ВВ с диаметром, соответствующим диаметру шпура.

-  Разрыхлять слежавшиеся ВВ.

-  Соблюдение технологии заряжания.