ОтветыТи БВР. Билет 1 Виды химического превращения

Аммонитами называют аммиачно-селитренные ВВ, представляющие смеси аммиачной селитры с нитросоединениями, главным образом с тротилом. Аммониты получают путем механического смешения аммиачной селитры с тротилом и другими компонентами в шаровых мельницах.

Аммонит №6ЖВ состоит из 21% Аммонит №6ЖВтротила,который служит в качестве сенсибилизатора и 79% аммиачной селитры марки ЖВ.

Характеристика аммонита №6ЖВ:

Теплота взрыва- 1030 ккал/кг,

Работоспособность – 360-380 см 3 ,

Объем газов – л/кг

Критический диаметр -10-13 мм,

Бризантность в водосодержащем состоянии - мм,

Скорость детонации в стальной трубе- 3.6-3.8 км/с,

Насыпная плотность – 1.0-1.2 г/см 3

Кислородный баланс -0.53.2%

Применяется на открытых работах и шахтах не опасных по газу и пыли.

составим уравнение взрывчатого превращения типичного промышленного ВВ — аммонита № 6 ЖВ, состоящего из 79% аммиачной селитры и 21% тротила. Расчет будем вести на 1 кг ВВ. Коэффициенты в левой части уравнения получим делением весового содержания данного компонента в 1 кг ВВ на его молекулярный вес. Тогда левая часть уравнения (исходное ВВ) будет иметь вид:

Аммонит № 6 ЖВ имеет кислородный баланс, близкий к нулю, поэтому, в соответствии с вышеизложенным, в состав продуктов взрыва его будут входить вода, двуокись углерода и азот. Записав таким образом состав продуктов взрыва и, уравняв содержание элементов в правой и левой частях, получим уравнение взрывчатого превращения аммонита № 6 ЖВ.

2. Схемы соединения ЭД и расчет электровзрывной цепи.

Применяются следующие виды соединения ЭД в сети :

В ряде случае в большие заряды вводят по два последовательно или параллельно соединенных электродетонатора. Для большей гарантии электрические сети дублируют.

Наиболее широко при взрывании применяют последовательную схему соединения электродетонаторов , отличающуюся простотой монтажа и расчета , надежностью проверки и требующей минимального по мощности источника тока.

Недостаток последовательных схем : возможны массовые отказы.

Параллельные схемы соединения требуют применения более мощного источника тока.

Проверка параллельных сетей приборами практически невозможна.

Расчет сети , особенно при параллельно-ступенчатой схеме , сложнее , чем при последовательном соединении.

При расчете взрывных сетей определяют :

- величины сопротивления сети;

- силу тока проходящего через отдельный электродетонатор, и сравнивают полученные результаты с предельным значением сопротивления сети для конденсаторных машинок ,приводимых в паспорте, или с гарантийной величиной тока для электродетонатора при взрывании от сети.

Для определения этих величин при применении конденсаторных машинок рекомендуется пользоваться следующими формулами:

Для последовательных сетей

Для параллельно – пучковых сетей и для смешанных пучковых сетей

R пучк .= ---- * Rпасп.;

где - R пасп.; - предельно допустимое сопротивление , указанное в паспорте машинки для последовательных цепей , Ом;

где: n – число параллельных ветвей. 3.Определение массовых взрывов для открытых горных работ и в подземных выработках.

на подземных работах – взрыв, при осуществлении которого требуется время для проветривания и возобновления работ в руднике, шахте, участке большее, чем это предусмотрено в расчете при повседневной организации работ.
на открытых работах - взрыв смонтированных в общую взрывную сеть двух и более скважинных, котловых или камерных зарядов, независимо от протяженности взрываемой выработки, а так же единичных зарядов в выработках протяженностью более 10м.

Взрыв. Понятие взрыва. Виды взрывов. Энергетические показатели.

химические, при которых происходят чрезвычайно быстрые изменения химического состава веществ, участвующих в реакции с выделением тепла и газов (взрыв метана, угольной пыли, взрывчатых веществ и т. д.);

Граммонит 50/50. Состав, характеристика, область применения. Расчет Кб.

Преимущества граммонита перед порошкообразным аммонитом - пониженное пыление, лучшая сыпучесть и меньшая слеживаемость.

Характеристика граммонита 50/50:

Теплота взрыва- 880 ккал/кг,

Работоспособность – 340-350 см 3 ,

Объем газов – л/кг

Критический диаметр -15-20 мм,

Бризантность в водосодержащем состоянии - мм,

Скорость детонации в стальной трубе- км/с,

Насыпная плотность – г/см 3

Кислородный баланс -27.2%

3. Электровоспламенитель жесткий и эластичный. Мостик накаливания.

Для взрывных работ в горной промышленности применяются электровоспламенители с металлическими мостиками с сопротивлением 0,5—5 Ом. Мостики электровоспламенителей изготовляют из нихромовой (сплав 80 % никеля и 20 % хрома) проволочки диаметром 24—54 мкм, длиной до 5 мм. Некоторые ЭД выпускают с мостиками накаливания из константана.

Крепление мостика может быть эластичным или жестким. При первом способе крепления мостик припаян или проштампован к концам выводных проводов (рис. 7.8, а). При жестком креплении мостика (рис. 7.8, б) основой для его крепления служит каркас, состоящий из двух тонких латунных (стальных) контактных полосок, обернутых полоской из тонкого электроизоляционного картона, которая, в свою очередь охвачена скобкой, обжатой по картону в нескольких местах. Мостик припаян к контактным полоскам, к которым с другого конца припаяны выводные провода.

Жесткое крепление мостика обеспечивает большую стабильность свойств, достаточную прочность крепления, большую безопасность в обращении (при случайном выдергивании проводов), а также возможность применения на заводах автоматических линий по их сборке.

На мостик накаливания нанесена однослойная или двухслойная воспламенительная головка. Состав прилегающей к мостику накаливания головки легко воспламеняется при пропускании электрического тока через мостик, а наружный слой создает достаточно мощный луч огня для инициирования заряда первичного инициирующего ВВ. Для предохранения от отсыревания воспламенительные головки покрывают водонепроницаемым лаком.

В гильзе ЭД электровоспламенитель укреплен путем обжимки гильзы по пластиковой пробочке, сквозь которую пропущены провода. Такое крепление надежно предохраняет внутреннюю полость ЭД от попадания воды, а провода от выдергивания.

Рис. 7.8. Конструкция электровоспламенителей:

— провода; 6 — с жестким креплением: / — контактные полоски с каналами для припаи-вания проводов; 2 — двухслойная воспламенительная головка; 3 — мостик накаливания;
— изоляционный картон; 5 — обжимная скоба

1. Кислородный баланс .Рецептуры ВВ составляют с таким расчетом, чтобы при реакции взрыва образовались в основном пары воды, азот и углекислый газ, т. е. газообразные продукты, наименее опасные для человеческого организма.

Степень опасности ВВ с точки зрения образования при взрыве ядовитых газов определяется кислородным балансом.

КИСЛОРОДНЫЙ БАЛАНС характеризуется отношением избытка или недостатка кислорода в составе ВВ к количеству его, необходимому для полного окисления горючих элементов ВВ. Кислородный баланс наиболее просто определяется выраженным в процентах отношением грамм-атомного веса избытка или недостатка кислорода к грамм-молекулярному весу ВВ.

Кислородный баланс считается нулевым, если в составе ВВ содержится количество кислорода, необходимое для полного окисления горючих компонентов. Если в составе ВВ кислорода не хватает для полного окисления горючих элементов, то такое ВВ имеет отрицательный кислородный баланс, а при избытке кислорода — положительный.

При взрыве ВВ с нулевым кислородным балансом образуется минимальное количество ядовитых газов и выделяется максимальное количество энергии.

При взрыве ВВ с отрицательным кислородным балансом при недостатке кислорода образуется ядовитая окись углерода, при этом выделяется тепла 27,7 ккал/(г-моль), при образовании двуокиси углерода (углекислого газа) тепла выделяются 94,5 ккал/(г-моль). При взрыве ВВ с положительным кислородным балансом избыточный кислород образует весьма ядовитые окислы с азотом. Реакция образования окислов азота эндотермична.

ВВ с количеством кислорода, достаточным (или избыточным) для полного окисления горючих элементов. В этом случае весь углерод превращается в углекислый газ, а водород — в воду (например, при реакции разложения динитрогликоля.
ВВ с количеством кислорода, достаточным для полного газообразования. При этом принимается, что кислород сначала окисляет весь водород в воду, углерод — в окись углерода, а затем оставшаяся часть кислорода образует с окисью углерода углекислый газ, например при реакции разложения тэна.
ВВ с количеством кислорода, недостаточным для полного газообразования. В этом случае водород окисляется в воду, часть углерода — в окись углерода, а оставшийся углерод выделяется в свободном виде, как, например, при реакции разложения тротила.

В качестве примера рассчитаем кислородный баланс аммиачной селитры — основного компонента современных промышленных ВВ. Напишем уравнение взрывчатого превращения аммиачной селитры:

В граммолекуле аммиачной селитры (80 г) содержится 48 г кислорода. На окисление горючих элементов, входящих в состав молекулы аммиачной селитры (водород), потребуется 32 г кислорода. Следовательно, аммиачная селитра имеет положительный кислородный баланс, равный КБ=(48-32)/80*100=+20%.

Электродетонаторы различают :

- по роду находящегося в них заряда инициирующего В.В.

- по времени срабатывания :

а) мгновенного действия,

-ЭД-8Ж с жестким креплением мостика,

-ЭД-8-П изготовлении на основе азида свинца,

-ЭДБ –с пониженной чувствительностью к механическим воздействиям

- предохранительные мощные Э.Д.8-ПМ

- защищенные от воздействия блуждающих токов ( до 1 А ) и зарядов статического электричества ( 10кВ ) – ЭД-1-8Т,

- высоковольтные – ЭДВ.- для прессовки, штамповки, резки , сварки.

- для взрывной обработки металлов- ЭД-22; ЭД-23-01; ЭД-23-02; Э.Д.-27 ( (защищенные от зарядов статического электричества - 10 кв), безопасный ток - !а гарантийный ток -5а )

- для сварки металлов ЭД -29.

б) короткозамедленного действия.-ЭДКЗ.-25 мс;

- ЭД З-Н ( с 30 ступенями замедлений от 15мс до 1000 мс:,

Первые 10 ступеней имеют интервал 15 мс, а остадьные -25 мс.

-ЭД-КЗМ -15 мощные электродетонаторы по интервалам замедления аналогичны электродетонаторам ЭДЗ-Н, но имеют больший вес вторичного инициирующего ВВ(1.5 г)

ЭДКЗ –ПМ –предохранительные электродетонаторы имеют увеличенный заряд ВВ, на наружной поверхности гильзы нанесен слой пламегасителя.

-в) замедленного действия ( взрываются через строго определенный промежуток времени , после пропускания электрического тока через мостик накаливания);

Замедление достигается с помощью столбика замедляющего состава, размещенного между электровоспламенителем и инициирующим В.В.

От времени замедления различают :

ЭДЗД – от 0.5 мс до 10 мс ( 8 ступеней замедления – 0.5;0.75;1;2;4;6;8;10 с).

Основы расчета электровзрывных сетей.

ПрименяютсяследующиевидысоединенияЭДв сети :

Недостаток последовательных схем : возможны массовые отказы.

Параллельные схемы соединения требуют применения более мощного источника тока.

Проверка параллельных сетей приборами практически невозможна.

Расчет сети , особенно при параллельно-ступенчатой схеме , сложнее , чем при последовательном соединении.

При расчете взрывных сетей определяют :

- величины сопротивления сети;

Для последовательных сетей

Для параллельно – пучковых сетей и для смешанных пучковых сетей

R пучк .= ---- ∙ Rпасп.;

где: n – число параллельных ветвей.

3.Гранулит АС-8, гранулит АС-4.Состав, характеристика, область применения. Расчет Кб АС-8

Наиболее распространенные гранулиты АС-4 и АС-8 представляют собой однородные по внешнему виду гранулированные ВВ серебристо-серого цвета. Изготовляют их из гранулированной аммиачной: селитры, покрытой пленкой минерального масла и опудренной мелкодисперсным алюминием.

Гранулиты предназначены для взрывных работ на открытых и подземных работахпо породам различной крепости.

Состав гранулита: АС-4 АС-8

Селитра аммиачная гранулированная- 91.8% 89.0%

Масло минеральное - 4.2% 3.0%

Пудра алюминевая - 4.0% 8.0%

Кислородный баланс + 0.71 + 0.34

Теплота взрыва , ккал/кг 1080 1212

Работоспособность , см 390-410 410-430

Благодаря опудривающим добавкам гранулиты отличаются малой: слеживаемостью и хорошей сыпучестью.

Все гранулиты и игданит устойчиво детонируют при применении промежуточного детонатора, представляющего собой шашку прессованного тротила или тетрила массой 150—200 г или патрон аммонита. массой 200—400 г.

Существенным недостатком всех гранулитов является их неводоустойчивость.

Определение ВВ. Классификация ВВ. Индивидуальные и смесевые ВВ.

Высокая объемная концентрация энергии;
Сверхзвуковая скорость выделения энергии;
Экзотермичность процесса;
Образование большого объема газообразных продуктов;
Звуковой эффект.

ВВ с количеством кислорода, достаточным (или избыточным) для полного окисления горючих элементов. В этом случае весь углерод превращается в углекислый газ, а водород — в воду (например, при реакции разложения динитрогликоля.
ВВ с количеством кислорода, достаточным для полного газообразования. При этом принимается, что кислород сначала окисляет весь водород в воду, углерод — в окись углерода, а затем оставшаяся часть кислорода образует с окисью углерода углекислый газ, например при реакции разложения тэна.
ВВ с количеством кислорода, недостаточным для полного газообразования. В этом случае водород окисляется в воду, часть углерода — в окись углерода, а оставшийся углерод выделяется в свободном виде, как, например, при реакции разложения тротила.

в 1962 г. принята единая классификация промышленных ВВ.

Непредохранительные ВВ

I класс Для открытых работ

II класс Для подземных работ в шахтах, не опасных по газу и пыли

Предохранительные ВВ

для работ в породных забоях,
для гидровзрывных работ,
для серных шахт,
для шахт, опасных по водороду и углеводородам

V класс ВВ повышенной предохранительности

VI класс Высокопредохранительные ВВ

VII класс Высокопредохранительные ВВ

бризантные (дробящие)
метательные ВВ (пороха)
пиротехнические составы.

гремучую ртуть Hg(CNO)2,
азид свинца Pb ( N 3)2,
тенерес (тринитрорезорцинтат свинца).

Промышленные (вторичные) ВВ предназначаются для дробления и разрушения горных пород. Детонацию этих ВВ вызвать труднее, чем инициирующих, поэтому их взрывают посредством взрыва инициирующих ВВ.

ВВ может быть химическим соединением или механической смесью. К химическим соединениям относятся следующие ВВ:

тротил (тринитротолуол) C6H2(NО2)sCH3,
пикриновая кислота (тринитрофе-нол) ' C6H2(N02)3OH,
тетрил (тринитрофенилметилнитрамин) C6H2(N02)4NCH3 и др.;

гексоген (триметилентринитрамин (CH2NN02)3 и др.;

нитроглицерин (глицеринтринитрат) C3H5(ON02)3,
нитрогликоль (нитро-дигликоль) C2H4(ON02)2;

пироксилины и коллоксилины,
тэн (пентаэритриттетранитрат) C(CH2ON02)4 и др.

порошкообразными,
гранулированными,
прессованным,
литыми,
пластичными,
водонаполненными,
льющимися.

Сосредоточенный заряд- заряд у которого отношение высоты к ширине составляет не более 4:1.

При взрыве сосредоточенного заряда в массиве с одной открытой поверхностью образуется конусообразная зона разрушения, которую принято называть воронкой разрушения, или воронкой взрыва (рис. 8.1, в); заряд выброса, вызывающий дробление и выброс породы за пределы воронки взрыва (рис. 8.1, г).Изменение характера действия заряда может быть достигнуто как путем уменьшения глубины заложения заряда постоянной величины (8.2, а), так и путем увеличения массы заряда при постоянной глубине заложения (8.2, б).

Рис. 8.1. Проявление действия взрыва различных зарядов:

а — камуфлетиого; б—откольного; в — рыхления; г—выброса

Рис. 8.2. Способы изменения характера действия взрыва:

а — за счет уменьшения глубины заложения заряда; б — за счет увеличения массы заряда

Рис. 8.3. Элементы воронки взрыва:

а — нормального; б—уменьшенного; в—усиленного выброса

Форма образуемой воронки зависит от свойств взрываемой среды. При расчетах одиночных сосредоточенных зарядов форму воронки взрыва принимают в виде опрокинутого конуса вращения с вершиной в центре заряда.

глубина заложения заряда или линия наименьшего сопротивления (ЛНС) — кратчайшее расстояние от центра заряда до ближайшей открытой поверхности W. Для удлиненных зарядов при их многорядном расположении ЛНС — среднее расстояние между рядами или отдельными зарядами;
угол полураствора воронки взрыва (а); радиус действия взрыва заряда (R); радиус основания воронки взрыва (г), показатель действия взрыва, равный отношению радиуса воронки к ее глубине, т.е. п =r/W= tga.

3. Схемы соединения ЭД и расчет электровзрывной цепи.

ПрименяютсяследующиевидысоединенияЭД в сети :

Недостаток последовательных схем : возможны массовые отказы.

Параллельные схемы соединения требуют применения более мощного источника тока.

Проверка параллельных сетей приборами практически невозможна.

Расчет сети , особенно при параллельно-ступенчатой схеме , сложнее , чем при последовательном соединении.

При расчете взрывных сетей определяют :

- величины сопротивления сети;

Для последовательных сетей

Для параллельно – пучковых сетей и для смешанных пучковых сетей

R пучк .= ---- ∙ Rпасп.;

где: n – число параллельных ветвей.

1. Основные характеристики взрыва ВВ: энергия ,скорость детонации ,давление продуктов детонации ,объем газов.

Энергия взрыва ВВ высвобождается в результате химических реакций, основным типом которых является реакция окисления. Для протекания этой реакции необходимы окислитель и горючее. В смесевых ВВ окислителем является химическое соединение, которое при нагревании способно разлагаться с выделением окисляющих агентов (кислорода, окислов азота и т. п.). Наиболее распространенным в настоящее время окислителем является нитрат аммония (NH4NO3), широко известный под названием аммиачная селитра. В качестве горючего можно использовать уголь, древесную муку или органические соединения, содержащие, как правило, много углерода и водорода.

Работа заряда взрыва проявляется во многих формах :

- полезных, с целью которых производят взрыв.

-бесполезных, представляющих потери, также вредным воздействием на законтурный массив. В зависимости от условий взрыва и его целей работы, КПД взрыва будет меняться. При взрывных работах в скальных породах наибольшее значение имеет работа дробления и перемещения пород

При взрывных работах в скальных породах наибольшее значение имеет работа дробления и перемещения пород

При взрывных работах в скальных породах наибольшее значение имеет работа дробления и перемещения пород, в рыхлых – простреливание (образование полостей ) и выброс на определенную высоту и расстояние.

Энергия , затраченная при взрыве на разрушение, перемещение горной массы , образование сейсмических и воздушных волн , нагревание породы и воздуха , характеризует полную работу взрыва.

Работа взрыва совершается за счет теплоты , выделившейся при взрыве , поэтому общая энергия взрыва

где: Eу – удельная теплота взрыва ; кдж/кг;

Q – масса заряда ВВ, кг;

Работу произведенную взрывом по разрушению и перемещению массива породы ,называют полезной работой взрыва ( Ап ). Полезная работа взрыва составляет часть полезной энергии ( теплоты ) взрыва.

Ап = Е * h п ;

где - h п -к.п.д. взрыва = 0.7- 0.8 ;

Однако отдельные виды виды работы могут изменяться.

Так , если взрыв произведен на поверхности массива, то полная работа остается прежней , работа по разрушению среды и сейсмическая волна в массиве уменьшится , а на образование воздушной волны увеличится.

Максимальная работа взрыва ( Ап) , которую могут совершить газы взрыва ( при расширении до атмосферного давления ) при условии перехода всей внутренней энергии газов в механическую работу , называют идеальной работой взрыва.

Приняв приближенно , что при определенном взрыве к.п.д. действия различных ВВ примерно одинаковы , можно сравнивать их эффективность по теплотам взрыва этих ВВ.

Детонация – распространение взрыва по ВВ с постоянной для данного ВВ и диаметра заряда, сверзвуковой скоростью, обусловленное прохождением по заряду ВВ детонационной волны.

Детонационная волна – ударная волна сжатая, распространяющаяся по заряду ВВ со сверхзвуковой скоростью и обеспечивающая возникновение за фронтом волны химической реакции.

Скорость детонации равна сумме скоростей( скорость звука и скорости потока вещества ВВ за фронтом детонационной волны), т.е. равна местной скорости звука в продуктах реакции

D - скорость распространения химической реакции по ВВ, равной скорости движения фронта ударной волны;

C2 -местная скорость звука в продуктах детонации ВВ , с которой распространяется детонационная волна относительно скорости движения продуктов взрыва.

u2 – скорость движения продуктов взрыва.

Давление во фронте продуктов детонации ВВ пропорционально плотности ВВ в третьей степени.

При взрыве ВВ образуется значительное количество газов (600-1000 л/кг). По закону Авогадро, рассчитаем объем продуктов взрыва Vo, образующихся при взрыве 1 кг аммонита № 6ЖВ. Воду при этом рассматривают как газ; твердые продукты не учитывают, так как их объем мал по сравнению с объемом продуктов взрыва. Для расчета воспользуемся уравнением (Х.1) взрывчатого превращения аммонита №6ЖВ.

Составим уравнение взрывчатого превращения типичного промышленного ВВ — аммонита № 6 ЖВ, состоящего из 79% аммиачной селитры и 21% тротила. Расчет будем вести на 1 кг ВВ. Коэффициенты в левой части уравнения получим делением весового содержания данного компонента в 1 кг ВВ на его молекулярный вес. Тогда левая часть уравнения (исходное ВВ) будет иметь вид:

В этом случае удельный объем продуктов взрыва составит

Vо = 22,4*n = 22,4(6,48 +22,07+11,26 +0,08)≈894 л/кг,

где 22,4 — объем моля газов (по закону Авогадро), л; п — число молей газообразных продуктов, образующихся при взрыве 1 кг ВВ.

2. Контрольно-измерительные приборы. Взрывные машинки.

Контрольно – измерительная аппаратура для электрического взрывания.

Контрольно-измерительные приборы рассчитаны на подачу в цепь безопасного тока ( Iб ≤ 0.5А ).По конструкции приборы разделяются на приборы со стрелочным индикатором и приборы со световым или звуковым индикатором. Приборы со стрелочным индикатором дают численное значение сопротивления, Приборы второго типа позволяют определить только исправность взрывной сети по вспышке лампочки или звуку.

Для проверки взрывных машинок применяют приборы со световым индикатором, который срабатывает , если импульс тока , посланного в прибор , соответствует технической характеристике машинки.

Линейный взрывной мостик ЛМ-48 предназначен для измерения сопротивлений от 0.2 до 5000 Ом электродетонаторов и электровзрывных цепей.

Взрывной испытатель ВИО-3 относится к пъезоэлектрическим приборам со световым индикатором. Исправность цепи , подключаемой к зажимам прибора , определяется по вспышкам неоновой лампочки. Короткое замыкание внешней цепи ,прибор не обнаруживает.

Испытатель взрывной цепи ИВЦ-2 представляет собой прибор с акустической индикацией проводимости электрической цепи и предназначен для определения сопротивления в пределах 1-5000 Ом.

Омметр – классификатор ОКЕД-1 предназначен для проверки сопротивления и классификации электродетонаторов.

Для проверки исправности конденсаторных взрывных машинок предназначены приборы

ПКВИ – 3 для контроля величины импульса и испытатель взрывных машинок ИВМ-1.

Эффективность и безопасность электровзрывания неразрывно связана с использова-нием приборов взрывания для подачи электроэнергии в электродетонатор или электровоспламенитель для их инициирования.

Автоматические приборы взрывания:

автоматические приборы взрывания;
сетевые приборы взрывания;
конденсаторные приборы взрывания.

Сетевые приборы взрывания:

с прямым включением тока;
выпрямительные
конденсаторные
с включением в фиксированной точке синусоиды переменного тока вблизи его максимума.

Конденсаторные приборы взрывания:

Конденсаторные взрывные машинки;
Конденсаторные взрывные приборы (автономные и сетевые)

торные взрывные приборы с ограничением времени прохождения взрывного тока (разряд конденсатора – накопителя через преобразователь).

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎