Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Июнь » 13 » Антигризутные БВВ.
23:11
Антигризутные БВВ.

                                                          История проблемы.
     Ранее мы уже упоминали о влиянии температуры продуктов взрывного разложения на пожарную опасность в ходе взрывных работ. Высокая температура продуктов взрывного разложения БВВ является спутником высокой работоспособности композиции, кроме того, резко повышается воздействие взрывной волны при подводных взрывах (что реализуется, например, в торпедах и глубинных бомбах).
     Впервые с проблемой воспламенения рудничного газа работники горнодобывающей промышленности столкнулись еще в 15-16 веках, когда начинала активно развиваться добыча металлической руды и углей. Глубина шахт увеличивалась, а проблемы с вентиляцией приводили к скоплению метана в галереях шахт. Лидерами по добыче углей в позднее средневековье были Германия и Великобритания. Огромной проблемой было освещение галерей и их вентиляция. Свечное освещение и освещение лампами и горючими жидкостями оказалось весьма проблематично, в том числе, из-за воспламенения газо-воздушной и газо-пылевой смеси.
     Со временем были изобретены безопасный рудничный фонарь, а после проведено электрическое освещение, что резко снизило количество несчастных случаев в горной промышленности. Но, новая проблема появилась во второй половине 19-го века, когда при добыче полезных ископаемых стали широко использовать БВВ. Использование БВВ необходимо для дробления крупных кусков породы для прокладки галерей, часто взрывные работы направлены и на разрушение кусков руды. Основное применение находят небольшие, т.н., буровые шашки БВВ массой 50-300 гр. Это обусловлено, с одной стороны, цилиндрической формой этих зарядов, что упрощает их расположение в шурфе, с другой стороны требуется лишь разрушить хрупкую каменную глыбу, но, не задеть своды и опоры подземной галереи. Огромное значение БВВ нашли в ходе строительства тоннелей, например, для железнодорожных путей.
     На фоне этих событий назрела необходимость изучения вопроса снижения негативного воздействия продуктов взрыва на топливно-воздушную смесь.
                                            Теория антигризутных БВВ.
     Основную опасность в горном деле представляет метан, выделяющийся из подземных отложений органических материалов и продуктов из деструкции (угли, нефть, сланцы, торф, битуминозные пески, останки древних животных и пр.). Метан постепенно диффундирует через слой породы и собирается в подземных галереях, создавая взрывоопасную концентрацию. Так как, метан не имеет ярко выраженного запаха, человек не способен его своевременно распознать.
     Для воспламенения воздушно-метановой смеси необходим нагрев всего до 400-600*С (в зависимости от примесей метана и концентрации смеси), но, при достаточно длительном воздействии (порядка 1-3 секунд). Как мы знаем, высокая температура достигается лишь в зоне взрывного разложения и при расширении сжиженных продуктов взрыва (бризантная ударная волна). Продукты взрыва очень быстро расширяются, что приводит к падению давления и температуры в геометрической прогрессии. При взрыве толовой шашки массой 200-400 гр., температура на фронте взрывной волны в материале достигает 6-8 тысяч градусов Цельсия, но, уже в 3-5 сантиметрах от поверхности шашки, температура продуктов взрыва падает в разы, и составляет всего 1-2 тысячи градусов. Если “отойти” от исходной поверхности шашки еще на 10-20 см, то мы получим температуру всего лишь около 200-300*С. Аналогичная зависимость характерна и для других БВВ.
     Для воспламенения метана на воздухе необходима температура порядка 900*С в течение 0,5 сек, или порядка 1900*С в течение 0,01 сек. В ходе снижения времени воздействия, температура все выше. Экспериментально установлено, что при температуре продуктов взрыва (на фронте взрывной волны в веществе) менее 1600*С воспламенение метана практически невозможно. При максимальной температуре взрыва в пределах 1700-1800*С воспламенение крайне маловероятно. Температуру взрывного разложения обычно не применяют при характеристике антигризутной безопасности БВВ. Для этого введены классы безопасности при взрывных работах в шахтах опасных по газу и пыли. Отнесение БВВ к тому или иному классу производится приблизительно, и только по результатам испытаний.
                                      Рецептуры антигризутных БВВ.
     Теоретически, воспламеняющую способность продуктов взрыва БВВ можно снизить тремя путями:
     - уменьшение конденсированной фракции (снижение зольности),
     - снижение энергетического эффекта взрывного разложения,
     - введение охлаждающих добавок, которые испаряясь и/или разлагаясь, отнимают и уносят тепло.
     Первый метод имеет очень ограниченную эффективность и на практике не применяется, хотя, вполне понятно, что хлоратные БВВ или дымный порох не используют в качестве антигризутных БВВ, несмотря на низкую энергетику. Второй метод приводит к снижению мощности БВВ, что снижает его эффективность, и влияет на восприимчивость к детонации. Третий метод хорош всем, кроме снижения энергетики, и, в случае использования воды и/или других жидкостей, снижения восприимчивости.
     Исходя из сказанного выше, получаем, что можно приготовить антигризутное БВВ простым смешением мощного БВВ с балластом, потребляющим энергию на разложение. Скажем, смесь 30% тетрила и 70% сульфата аммония, или смесь 20% НГЦ и 80% карбамида, или, скажем, смесь 35% гексогена и 65% карбоната натрия. Подобные смеси имеют намного более низкую температуру продуктов взрывного разложения, чем исходные индивидуальные БВВ. Но, данный путь практически тупиковый, и на практике применяется весьма редко.
     Широкие перспективы имеет путь модификации аммиачно-селитряных БВВ с целью снижения воспламеняющей способности их продуктов взрыва. Смесь селитры с древесной мукой (85:15) имеет температуру продуктов взрывного разложения уже порядка 2200-2400*С, что намного меньше, чем у динамита, ТНТ или гексогена.
     Таким образом, введение охлаждающих добавок, желательно не дающих твердых продуктов разложения, позволяет снизить, и без того, низкую температуру продуктов взрывного разложения различных АСВВ. Подробнее осветим этот вопрос далее.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 350 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]