- •Содержание
- •Введение
- •1. Методы получения простейших взрывчатых веществ местного приготовления
- •1.1. Сухие взрывчатые смеси
- •Гранулированные смеси
- •1.1.2. Порошкообразные смеси
- •1.2. Водосодержащие взрывчатые вещества
- •1.2.1. Эмульсионные смеси
- •1.2.2. Гелеобразные смеси
- •3.1. Термодинамические расчеты основных характеристик смесевых взрывчатых веществ на основе продуктов переработки нефелина
- •Метод Кэмлета учитывает количество атомов водорода, кислорода и азота в исходном вв, а также теплоту образования индивидуального вв или веществ, входящих во взрывчатую смесь:
- •По нашему мнению, для упрощения расчетов взрывчатых характеристик наиболее удобно смесевое вв представить как сумму компонентов, которые разлагаются на полностью окисленные продукты взрыва, например:
- •Компонентный состав сравниваемых вв
- •Взрывчатые характеристики вв, рассчитанные разными методами
- •Сравнительные характеристики водосодержащих вв
- •4. Использование кремнеземсодержащих продуктов от переработки нефелина в качестве компонентов взрывчатых веществ
- •4.1. Аморфный кремнезем – маслоудерживающая добавка к сухим взрывчатым смесям
- •Физико-химические свойства аморфного кремнезема (сухого)
- •4.2. Гель кремниевой кислоты как загуститель водосодержащих взрывчатых веществ типа Акватол
- •4.2.1. Исследование распределения тротила по высоте заряда, загущенного кремневым гелем
- •4.2.2. Термическая устойчивость загущенных плавов аммиачной селитры
- •4.2.3. Отработка технологии приготовления и промышленные испытания акватолов на кремниевом загустителе
- •4.2.4. Исследование и разработка метода стабилизации кремниевых загустителей
- •Взрывчатые характеристики новых составов вв
- •6. Составы для забойки скважин на основе кремнегелевых связующих и отходов переработки апатито-нефелиновых руд
- •6.1. Влияние отдельных факторов на прочность образцов, полученных на нефелиновых гелях
- •6.2. Изучение взаимодействия кислых кремнегелевых растворов с нефелином
- •6.3. Определение прочностных характеристик забоечных смесей
- •6.4. Определение количественных соотношений компонентов в забоечной смеси
- •6.5. Изготовление забоечной смеси на основе отходов щебеночного производства, кислоты и воды
- •6.6. Рекомендации по технической реализации процесса забойки с использованием кремнегелевой связки
- •7. Исследование причин изменения физико-химических свойств эмульсионных вв при взрывной отбойке апатито-нефелиновых руд
- •7.1. Влияние параметров смешения газогенерирующей добавки на объем и плотность ‘‘Порэмита’’
- •7.2. Взаимодействие ‘‘Порэмита’’ с минеральными компонентами апатито-нефелиновых руд
- •8. Повышение безопасности взрывной отбойки руд и пород, содержащих сульфиды и другие химически активные минералы, с использованием аммиачно-селитренных водосодержащих взрывчатых веществ
- •Список литературы
Метод Кэмлета учитывает количество атомов водорода, кислорода и азота в исходном вв, а также теплоту образования индивидуального вв или веществ, входящих во взрывчатую смесь:
Qv= 103/М [28,9H + 47(О – Н/2)] – Qобр.ВВ , ккал/кг,
Mид
Nид
,
φ
=
,
D = 1,01(1+1,3o) φ,
где М – молекулярная масса ВВ,
Мид – идеальная молекулярная масса ВВ,
Nид – идеальное число молей газообразных продуктов,
φ – эмпирический коэффициент,
D – скорость детонации, км/с,
o – плотность ВВ, г/см3.
Этот метод, в отличие от методов Бринкли-Вильсона и термодинамического, не учитывает того факта, что из атомов исходного ВВ могут образовываться самые разные продукты взрыва.
По методу Шведова при расчетах используют схему разложения ВВ по Бринкли-Вильсону, а идеальную скорость и давление детонации определяют по эмпирическим формулам, выведенным Housheng Z. и Shanshan Z. [113]:
DI = 2,641 + 3,231 o 103 ω,
PI = 15,96 + 9,378 o2 105 ω,
где : DI – идеальная скорость детонации, км/с;
PI – идеальное давление детонации, кбар;
ω – характеристическое произведение теплоты взрыва (Qвзр) на объем продуктов взрыва (V), предложенное Бертло для оценки эффективности ВВ (ω = Qвзр.V);
o – плотность ВВ, г/см3.
Одним из непременных требований к промышленным смесевым ВВ является необходимость соблюдения нулевого кислородного баланса. Это значит, что в продуктах взрыва не должно содержатся продуктов, способных как к окислению, так и выделению свободного кислорода. Если это условие соблюдать при расчетах, то продуктами реакции будут: Н2О; СО2; N2. В том случае, если в ВВ содержатся металлы, то они будут содержаться в продуктах взрыва в виде оксидов или карбонатов в зависимости от природы металла.
По нашему мнению, для упрощения расчетов взрывчатых характеристик наиболее удобно смесевое вв представить как сумму компонентов, которые разлагаются на полностью окисленные продукты взрыва, например:
Аммиачная селитра |
Масло или дизельное топливо |
Тротил |
Натриевая селитра |
Нитрат алюминия |
Карбамид |
|
NH4NO3 + C12H26 + C7H5(NO2)3 + NaNO3 + Al(NO3)3 + CO(NH2)2
H2O + CO2 + N2 + Na2O или (Na2CO3) + Al2O3
В этом случае теплота взрыва рассчитывается по формуле как разность теплот образования продуктов взрыва и исходных веществ:
Qv = Qпр. взр. - Qисх. ком. ,
где Qпр. взр. – теплота образования продуктов взрыва, ккал/кг;
Qисх. ком. – теплота образования исходных компонентов, ккал/кг.
В свою очередь:
Qпр. взр. = QH2O + QCO2 + QN2 + QNa2CO3 + QAl2O3 ,
Qисх. ком = QАС + Qмасла + QТНТ + QНС + QAl + Qкарбамида .
Объем газов – V рассчитывается как количество моль газообразных продуктов взрыва, умноженных на молярный объем, численно равный 22,4 л/моль.
До настоящего времени расчеты взрывчатых смесей такого качественного состава никто не проводил. Для оценки погрешности, вызванной принятыми в нашем методе расчета допущениями, было проведено сравнение данных наших расчетов и расчетов по методу К.К.Шведова. Для этого были выбраны вещества с кислородным балансом близким к нулю, состав которых приведен в таблице 1.
Таблица 1.
Компонентный состав сравниваемых вв
Компоненты
|
Игданит |
ГЛТ-20 |
Аммонит 6ЖВ |
Вода,% |
0 |
9 |
0 |
АС,% |
94,5 |
71 |
79 |
ДТ,% |
5,5 |
0 |
0 |
ТНТ,% |
0 |
20 |
21 |
Результаты расчетов продуктов взрыва этих ВВ приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы, результаты расчетов весьма близки по своему значению, т.е. ошибки расчетов минимальны.
Таблица 2.
Состав газовой фазы
Продукты взрыва |
Игданит |
ГЛТ-20 |
Аммонит 6ЖВ |
|||
|
По предло-женному методу |
По методу Шведова [111] |
По предло-женному методу |
По методу Шведова [111] |
По предло-женному методу |
По методу Шведова [111] |
H2O, моль |
27,8 |
27,6 |
20,0 |
24,7 |
22,1 |
22,1 |
CO2, моль |
4,0 |
4,0 |
6,2 |
5,5 |
6,5 |
6,5 |
N2, моль |
11,8 |
11,8 |
10,2 |
10,3 |
11,3 |
11,3 |
Некоторое различие наблюдается только для ГЛТ-20. Однако это различие легко объясняется тем, что в этом составе имеется небольшой отрицательный кислородный баланс (для соблюдения нулевого кислородного баланса в составе ГЛТ-20 должно быть не 20, а 19,4 % тротила).
Хорошо совпадают также расчетные данные по объему выделившихся газов, теплоте взрыва и параметрам детонации (таблица 3).
Таблица 3.
