Использование конверсионных взрывчатых веществ в составе скального аммонала

Использование конверсионных взрывчатых веществ в составе скального аммонала

Галиакберова Ф.Н., Бабай Н.Г. 

В данной работе исследована возможность использования в качестве компонентов ПВВ утилизированных ВВ и смесей. Анализ штатных ВВ, извлечённых из устаревших боеприпасов, показал, что их взрывчатые свойства остались практически без изменения или ухудшились весьма незначительно.

В настоящее время подавляющее количество руды, цветных и чёрных металлов добывается по взрывной технологии. С её помощью вскрываются угольные пласты и месторождения других полезных ископаемых. С помощью взрыва сооружаются плотины, каналы, прокладываются автомобильные и железнодорожные магистрали, тоннели, нефте- и газопроводы. Промышленные взрывчатые вещества (ПВВ) широко применяют при взрывных способах обработки металлов, при сейсмической разведке, перфорации нефтяных скважин и др.

Из сказанного выше видно, насколько велика потребность в ПВВ. Однако его производство сопряжено с большими затратами дорогостоящих ресурсов, таких, как толуол, азотная и серная кислоты, уротропин, природный газ и др. Для изготовления многих смесевых ВВ необходима алюминиевая пудра. Кроме того все ВВ токсичны и при их изготовлении невозможно полностью избежать загрязнения окружающей среды. Среди болезней вызываемых контактом с этими веществами можно отметить гепатит печени, катаракту, желудочно-кишечные расстройства, экземы, нарушения нервной системы.

В данной работе исследована возможность использования в качестве компонентов ПВВ утилизированных ВВ и смесей. Анализ штатных ВВ, извлечённых из устаревших боеприпасов, показал, что их взрывчатые свойства остались практически без изменения или ухудшились весьма незначительно. В частности тротил является химически и физически стойким ВВ после 10-15 лет хранения в снаряжённом виде и, как правило, практически полностью сохраняет свои взрывчатые характеристики. Имеющее при этом место незначительное омасливание тротила (выделение тротилового масла) не приводит к их серьёзным изменениям. Испытания утилизированного тротила показывают параметры практически те же, что и свежеприготовленного в заводских условиях. Другие конверсионные бризантные ВВ, такие, как гексогенсодержащие составы (ГФ, ГФА, ТГ, ТГА), могут использоваться для взрывных работ в чистом виде или входить в качестве компонентов в смесевые рецептуры ПВВ. В процессе длительного хранения в веществах, даже при наличии в результате анализа показателей, соответствующих требованиям ГОСТ, происходят структурные изменения, влияющие на их технологичность при повторной переработке.

Специальных работ по изучению свойств ВВ после их длительного хранения проводилось мало, и они пока остаются недостаточно исследованными. Анализы тротила после 20-летнего хранения показали, что у него уменьшается массовая доля крупных фракций с 55 до 14%; доля мелкой фракции увеличивается с 3 до 27%; повышается хрупкость чешуек, значительно повышается коэффициент внешнего трения. Было замечено, что у гексогена с длительным сроком хранения ухудшаются прессуемость и сыпучесть, а плавкие смеси его с тротилом теряют свои литьевые свойства и практически не обладают текучестью. Работы по изучению электрофизических свойств гексогена с длительным сроком хранения показали, что он по сравнению со свежим продуктом обладает повышенной электризуемостью, что, в свою очередь вызывает потерю его технологических свойств. Эти факторы необходимо учитывать при работе с конверсионными ВВ. У порошкообразного гексогена с увеличением срока хранения электрофизические характеристики изменяются в сторону ухудшения. Однако специальные работы с гексогеном, имеющим 20-летний срок хранения, показали, что состав ГФ, изготовленный из такого ВВ, пригоден для переработки его методом прессования и по качеству не уступает образцам из свежеприготовленного гексогена. Для обоснования возможности использования в качестве компонентов ПВВ утилизированных взрывчатых веществ и смесей (табл.1) произведён расчёт энергетических характеристик свежеприготовленного и утилизированного скального аммонала (табл.2)

Таблица 1 - Компонентный состав свежеприготовленного скального аммонала 

Наименование

компонента 

Скальный аммонал из

свежеприготовленны х компонентов, % 

 Скальный аммонал

из утилизированных 

компонентов, % 

Селитра аммиачная водоустойчивая 

Тротил

Гексоген

Пудра алюминиевая

Церезин природный

Церезин

Стеарин

Краситель

 

66.0(+2.5-4.0) 

5.0(+2.5-1.0)

24.0(+2.5-2.5)

5.0(+2.5-0.5) 

64.124

3.876

24.901

5.650

0.217

0.652

0.562

0.017 

Таблица 2 – Результаты расчетов энергетических характеристик 

Показатель

Скальный аммонал из свежеприготовленных

компонентов

 Скальный аммонал

из утилизированных 

компонентов 

Кислородный баланс, %

Объём выделяющихся при взрыве газов, л/кг 

Теплота взрыва, ккал/кг

Температура взрыва, ?С

0.1057

826.6

1284.2

3531.257 

11.7158

883.36

1690

4126 

Полученные на заводе ДКЗХИ в результате регулярных испытаний (2001-2005г.) значения взрывчатых характеристик скального аммонала марки У оказались не хуже характеристик скального аммонала из свежеприготовленных компонентов (табл.3) 

Таблица 3- Взрывчатые характеристики скального аммонала 



Характеристика 

Скальный аммонал из свежеприготовленных

компонентов 

Скальный аммонал

из утилизированных 

компонентов 

Бризантность, мм

Фугасность,см3

Передача детонации, см

сухими

после выдержки в воде в 

течении часа

Не менее 22

Не менее 460

Не менее 6

Не менее 5

22,6-29,6

460-492

6-12

5-12

Т. к. полученные данные близки, то можно сказать, что использование в качестве компонентов ПВВ утилизированных ВВ и смесей вполне обоснованно, особенно в свете дороговизны штатных ВВ и накопления на складах боеприпасов с истекшим сроком хранения, что позволяет рационально использовать природные ресурсы.