Большая Советская Энциклопедия (ВЗ)

Внедрение отбойки горных пород скважинными зарядами послужило первым шагом к интенсификации взрывного дробления за счёт уменьшения количества негабаритных кусков во взорванной горной массе. Развитие горной техники выдвинуло задачу получения равномерной кусковатости, позволяющей перейти на поточную технологию добычных работ. В СССР теоретические вопросы взрывного дробления впервые разрабатывались М. В. Мачинским (1933), Н. В. Мельниковым (1940) и О. Е. Власовым (1962); влияние свойств ВВ на различные формы работы взрыва исследовали М. А. Садовский и А. Ф. Беляев (1952), установившие зависимость дробления от полного импульса взрыва. Интенсификация взрывного дробления достигается: освоением повышающего длительность импульса короткозамедленного взрывания ; переходом к многорядному короткозамедленному взрыванию с масштабом взрыва, достигающим несколько млн. т ; совершенствованием схем короткозамедленного взрывания (использование кинетической энергии движения кусков взорванной породы на дополнительное дроблении при их соударении); рассредоточение скважинных зарядов осевыми воздушными промежутками, снижающими пиковое давление взрыва и увеличивающими длительность взрывного импульса; применением способа взрывания на частично неубранную от предыдущего взрыва горную массу, а также на высоту 2—3 уступов; расчленением заряда скважины на части, взрываемые с внутрискважинным замедлением ; наклонными зарядами, параллельными боковой поверхности уступа; попарным расположением сближенных скважинных зарядов, снижающих потери энергии на фронте взрывной волны; совершенствованием параметров расположения скважинных зарядов на уступе.

Из геометрических параметров при В. р. выявлено наибольшее значение соотношения между удалением заряда от свободной поверхности (так называемой линией наименьшего сопротивления) и расстоянием между одновременно взрываемыми зарядами; увеличение этого отношения, повышая градиент напряжений по фронту взрыва, способствует интенсификации дробления, уменьшение — отрыву породы взрывом по линии расположения одновременно взрываемых зарядов; сочетание последнего приёма с уменьшением максимального давления взрыва воздушными промежутками привело к разработке сначала в Швеции (1953), а затем в США, Канаде и СССР метода контурного взрывания , обеспечивающего достижение ровной поверхности отрыва породы по заданному профилю. Этот метод успешно применен при проведении подземных выработок (гидротехнические тоннели) и на открытых работах (гидротехнические каналы, дорожные выемки и др.). Особое место при подземной разработке угольных месторождений заняли вопросы так называемого беспламенного взрывания , обеспечивающего безопасное ведение В. р. в шахтах, опасных по газу и пыли.

Уменьшение опасности в обращении с ВВ было достигнуто разработкой в 1934 простейших ВВ в виде смесей аммиачной селитры (АС) с горючими добавками (динамоны в СССР) или с парафином (нитрамон в США). В 1941 твёрдую горючую добавку стали частично заменять жидкой (керосинит в СССР). В дальнейшем переход на гранулированные АС и жидкую горючую добавку повышенной вязкости (дизельное топливо — ДТ) привёл к созданию нового класса наименее опасных, хорошо сыпучих, пригодных для механизированного заряжания гранулированных простейших ВВ (игданит в СССР, АС — ДТ в зарубежных странах). За 10 лет объём потребления таких ВВ резко возрос и, в частности, в США к 1965 достиг 60% от всего количества промышленных ВВ; они облегчили решение задачи механизации заряжания ВВ как на открытых, так и на подземных работах, в частности за счёт использования сжатого воздуха; разработаны пневмоустройства для смешения АС и ДТ, их транспортирования и заряжания (см. Зарядное устройство ). Липучесть гранул АС — ДТ, увеличение плотности их упаковки за счёт скорости вдувания в зарядную полость обеспечили возможность механизированного заряжания даже восстающих скважин (расположенных под углом 90°) с заполнением ВВ всего сечения скважины. Вслед за игданитом (АС — ДТ) созданы разнообразные сыпучие гранулированные ВВ заводского изготовления, пригодные для механизированного заряжания. Повышение плотности заряжания и концентрации энергии ВВ в единице объёма достигается применением водонаполненных взрывчатых веществ , первоначально примененных Н. М. Сытым на строительстве гидростанции в г. Фрунзе в 1943 (на 15 лет раньше, чем в США).

Метод образования подземных полостей при помощи В. р. обладает высокой перспективностью для разработки мощных залежей руд, расположенных на больших глубинах, путём применения ядерных взрывов; объёмная концентрация энергии в них достигает порядка 4000 Тдж/м³ (10⁹ккал/л ), при которой для заложения ядерного заряда на глубину несколько сот м достаточно пробурить скважину. В результате взрыва происходит испарение окружающей породы с образованием полости, стенки которой нарушены трещинами значительной протяжённости; по мере снижения давления внутри полости стенки и свод её обрушаются, создаётся конус обрушения и полость заполняется взорванной породой. Последующее извлечение полезных компонентов руды может быть осуществлено методом подземного выщелачивания . При меньшей глубине заложения ядерного заряда процесс, подобно воронкообразующему действию взрыва химических ВВ, сопровождается вспучиванием поверхности, её разрывом, снопом выброса и образованием выемки; стоимость энергии, выделяемой ядерным устройством при его тротиловом эквиваленте свыше 50 тысяч т , примерно в 3 раза меньше по сравнению с ВВ на основе АС, потребный объём бурения в связи с исключительно высокой объёмной концентрацией энергии соответственно меньше, а потому при условии надёжной защиты от радиоактивных осадков метод перспективен при строительстве крупных каналов, акваторий, вскрытии глубокозалегающих рудных залежей.

Лит.: Кубалов Б. Г., Пути развития взрывного дела в СССР, М., 1948; Дашков А. Н., Взрывной способ образования котлованов под опоры контактной сети при электрификации железных дорог, М., 1959; Прострелочные и взрывные работы в скважинах, М., 1959; Акутин Г. К., Проведение выработок в мягких сжимаемых грунтах уплотнением их энергией взрыва, К., 1960; Ассонов В. А., Докучаев М. М., Кукунов И. М., Буровзрывные работы, М., 1960; Власов О. Е., Смирнов С. А., Основы расчета дробления горных пород взрывом, М., 1962; Докучаев М. М., Родионов В. Н., Ромашов А. Н., Взрыв на выброс, М., 1963; Мельников Н. В., Марченко Л. Н., Энергия взрыва и конструкция заряда, М., 1964; Подземные ядерные взрывы, М., 1965; Буровзрывные работы на транспортном строительстве, М., 1966; Друкованый М. Ф., Гейман Л. М., Комир В. М., Новые методы и перспективы развития взрывных работ на карьерах, М., 1966; Тавризов В. М., Ледокольные взрывные работы, М., 1967; Покровский Г. И., Взрыв, М., 1967; Взрывное дело. Сборники, в. 1—67, М., 1930—69.

Г. П. Демидюк.

Взрывные согласные

Взрывны'е согла'сные, смычно-взрывные, эксплозивные, согласные, при произнесении которых смычка разрывается. См. Согласные .

Взрыв-пакет

Взрыв-паке'т, средство для имитации разрывов артиллерийских снарядов. Применяется на тактических занятиях и учениях. В.-п. имеет водонепроницаемую оболочку, внутри которой помещено около 80 г чёрного пороха. Взрывание производится зажиганием огнепроводящего шнура, вмонтированного в оболочку. При разрыве В.-п. даёт звук средней силы и небольшое облако белого дыма. Взрывоопасен, хранится и применяется с соблюдением мер предосторожности.

Взрывчатые вещества

Взры'вчатые вещества' (ВВ), химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла и образованием газов. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого ВВ или иного внешнего воздействия, распространяется по заряду за счёт передачи энергии от слоя к слою с помощью процессов тепло- и массопереноса (горение ) либо ударной волны (детонация ). Скорость горения различных ВВ колеблется от долей мм/сек до десятков и сотен м/сек , скорость детонации может превышать 9 км/сек .

Взрывчатыми могут быть конденсированные (твёрдые и жидкие) вещества, газы, а также взвеси частиц твёрдых или жидких веществ в газах. Во взрывной технике применяются конденсированные и водонаполненные ВВ, преимущество которых заключается в значительной концентрации энергии в единице объёма. В сочетании с большой скоростью процесса это позволяет получать при взрыве огромные мощности. Так, по заряду из 1 кг гексогена, объём которого 0,6 л , а теплота взрыва 5,4 Мдж (1300 ккал ), детонация может пройти за 10 мксек (1·10^{– 5}сек ), что соответствует мощности 500 млн. квт (в десятки раз больше, чем мощность самой крупной электростанции). Реакция при детонации идёт так быстро, что газообразные продукты с температурой несколько тысяч градусов оказываются сжатыми в объёме, близком к исходному объёму заряда, до давлений в десятки Гн/м² (сотни тысяч кгс/см² ). Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающей среде удар огромной силы. Происходит взрыв . Материалы, находящиеся вблизи от заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластической деформации (местное, или бризантное, действие взрыва); вдали от заряда разрушения менее интенсивны, но зона, в которой они происходят, гораздо больше (общее, или фугасное, действие взрыва). Давление р , развивающееся при детонации и определяющее бризантность ВВ, зависит от плотности заряда и скорости детонации. Фугасность, или работоспособность, ВВ определяется теплотой, а также объёмом газообразных продуктов взрыва. Обычно работоспособность выражают в относительных единицах, используя в качестве стандартного ВВ тротил (см. Тротиловый эквивалент ), гремучий студень или аммонит № 6, либо в единицах энергии.

Помимо способности производить ту или иную работу, области применения ВВ определяются их химической и физической стойкостью (т. е. способностью сохранять свои свойства в процессе снаряжения, транспортировки и хранения) и чувствительностью к внешним воздействиям, характеризуемой минимальным количеством энергии, необходимым для возбуждения взрыва. Важной характеристикой ВВ является также их детонационная способность, мерой которой служит критический диаметр детонации, т. е. наименьший диаметр цилиндрического заряда, при котором детонация ещё распространяется, несмотря на разброс вещества из зоны реакции. Детонационная способность ВВ тем больше, чем меньше критический диаметр. Основным источником энергии взрыва является окисление. Окислителем обычно служит кислород, который входит в состав ВВ и обеспечивает возможность их горения и взрыва без доступа воздуха. Чем больше кислорода в ВВ, тем выше их кислородный баланс. Если кислорода достаточно для превращения всего углерода ВВ в CO₂ , а водорода — в H₂ O, кислородный баланс ВВ равен нулю. У ВВ с недостатком кислорода он отрицателен, с избытком — положителен. Способностью к взрыву обладают и некоторые вещества, не содержащие кислорода, — азиды , ацетилен, ацетилениды, диазосоединения, гидразин , йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами , «замороженные» радикалы свободные , соединения инертных газов и др. Большинство из них, так же как многие кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органические соли хлорной и хлорноватой кислот, нитриты , нитрозосоединения и др.), относятся к взрывоопасным веществам, но вследствие слишком высокой чувствительности, малой химической стойкости, токсичности, дороговизны и т.п. как ВВ не применяются. Некоторые взрывчатые смеси горючих веществ с окислителями (хроматами, бихроматами, перекисями, окислами, нитратами, хлоратами и т.п.) используются как пиротехнические составы (см. Пиротехника ).

Из многих способных к взрыву соединений в качестве ВВ и компонентов взрывчатых смесей применяют лишь 2—3 десятка веществ. Основные из них — нитросоединения (тринитротолуол , тетрил , гексоген , октоген , нитроглицерин , тетранитропентаэритрит — тэн, нитроклетчатка, нитрометан и др.) и соли азотной кислоты, особенно нитрат аммония. Как правило, эти вещества применяют не в чистом виде, а в виде смесей, например смеси октогена, гексогена и тэна с тротилом, нитроглицерина с нитрогликолем , диэтиленгликольдинитратом и нитроклетчаткой (см. Динамиты и Баллиститы ), тротила с нитратом аммония (см. Аммониты ), смеси аммиачной селитры с жидкими (например, соляровым маслом) и порошкообразными (например, древесной мукой, порошкообразным алюминием) горючими веществами (см. Динамоны ). Для уменьшения чувствительности и опасности в обращении мощные ВВ смешивают с парафином, церезином и др. легкоплавкими добавками (флегматизация ВВ). Для увеличения теплоты взрыва в смеси вводят порошкообразный алюминий или магний. Большое значение имеют смесевые ВВ, изготовляемые из невзрывчатых (или слабовзрывчатых) горючих и окислителей — игданиты, гранулиты, дымный порох , хлоратные и перхлоратные ВВ — смеси на основе солей хлорной и хлорноватой кислот, жидкого кислорода (оксиликвиты ) и др. По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) и обусловленным ими областям применения ВВ подразделяют на инициирующие (первичные), бризантные (вторичные) и метательные (пороха). Инициирующие ВВ характеризуются чрезвычайно высокой скоростью взрывного превращения. Чувствительность их высока, горение неустойчиво и быстро переходит в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбуждён поджиганием, ударом или трением. Инициирующие ВВ используют для возбуждения взрывчатого превращения других веществ. Основные представители инициирующих ВВ — азид свинца , гремучая ртуть , тринитрорезорцинат свинца , тетразен . Бризантные ВВ более инертны. Чувствительность их к внешним воздействиям гораздо меньше, чем инициирующих. Горение может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки либо большого количества ВВ. Поэтому они относительно безопасны в обращении. В качестве бризантных ВВ применяют главным образом нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода, о которых говорилось выше. Основной режим их взрывного превращения — детонация, возбуждаемая небольшим зарядом инициирующего ВВ. Бризантные ВВ применяют для взрывных работ, а также в снарядах и др. боеприпасах. Метательные ВВ горят ещё более устойчиво, чем бризантные: они не детонируют при горении даже в самых жёстких условиях [большие заряды, давления порядка десятков и сотен Мн/м² (сотен и тысяч кгс/см² )]. Основной режим взрывного превращения метательных ВВ — горение. Отличие метательных ВВ от бризантных определяется в основном не химическим составом, а физической структурой этих веществ (плотностью и прочностью заряда). Характеристики некоторых ВВ приведены в таблице.

Характеристика некоторых взрывчатых веществ при плотности заряда 1600 кг/м³

Взрывчатые вещества	Кислород- ный ба- ланс, %	Теплота взрыва, Мдж/кг (ккал/кг )	Объём газообразных продуктов взрыва, при нормальных ус- ловиях, м^3/кг (л/кг )	Скорость детонации, кг/сек
Тротил. . . . . . . . . . .	–74,0	4,2 (1000)	0,75 (750)	7,0
Тетрил. . . . . . . . . . .	–47,4	4,6 (1100)	0,74 (740)	7,6
Гексоген. . . . . . . . . .	–21,6	5,4 (1300)	0,89 (890)	8,1
Тэн. . . . . . . . . . . . . .	–10,1	5,9 (1400)	0,79 (790)	7,8
Нитроглицерин. . . . .	+3,5	6,3 (1500)	0,69 (690)	7,7
Амонит № 6^3 . . . . . . .	0	4,2 (1000)	0,89 (890)	5^1
Нитрат аммония. . . .	+20,0	1,6 (380)	0,98 (980)	~1,5^1
Азид свинца. . . . . . .	—	1,7 (400)	0,23 (230)	5,3^2
Баллиститный порох^4 .	–45	3,56 (860)	0,97 (970)	7,0