Технология и безопасность изготовления и применения взрывчатых веществ на горных предприятиях

МОСКОВСКИЙ 
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С 
О 
В 
Е 
Т 

Председаmель 

Л.А.ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

л.хгитис 

Члены редсовета 

И.В. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

э.м. соколов 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В.ХРОНИН 

В.А. ЧАНТУРИЯ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 

московского 

ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

ректор МГГУ, 

чл.-корр. РАН 

директор 

Издательства МГГУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАН ВПI 

академик РАН 

профессор 

академик РАН 

академик РАН 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 

Б.tl. Кутузов 

Г.А. tlишпап 

TEXlfOliOГИЯ 

И БЕЗОПАСНОСТЬ 

ИЗ~ВПЕtlИЯ И ПРИМЕtlЕtlИЯ 

ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 
tfA ГОРtlЫХ 

ПРЕДПРИЯТИЯХ 

Издаиие второе, 

cmepeomunuoe 

Реканендовано Учебно-,нетодичесюии объединением по 

высщему гориому образованию в ~>:ачестве учебного пособия для студентов выctu!IX учебных заведений, обучающю:ся по спецшL?ыюстям «Открытые горные работьш, «Физические процессы горного производствш>, 

«Взрывное дею» иаправлеm/Я подготовки диrишшрованных спецшL?uстов «Горное дею» 

МОСКВА 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
6 
МОСКОВСКОГОГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

2 
о о 4 

УДК 622.235.2+622.235.4 

ББК 33.133 

к 95 

Книzа соответствует 

«Гиzиеническим требаваниши к изданиям 

кни:жным для взрослых. СанЛиН 1.2.1253-03», 

утвержденным Пzав11ьzм государстветtьzм 

санитарньzм врачом России 30 марта 2003 г. 

Кутузов Б.Н., Нишпал Г.А. 

К 95 
Технология и безопасность изготовления и применения 

взрывчатых веществ на горных предприятиях: Учеб. пособие.- 2-е изд., стер.- М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. 246 с. 
ISBN 5-7418-0057-2 (в пер.) 

Приведены классификация и характеристики промышленных ВВ, изготавливаемых на горных предприятиях. Дана хараь_-теристика компонентов, изложены технологии приготовпения и применения сухих гранулированных и 

водосадержащих взрывчатых веществ. Описано оборудование для приготовпения и применения этих ВВ. Приведсны сведения о ВВ, полученных из утилизированных боеприпасов, для использования их в качестве компонентов про~lыщленных ВВ. Показава техническая, экономическая и экологическая эффективность приготовпения промыщленных ВВ на горных предприятиях. Рассмотрены основные вопросы безопасности пригото8ления и применевил ВВ, условия возникиовевил и развития аварийных ситуаций, а также методы их предупреждения и локализации. 

Для студенто8 горных вузо8 и факультетов, обучающихся по специальностям <<Открытые горные работы», <<Физические процессы горного производст8а», <<Взры8ное дело» напра8ления подготовки дипломиро8анных специа.писто8 <<Горное дело». 

ISBN 5-7418-0057-2 

УДК 622.235.2+622.235.4 

ББК 33.133 

© Б.Н. Кутузов, Г.А. Нишпал, 2004 

©Издательство МГГУ, 2004 
© Дизайн книги. Издательство МГГУ, 
2004 

ВВЕДЕНИЕ 

В обозримом будущем подготовка скальных горных 

пород к выемке на карьерах с помощью буровзрывных 

работ останется основным способом, а потому его совершенствование должно быть приоритетным в общей 

проблеме разрушения скальных пород при их подготовке к выемке. Одним из главных вопросов в условиях перевода промышленности страны на рыночную экономику является наблюдающаяся в России тенденция перевода горных предприятий на применение более дешевых 

ВВ, изготовляемых непосредственно вблизи мест их применения на стационарных пунктах или в специальных 

транспортно-смесительно-зарядных машинах (ТСЗМ). 

Указанная тенденция имеет место и в практике деятельности фирм зарубежных стран, причем работы в 

этом направлении были начаты в бывшем СССР, США 

и Канаде практически в одно время. Инертность хозяйственной структуры и государственный монополизм в 

СССР и России не позволили осуществить широкомасштабный быстрый перевод горных предприятий на ВВ 

местного изготовления, из-за чего в этом вопросе наблюдается отставание как в части оборудования пунктов, так и применяемых рецептур ВВ. 

Фактические результаты внедрения на ряде горных 

предприятий производства ВВ показывают, что: 
• 
стоимость применяемых местных ВВ в 1,5-2,0 и более раз ниже, чем заводских; 
• 
уменьшается в пять и более раз объем перевозок на 

склады ВВ горных предприятий взрывоопасных 

грузов; 

5 

Б.Н. КУТУЗОВ, Г.А. НИШПАЛ 

• 
упрощается и удешевляется обустройство приемных железнодорожных перегрузочных площадок 

для взрывоопасных грузов; 
• 
улучшаются условия снабжения горных предприятий взрывчатыми веществами местного изготовления. 

В 1-IV главах учебного пособия рассмотрена классификация промышленных ВВ, изготовляемых на местах 

применения, дана характеристика компонентов, оборудование стационарных пунктов их хранения и приготовnения исходных веществ-агентов для приготовnения ВВ, 

транспортно-смесительно-зарядных машин передвижных заводов приготовnения ВВ и заряжания сухих и обводненных скважин. 

В заключительных, V-VIII главах рассмотрены вопросы возникновения опасных ситуаций при приготовлении ВВ, которые могут привести к взрыву, дана кинетика развития возникшей опасной ситуации и перехода 

ее во взрыв, проанализированы факторы, приводящие к 

возникновению аварий, даны методы их предупреждения, предотвращения и локализации. 

Книга может служить также инженерным руководством для производства промышленных ВВ вблизи мест 

их потребления, а также специалистам и научным работникам в области взрывного дела. 

ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ 

ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 88 НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 

1. Классификация промышленных ВВ, 

иэrотовляемых на rорных 

предприятиях 

Гранулированные и водасодержащие смесевые ВВ 

принято делить на следующие группы. 

1. 
Не 
содержащие 
взрывчатых 
компонентов 

(химических соединений) тротила, нитроэфиров, гексогена, бездымного пороха: 
• 
граиулиты двухи трехкомпонентные ВВ, содержащие в своем составе гранулированную аммиачную селитру, соляровое масло, твердое измельченное горючее (древесную муку, дисперсный алюминий, угольный порошок, полиэфирную муку и 

т.д.); 

• 
шдаиит двухкомпонентный гранулит с жидким 

горючим (аммиачная селитра гранулированная + 
6% солярового масла); 

• 
динамои двухкомпонентный гранулит с твердой 

горючей добавкой. Динамои может быть и порошкообразным, который выпускалея разных марок в 
1941-19 50 гг. в условиях дефицита тротила. П 
рекращен выпуск из-за отказов, получаемых в результате сегрегации 
разноплотных компонентов 

состава при заряжании. 

2. Тротилсодержащие гранулированные ВВ 

Грам.моииты двухкомпонентные ВВ, содержащие 

гранулатол или чешуйчатый ТНТ в количестве 18-70%. 

7 

Б.Н. КУТУЗОВ, Г.А. НИШПАЛ 

3. Водасодержащие ВВ пша «сларри)) и эмульсионные ИВ 

В практике взрывного дела иногда путают понятия 

«водонаполненное ВВ>>, «водосодержащее ВВ», юмульеионное ВВ», а потому, чтобы исключить неточности, 

ниже приведены технические понятия (термины), которыми в дальнейшем будем пользоваться. 

Водоиаполиетtое ВВ- это состояние заряда, при котором водоустойчивое гранулированное или кусковое 

ВВ (гранулотол, алюмотол, тротил У, гранипор, дибазит 

и др.) заряжено в обводненную скважину и высота столба воды в ней равна или выше высоты заряда. В данном 

случае в промежутках между кусочками ВВ находится 

вода. 

Водосодер:шащее ВВ- это группа ВВ, содержащая в 

своем составе раствор селитр в их различных физических состояниях. 

Водосадержащим принято также считать скважинный заряд граммонита 79/21, который нижней частью 

или полностью заряжен в воду. Селитра частично растворяется в воде и такой растворанасыщенный граммонит устойчиво детонирует от стандартного промежуточного детонатора. Для сохранения концентрации раствора селитры заряд помешают в полиэтиленовый рукав. Остальные водосадержащие ВВ этой группы в России называют акватолами, а в зарубежной литературесларри. 

Ифзаниты водосадержащие ВВ, представляющие 

собой смесь гранулированных аммиачной селитры и 

тротила с заполненным межгранульным пространством, 

насыщенным загущенным водным раствором селитры с 

температурой 20°, 60° и 80°С, с добавками структурирующих компонентов. 

8 

ТЕХНОЛОГНЯ Н БЕЗОПАСНОСТЬ 

ИЗГОТОВЛЕНИЯ Н ПРНМЕНЕННЯ ВВ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 

К 
арбатолы- водосадержащие горячельющиеся ВВ, 

изготовляемые из низкотемпературного эвтектического 

расплава аммиачной селитры и карбамида с добавками 

гранулотола, алюминия и 3-5% воды. Плотности расплава и гранулатола примерно равны, что исключает 

расслаиваемость заряда и необходимость применения 

загустителя, так как смесь при охлаждении быстро твердеет. 

Акватолы-горячельющиеся ВВ типа ГЛТ-20, изготовляемые из горячего загущенного полиакриламидом, 
КМЦ или другим загустителем раствора аммиачной селитры путем добавления в него 20% тротила. После 

остывания Г ЛТ -20 затвердевает. Температура раствора 

в процессе приготовnения ВВ меняется от 80 до 110° С в 

летнее и зимнее время соответственно. 

ИГ 
Д УРО АН разработана рецептура, акватолов с 

изменяемом содержанием тротила от 1 О до 20% более 

низкой температурой раствора аммиачной селитры 32400 С. В раствор селитры добавляется тротил, а в процессе подачи насосом в скважину добавляются загуститель и структурообразователь (сшивка), которые придают суспензии гелеобразную консистенцию и определенную водоустойчивость. 

Зарубежные сларри имеют более стабильные физико-химические характеристики и весьма широко применяются на карьерах и в подземных условиях в не патронированном и патронированном виде. 

Э.мульсиоииые ВВ изготавливают путем обработки 

горячего раствора селитры (смеси аммиачной, кальциевой или натриевой селитр) при температуре 80° С с добавкой эмульгатора в аппарате эмульгирования, за счет 

чего образуется обратная эмульсия. При этом раствор 

селитры диспергируется до капель микронного размера, 

9 

Б.Н. КУТУЗОВ, Г.А. НИШПАЛ 

которые обволакиваются пленкой масла, за счет чего 

обратная эмульсия становится абсолютно водоустойчивой сметанообразной консистенции. Это зарубежные 

эмулиты и отечественные порэмиты. 

При использовании мазута вместо масла эмульсия по 

консистенции подобна солидолу и затвердевает при 

остывании. Для активации эмульсии в нее добавляют 

газагенерирующую добавку (ГГ Д) или пористые материалы (стеклянные или полимерные nолые микросферы, 

перлит и т.n.). 

Все эмульсии по энергетике одинаковы, так как это 

85%-ый горячий раствор селитры, т.е. жидкое AN-FO 

или игданит плотностью 1,25-1,33 г/см 3
• 

Для повышения энергетики ЭВВ отечественные разработчики по образцу зарубежных вводят в их состав 

дисперсный алюминий от 4 до 8% (рекомендуется 6%), а 

зарубежные фирмы от 4 до 12%.0бычные ЭВВ имеют 

теплоту взрыва 700 ккал/кг (3000 кДж/кг), скорость детонации 4,5-5,0 км/с плотностью 1,2-1,3 г/см 3
• Перспектинным является введение в состав ЭВВ утилизируемых 

порохов и ракетных топлив. 

Металлизированные- 1040 ккал/кг (4350 кДж/кг) и 

скорость детонации 4,6-5,2 км/с. 

Э.мулапы, (гранэ.миты) смесевые суспензионные 

ВВ, изготовляемые путем добавки в эмулиты (порэмиты) 
30-70% AN-FO (игданита). Это последние зарубежные и 

отечественные разработки рецептур ВВ на основе эмульсий. 

Необходимо подчеркнуть, что эмуланы сохраняют 

энергетику селитры, а увеличение объемной энергии 

взрыва достигается только за счет увеличения плотности 

с 1,25 до 1 ,3+ 1,35 г/см 3
• Для сохранения водоустойчивости и заряжания насосом под столб воды количество 

10