Технология и безопасность взрывных работ

Москва 2021

М ИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра физических процессов горного производства и геоконтроля

Б.В. Эквист

ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ 
ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Учебник

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4491

УДК 622.235 
 
Э35

Р е ц е н з е н т ы : 
д-р техн. наук, проф. К.С. Коликов;  
д-р экон. наук, канд. техн. наук Н.Л. Вяткин

Эквист Б.В.
Э35  
Технология и безопасность взрывных работ : учебник / 
Б.В. Эквист. – М. : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 
2021. – 175 с.
ISBN 978-5-907227-55-2

Приведены описания взрывчатых веществ, процессов взрыва и 
задач с решениями по определению мощности и энергии взрыва, 
кислородного баланса взрывчатых веществ, детонационных ха-
рактеристик процессов взрыва, тротилового эквивалента взрывча-
тых веществ, уравнения подобия и др. Даны описания различных 
средств взрывания.
Для студентов вузов, изучающих дисциплину «Технология и 
безопасность взрывных работ» направлений подготовки 21.05.04 
«Горное дело» и 21.05.05 «Физические процессы горного или не-
фтегазового производства» всех форм обучения, а также для спе-
циалистов взрывного дела и для самостоятельной работы студен-
тов других специальностей.

УДК 622.235

 Эквист Б.В., 2021
ISBN 978-5-907227-55-2
 НИТУ «МИСиС», 2021

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ........................................................................ 5
1. История развития взрывного дела ................................. 7
2. Области применения взрывчатых веществ .................... 11
3. Основные задачи изучения технологии и безопасности 
взрывных работ ............................................................ 14
4. Классификация взрывов ............................................ 22
5. Взрывчатые вещества как химическая система ............. 26
6. Классификация горных пород и взрывчатых веществ 
по применению ............................................................. 35
6.1. Взрывчатые химические соединения ..................... 36
6.2. Смесевые взрывчатые вещества ............................. 39
6.3. Классификация взрывчатых веществ по областям 
применения .............................................................. 44
7. Классификация взрывчатых веществ по степени 
опасности, характеру воздействия на окружающую среду 
и физическому состоянию .............................................. 48
8. Требования к промышленным взрывчатым веществам ... 52
9. Принципы составления рецептур взрывчатых веществ... 54
10. Способы снижения отказов взрывов и воспламенения 
метано-воздушной среды и угольной пыли........................ 57
11. Оценка технологической стойкости взрывчатых  
веществ ....................................................................... 59
12. Кислородный баланс взрывчатых веществ .................. 60
13. Составление реакций взрывчатого превращения .......... 63
14. Газообразование при взрыве ..................................... 67
15. Оценка энергии, выделяющейся при взрыве  
и горении ..................................................................... 69
16. Мощность взрыва .................................................... 72
17. Тротиловый эквивалент ........................................... 76
18. Давление на фронте волны взрыва ............................. 77
19. Огневое инициирование взрывов зарядов взрывчатых 
веществ ....................................................................... 79
20. Электрическое инициирование взрывов зарядов 
взрывчатых веществ ...................................................... 84
21. Инициирование взрывов зарядов с помощью 
детонирующего шнура ................................................... 93

22. Производство взрывов по радиосигналу ...................... 97
23. Взрывание с помощью неэлектрической системы 
инициирования ............................................................ 98
24. Взрывание с помощью электрических детонаторов 
с электронным замедлением ..........................................100
25. Параметры ударных волн при взрывах в воздухе  
и в воде .......................................................................117
26. Факторы, определяющие разрушающее действие  
ударных волн ..............................................................122
27. Действие ударных волн на здания .............................125
28. Действие ударных волн на человека ..........................127
29. Основы гидродинамической теории детонации ...........129
30. Теория детонации газов ...........................................137
31. Вычисление параметров детонации 
для конденсированных взрывчатых веществ ....................143
32. Чувствительность взрывчатых веществ  
к инициированию детонации .........................................150
33. Расположение зарядов взрывчатых веществ  
в скважинах и шпурах ..................................................162
34. Запретная и опасная зоны действия взрыва ................165
35. Меры безопасности при ведении взрывных работ ........168
36. Склады взрывчатых веществ и СИ ............................172
Библиографический список ...........................................174

ВВЕДЕНИЕ

Достижения науки и техники за последние десятилетия про-
извели коренной переворот в технологии производства и приме-
нения взрывчатых и горючих материалов. Значительно изме-
нился ассортимент взрывчатых веществ. Если в период плановой 
экономики в основном применялись гранулированные тротилсо-
держащие взрывчатые вещества (ВВ) заводского изготовления, 
то в настоящее время с появлением надежных технологий, по-
зволяющих изготавливать ВВ на местах производства взрывных 
работ, применяются более безопасные эмульсионные взрывча-
тые вещества. В процессе развития находятся и средства взры-
вания зарядов ВВ – неэлектрические системы инициирования, 
электронные детонаторы и другие прогрессивные технологии. 
Все это было бы невозможно без фундаментальных исследований 
в области детонации, взрыва и горения взрывчатых веществ.
Вместе с тем взрывные работы в промышленности остаются 
крайне опасными. Поэтому знание основных положений техно-
логии и безопасности взрывных работ имеет большое значение, 
прежде всего для разработки вопросов, связанных с обеспечени-
ем безопасности производства.
Курс «Технология и безопасность взрывных работ» входит 
в программу подготовки горных инженеров по горной специ-
ализации.
Знание дисциплины «Технология и безопасность взрывных 
работ» необходимо при проектировании, производстве и обеспе-
чении безопасности взрывных работ на предприятиях горнодо-
бывающего, строительного и машиностроительного комплексов, 
в специализированных научных, учебных и производственных 
организациях, связанных с изготовлением, перевозкой, хране-
нием, использованием, учетом, уничтожением, переработкой 
взрывчатых и горючих материалов, а также осуществляющих 
контроль безопасности взрывных работ и экологического воздей-
ствия на окружающую среду.
Основу учебника составил цикл лекций, который подготов-
лен для преподавания одноименной дисциплины студентам 
направления подготовки «Горное дело» и на основе фундамен-
тальных исследований в области теории взрыва. Это работы 

К.К. Андреева, А.Ф. Беляева, Ф.А. Баума, М.В. Бесчастнова, 
Л.В Дубнова, Я.Б. Зельдовича, Л.П. Орленко, г. И. Покровско-
го, Б.Н. Кутузова, М.А. Садовского, Б.Я. Светлова, К.П. Ста-
нюковича, Д А. Франк-Каменецкого, Б.И. Шехтера, Л.Н. Хи-
трина и др.

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ 
ВЗРЫВНОГО ДЕЛА

Развитие буровзрывных работ происходило по следующим 
направлениям:
– создание промышленных взрывчатых веществ и средств 
инициирования;
– создание средств бурения шпуров и скважин;
– разработка классификации горных пород для их оценки 
сопротивляемости разрушению при бурении и взрывании;
– разработка теории детонации промышленных взрывча-
тых веществ.
Первым известным взрывчатым веществом был черный по-
рох, который использовался для фейерверков и огнестрельно-
го оружия.
Его применение в России началось в XVI веке для подрыва 
скал и камней на реках, мешавших судоходству. Бурное раз-
витие промышленности во второй половине XIX века привело 
к созданию и производству мощных ВВ и средств инициирова-
ния (СИ). Взрывные явления сопровождают человечество на 
протяжении всей его истории. Древние люди могли наблюдать 
природные взрывы при извержении вулканов, грозе или паде-
нии метеоритов. Человек не мог управлять природными явле-
ниями по собственной воле, поэтому ему казалось, что взрыва-
ми управляют могущественные боги.
Только благодаря развитию науки и техники человек смог 
получить технологию изготовления взрывчатых веществ 
для производства взрывов.
Все началось в Византии, где еще в первые века нашей эры 
ученые заметили, что существуют вещества, интенсивно горя-
щие не только на воздухе, но и под водой, – это вещества, содер-
жащие в молекуле элементарный кислород, например селитра 
(калиевая KNO3, натриевая NaNO3, аммиачная NH4NO3). Горе-
ние под водой поддерживается потому, что кислород, необходи-
мый для горения, выделяется в большом количестве при раз-
ложении селитры при нагреве. На этом принципе византийцы 
получали горючее для так называемого греческого огня, с помо-
щью которого они боролись с кораблями противника.

Для ускорения реакции горения горючее вещество и ве-
щество, поддерживающее горение выделяющимся при горе-
нии кислородом (окислитель), стали размалывать все мельче 
и мельче и тщательно смешивать друг с другом. Поиск ком-
понентного состава подходящих горючих веществ и окис-
лителей, их измельчение и смешение со временем привело 
к созданию первого полученного человеком взрывчатого ве-
щества – черного дымного пороха, состоящего из калиевой 
селитры KNO3 (75 %), угля С (15 %) и серы S (10 %). Взрыв 
черного дымного пороха обусловлен очень быстрым сгоранием 
угля и серы в кислороде, выделяющемся из селитры при ее нагревании.

Скорость горения черного дымного пороха зависит от плотности 
заряда, степени измельченности его компонентов, а также 
от герметичности сосуда, в котором он находится. Если 
черный порох находится в замкнутом пространстве, например 
в подземной камере, не имеющей сообщения с наружным воздухом, 
или в стволе пушки, то он сгорает очень быстро и это 
горение напоминает взрыв. Если же порох находится в полу-
замкнутом пространстве, например в цилиндрическом сосуде, 
имеющем достаточно большое отверстие с его торца, то порох 
горит сравнительно долго, а образующиеся при горении пороховые 
газы вырываются из отверстия в виде мощной струи. 
Такой сосуд с горящим порохом является простейшим вариантом 
реактивного двигателя. Он начинает стремительно 
двигаться в сторону, противоположную направлению струи 
пороховых газов. Это явление было замечено уже в X веке создателями 
первых пороховых ракет.
В 1779 г. А.А. Мусин-Пушкин опубликовал один из первых 
трудов по технологии изготовления ВВ, в 1812 г. в России 
инженер Шилинг впервые применил электровоспламенитель 
для взрывания пороховых зарядов.
В 1831 г. в Англии У. Бикфорд изобрел огнепроводный 
шнур (ОШ).
В 1846 г. в Италии А. Сорберо получил тринитроглицерин.
В 1853 г. в России академик Н.Н. Зинин и военный инже-
нер В.Ф. Петрушевский предложили ВВ на основе тринитро-
глицерина (аналогично динамитам).

В 1866 г. А. Нобель запатентовал и начал выпускать динами-
ты на основе тринитроглицерина с добавками до 25 % инфузор-
ной земли.
В 1867 г. А. Нобель запатентовал детонатор в виде трубки 
с зарядом гремучей ртути.
В 1867 г. Олсен и Норбин (Швеция) открыли ВВ на основе 
аммиачной селитры – аммониты.
С 1887 г. начали применять тетрил, который с 1906 г. яв-
ляется основным вторичным инициирующим ВВ.
В 1879 г. изобретен детонирующий шнур (ДШ).
С 1891 г. начали выпускать тротил.
В конце XIX века получены наиболее мощные ВВ – гексо-
ген и тэн.
С начала XX века тэн применяют в капсюлях-детонаторах.
С 1930 г. тэн применяют в ДШ.
С 1920 г. гексоген применят как ВВ.
С начала 1930-х годов в нашей стране заменяют динамиты 
на безопасные аммиачноселитренные ВВ. К концу 1940-х го-
дов они стали основными.
В 1930-х годах акад. Демидюком испытаны ВВ на основе 
смеси аммиачной селитры и керосина, не нашедшие широкого 
применения.
В конце 1950-х годов Демидюком испытаны ВВ заводского 
изготовления, состоящие из 94 % аммиачной селитры и 6 % со-
лярового масла, названные – игданитами.
С середины 1950-х годов начато промышленное изготовле-
ние игданитов с добавками гексогена – скальных аммонитов 
гранулитов, имеющих пониженную чувствительность к дето-
нации по сравнению с порошкообразными ВВ.
Для взрывания обводненных массивов создан гранулирован-
ный тротил. Разработаны пиротехнические замедлители КЗДШ, 
РП, РПД и др.
С 1950-х годов за рубежом и в СССР разрабатываются пнев-
матические и механические зарядчики с применением гранули-
рованных ВВ (простейшие АС-ДТ, игданиты, гранулиты и смеси 
гранулированных тротила и селитры граммониты, затем льющи-
еся водосодержащие ВВ типа акватол 20 Г, ифзаниты и эмульси-
онные ВВ – эмулиты и порэмиты.

С 1952 г. в СССР начато внедрение короткозамедленного 
взрывания, которое обеспечило переход от однорядного к мно-
горядному взрыванию, увеличило масштабы взрывов и улучшило 
степень дробления.
С 1935 г. в СССР начато применение в подземных условиях 
скважинной отбойки, более эффективной по сравнению со 
шпуровой (диаметр – 105 мм).
Для шахт созданы высокопредохранительные ВВ.
В настоящее время наиболее перспективны эмульсионные 
ВВ. Внедряются электрические детонаторы с электронным замедлением.

2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Взрывчатые вещества нашли широкое применение, их используют 
следующим образом.
1. В военном деле. Взрывы являются главным средством 
поражения живой силы, разрушения боевой техники и военной 
промышленности противника.
При взрыве фугасных боеприпасов образуются газы, находящиеся 
под огромным давлением, разрушающим все, что находится 
в контакте с зарядом.
В боеприпасах осколочного действия взрыв дробит металлический 
корпус и сообщает большую скорость его осколкам, 
которые, разлетаясь, поражают цель.
Для того чтобы заряд взрывчатого вещества произвел боевой 
эффект, он должен быть доставлен к цели либо заложен 
на пути движения боевых машин и живой силы противника. 
В большинстве случаев ВВ приходится перебрасывать к месту 
его действия, т.е. к цели. Переброску ВВ к месту их действия 
производят с помощью движущихся боевых машин (самолеты, 
подводные лодки, торпедные катера и т.д.). Однако наиболее 
распространенным средством переброски ВВ к цели служат по-
роха. Реактивный снаряд или артиллерийское ствольное ору-
дие являются пороховыми двигателями для переброски боево-
го заряда ВВ к цели.
2. В горном деле для добычи полезных ископаемых. Глав-
ным потребителем взрывчатых веществ в народном хозяйстве 
является горная промышленность. Основное назначение взры-
вов, применяемых в горной промышленности, – раздробить 
скальные горные породы, сделать их доступными для выемоч-
ных машин.
При вскрытии месторождений применяются направленные 
взрывы: взрыв на выброс (горизонтальная открытая поверх-
ность) или взрыв на сброс (наклонная или вертикальная откры-
тая поверхность).
3. В строительстве. С помощью взрыва в строительстве воз-
водятся окопы и траншеи, создаются и разрушаются всякого 
рода перемычки, сооружаются котлованы под фундаменты.

При строительстве гидротехнических и ирригационных со-
оружений взрывчатые вещества применяются для сооружения 
каналов, возведения насыпей и плотин.
При строительстве подземных емкостей для хранения жид-
костей и газов, а также при сооружении свай с уширенной пя-
той применяются взрывные работы для образования камуфлет-
ных полостей.
При строительстве дорог взрывы выполняют наиболее 
сложные, иногда не поддающиеся иным способам работы: соо-
ружение выемок на косогорах, обрушение неустойчивых мас-
сивов, посадка насыпей на болотах.
При строительстве объектов в зимнее время или в услови-
ях многолетней мерзлоты производится взрывание для раз-
рыхления мерзлых грунтов.
4. В сельском хозяйстве взрывные работы ведутся для взрыв-
ного плантажа почвы на косогорах, дробления валунов при рас-
чистке полей, разброса удобрений.
5. В лесном хозяйстве с помощью взрывов выполняются 
корчевка пней для очистки полей, образование ям для посадки 
деревьев, подрывка кроны деревьев, тушение лесных пожаров.
6. Подводные взрывные работы применяются при разра-
ботке твердых полезных ископаемых со дна морей и океанов, 
расчистки и углубления русел рек и каналов, разрушения 
подводных скал и рифов на морском дне, проходки траншей 
при строительстве подводных трубопроводов, дробления находящихся 
под водой кирпичных кладок, железобетонных и металлических 
конструкций и т.п.
7. Взрывание льда выполняется в основном для защиты 
различных гидротехнических сооружений (например, мостов) 
от повреждений в период ледохода, а также при проводке судов 
через льды и для предупреждения наводнений (ликвидация 
ледовых заторов).
8. В городских условиях или при реконструкции предприятий 
взрывные работы выполняются с целью обрушения зданий 
и сооружений, валки труб, башен, колонн, дробления бетонных, 
железобетонных конструкций и фундаментов.
9. В металлургическом производстве большой объем работ 
приходится на дробление горячих массивов. Взрывы в горя-