Билет №7

1. Основные характеристики взрыва ВВ: энергия,скорость детонации,давление продуктов детонации,объем газов.

Энергия взрыва ВВ высвобождается в результате химических реакций, основным типом которых является реакция окисления. Для протекания этой реакции необходимы окислитель и горючее. В смесевых ВВ окислителем является химическое соединение, кото­рое при нагревании способно разлагаться с выделением окисляющих агентов (кислорода, окислов азота и т. п.). Наиболее распространен­ным в настоящее время окислителем является нитрат аммония (NH₄NO₃), широко известный под названием аммиачная селитра. В качестве горючего можно использовать уголь, древесную муку или органические соединения, содержащие, как правило, много углерода и водорода.

Работа заряда взрыва проявляется во многих формах:

- полезных, с целью которых производят взрыв.

-бесполезных, представляющих потери, также вредным воздействием на законтурный массив. В зависимости от условий взрыва и его целей работы, КПД взрыва будет меняться. При взрывных работах в скальных породах наибольшее значение имеет работа дробления и перемещения пород

При взрывных работах в скальных породах наибольшее значение имеет работа дробления и перемещения пород, в рыхлых – простреливание (образование полостей) и выброс на определенную высоту и расстояние.

Энергия, затраченная при взрыве на разрушение, перемещение горной массы, образование сейсмических и воздушных волн, нагревание породы и воздуха, характеризует полную работу взрыва.

Работа взрыва совершается за счет теплоты, выделившейся при взрыве, поэтому общая энергия взрыва

E = Eу * Q;

где: Eу – удельная теплота взрыва; кдж/кг;

Q – масса заряда ВВ, кг;

Работу произведенную взрывом по разрушению и перемещению массива породы,называют полезной работой взрыва (Ап). Полезная работа взрыва составляет часть полезной энергии (теплоты) взрыва.

Ап = Е * h п;

где - h п -к.п.д. взрыва = 0.7- 0.8;

Однако отдельные виды виды работы могут изменяться.

Так, если взрыв произведен на поверхности массива, то полная работа остается прежней, работа по разрушению среды и сейсмическая волна в массиве уменьшится, а на образование воздушной волны увеличится.

Максимальная работа взрыва (Ап), которую могут совершить газы взрыва (при расширении до атмосферного давления) при условии перехода всей внутренней энергии газов в механическую работу, называют идеальной работой взрыва.

Приняв приближенно, что при определенном взрыве к.п.д. действия различных ВВ примерно одинаковы, можно сравнивать их эффективность по теплотам взрыва этих ВВ.

Детонация – распространение взрыва по ВВ с постоянной для данного ВВ и диаметра заряда, сверзвуковой скоростью, обусловленное прохождением по заряду ВВ детонационной волны.

Детонационная волна – ударная волна сжатая, распространяющаяся по заряду ВВ со сверхзвуковой скоростью и обеспечивающая возникновение за фронтом волны химической реакции.

Скорость детонации равна сумме скоростей(скорость звука и скорости потока вещества ВВ за фронтом детонационной волны), т.е. равна местной скорости звука в продуктах реакции

D = u₂ + C₂ ; м/с

Где

D - скорость распространения химической реакции по ВВ, равной скорости движения фронта ударной волны;

C₂ -местная скорость звука в продуктах детонации ВВ, с которой распространяется детонационная волна относительно скорости движения продуктов взрыва.

u₂ – скорость движения продуктов взрыва.

Давление во фронте продуктов детонации ВВ пропорционально плотности ВВ в третьей степени.

При взрыве ВВ образуется значительное количество газов (600-1000 л/кг). По закону Авогадро, рассчитаем объем продуктов взрыва V_o, образующихся при взрыве 1 кг аммонита № 6ЖВ. Воду при этом рассматривают как газ; твердые продукты не учитывают, так как их объем мал по сравнению с объемом продуктов взрыва. Для расчета воспользуемся уравнением (Х.1) взрывчатого превращения аммонита №6ЖВ.

Составим уравнение взрывчатого превращения типичного промышленного ВВ — аммонита № 6 ЖВ, состоящего из 79% аммиачной селитры и 21% тротила. Расчет будем вести на 1 кг ВВ. Коэффициенты в левой части уравнения получим делением весового содержания данного компонента в 1 кг ВВ на его молеку­лярный вес. Тогда левая часть уравнения (исходное ВВ) будет иметь вид:

Аммонит № 6 ЖВ имеет кислородный баланс, близкий к нулю, по­этому, в соответствии с вышеизложенным, в состав продуктов взрыва его будут входить вода, двуокись углерода и азот. Записав таким образом состав продуктов взрыва и, уравняв содержание элементов в правой и левой частях, получим уравнение взрывчатого превраще­ния аммонита № 6 ЖВ.

В этом случае удель­ный объем продуктов взрыва составит

V_о = 22,4*n = 22,4(6,48 +22,07+11,26 +0,08)≈894 л/кг,

где 22,4 — объем моля газов (по закону Авогадро), л; п — число молей газообразных продуктов, образующихся при взрыве 1кг ВВ.