Аммиак - селитралы жарылғыш заттар
КІРІСПЕ
Қазіргі таңда жарылғыш заттар жоғары энергия көзі ретінде ашық қазба жұмыстарында пайдалы қазбаларды алуда кең қолданылады. Алынатын өнімдер түрлі физика-химиялық сипаттамалар мен қасиеттерге ие болуы мүмкін. Кейбір жыныстар жарылыс кезінде жоғары температура әсерлеріне мүлдем сезгіш емес. Басқа пайдалы қазбаларды алу кезінде жарылғыш заттарды қолдануда аса қиындық туғызатын пайдалы қазбалар мен олармен қоса жүретін жанғыш газдардың жылулық әсерлерге сезгіштігі, сонымен бірге оларға қойылатын талаптарға сай келмеуі және экономикалық қымбатқа түсуі сияқты қиндықтар туғызады, осыған байланысты өндірісте жоғары деңгейлі аммиак-селитрасының құрамына органикалық жанғыш отындарды енгізуге деген қызығушылық артыуда. Түйіршіктелген аммиак- селитрасы және игданит деп аталатын мұнай өнімдері негізіндегі қарапайым жарылғыш қоспа ең арзан жарылғыш зат болып табылады. Оның беріктігі әлсіз және орташа жыныстарды ұсату үшін қолданылуы құрамның тұрақсыздығына байланысты. Алайда жарылғыш заттардың қазіргі кездегі тау-кен өнеркәсібінде қолдану аясын кеңейту қолданыста бар өнеркәсіптік жарылғыш заттардың сапасымен қанағаттандырылмайды. АС-ДО қоспасында аммиак-селитрасы түйіршіктерінің ұстап тұру қабілеті дизелді отынның қажетті сіңірілуін қаматамасыз етпейтінін көрсетті. Бұл жарылғыш заттың жарылғыш сипаттамаларын айтарлықтай төмендетеді. Осыған байланысты аталған дисертациялық жұмыстың мақсаты: жұмысқа экономикалық тимді, қолжетімді шикізаттарды пайдалану арқылы құрамында жанғыш битум бар модифицирленген аммиак-селитралы жарылғыш зат жасау, және жақсартылған сипаттамаларға ие жаңа өнеркәсіптік жарылғыш заттар шығару болып табылады.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Өндірістік жарлығыш заттар
Өндірістік деп халық шаруашылығында қопару жұмыстарын жүргізуге арналған жарылғыш заттар аталады. Патрондар, пакеттер, қалталар және жәшіктерде шығарылады, олардың әрқайсысы патрондар қаптамасының түсімен және жәшіктер мен қалталардың диогональ ұзындықтарымен ерекшеленеді. Соңғы кездері ЖЗ арнайы контейнерлерде де шығарылуда [1].
Сұйық оттігінің күйемен, шымтезек ұнымен, мүкпен және т.б. сұйық отекті сіңіріп алуға қабілетте заттармен қоспаларын жарылғыш заттар ретінде өткен жүз жылдықтың соңында қолдана бастады. Олар қопару жұмыстары үшін шектеулі түрде қазіргі кезде де қолданылады.
Осылайша, жарылғыш заттарды алудың ең қарапайым әдісі өте ұсақталған жанғыш заттарды оттегімен араластыру болып табылады.
Бұл жарылғыш заттардың тиімді жағы- олар оксиликвиттер деп аталады, шикізаттың көптігі мен қол жетімділігі: шымтезек және мүк шоғырлары кең таралған, ал сұйық оттегіні ауадан алады.
Оксиливиттерді жасау өте қарапайым және қопару жұмыстары жүргізілетін жерде жасалады. Жанғыш ұнтақпен толтырылған қағаз гильза сіңрілуі біршама уақытқа сұйық оттегіге батырылады. Сондықтанда, жарылғыз заттар шығаратын заводтардан шалғай жатқан аудандарда оксиликвиттерді қолдану экономикалық тиімді, жарылғыш заттарды тасымалдау мен сақтауға шығын жұмасаудың қажеттілігі болмайды.
Дегенмен, оксиликвиттердің айтарлықтай кемшілі бар. Сұйық оттегі өте ұшқыш, ол 183 градус нөлден төмен температурада тез газ күйіне ауыса бастап қайнайды. Сондықтан да кіші диаметрлі оксиликвитті патрондардың өмірінің ұзақтығы минуттармен өлшенеді. Егер қандай да бір себептермен қопару жүргізуді кешеуілдетсе, онда оттегі патрондар өздерінің жарылғыш қасиетін жоғалтатындай дәрежеде ұшып кетуі мүмкін. Бұл оксисликвиттерді қопару жұмыстарында кең қолдануға кедергі жасайды, ал кейбір мақсаттар үшін, мысалы оқ-дерілердің көптеген түрлерін жасақтауға жарамсыз етеді. Бұл кемшілік жанғыш заттар оттегінің өзімен емес, ұшпайтын оттегінің арнайы тасымалдаушыларымен араластырылған жарылғыш заттарда жойылған, өзінің құрамында берік байланыспаған оттегісі бар көптеген қосылыстар белгілі. Жанғыш заттармен қоспасындағы оттегіге бай мұндай заттар жандыру кезінде қызудан не соққыдан құрамындағы оттегімен жанғыш заттарды тотықтырып реакцияға түсіреді. Бұл оларды оттегі тасымалдаушыланы ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Бұл жерде оттегі ұшып кетеді деген қауіп жоқ.
ЖЗ патрондары цилиндрлі формаға ие. Қабықша ретінде парафин сіңірілген қағаз қолданылады. Патрондардың массасы мен диаметрі теспелер мен ұнғымалардың диаметріне байланысты қабылданады.
Төгілетін ЖЗ үшін қаптама ретінде полиэтилен ампулалар қолдагылуы мүмкін. [14;113]
Гелогиялық барлау жұмыстары үшін және өндірістік кен орындарын жасаған кезде тек ГОСТтар бар немесе белгіленген тәртіпті техникалық талаптарға сай және Гостехнадзор журналдық шешімдері бар ЖЗ ғана қолданылуға рұқсат етіледі.
Өндірістік ЖЗ сыртқы орта әсерлеріне сезімталдығы төмен болуы, қолдану барысында, тасымалдау кезінде және сақтауда қауіпсіз болуы, салыстырмалы түрде құнының жоғару болмауы, адам ағзасына зиянды әсер етпеуі тиіс. Сонымен бірге өндірістік ЖЗ жеткілікті қуатқа ие болуы, жаңа иницирлеуші құрылғылармен кідіссіз детонациялануы, ЖЗ бүкіл массасы бойынша тұрақты детонациялануы, кепілдік берілген мерзім бойы және заряд сыйымдылықтарында ұзақ уақыт жатқанда өзінің қасиеттерін жоғалтпауы тиіс.
Өндірістік ЖЗ механизирленген зарядтауға жарамды және оларды суланған ұңғымаларда қолдану жағдайларында қолданылуы мүмкін болғандақтан суға тұрақтылығы жоғары болуы қажет.
Жер асты жағдайларында қолданылатын ЖЗ көп улы газдар түзбеуі, ал жарылыс қауіпті газ не шаң болатын шатталарда қолданылса оған қоса жарылыс температурасы төмен болуы тиіс.
Өндірістік ЖЗ деген қолданылу жағдайларының алуан түрлі болуы және жоғары техникалық талаптардың жоғары болуы олардың ондаған атауларға ие көпеген түрлеріне ие болу қажеттілігін туындатты. [16;78]
0.2 Өнеркәсіптік жарылғыш заттардың жіктелуі
Өнеркәсіптік жарылғыш заттар бірнеше белгілеріне байланысты: қоршаған ортаға әсер ету сипатына, агрегаттық күйіне, химиялық құрамына, қолдану жағдайларына, сақтау мен тасымалдау кезіндегі қауіптілік дәрежесіне және т.б. бөлінеді [2].
Қоршаған ортаға әсер ету сипатына қарай өнеркәсіптік жарылғыш заттарды шартты түрде жоғары бризантты (детонация жылдамдығы v = 4500 7000 мс), бризантты (детонация жылдамдығы v = 3000 4500 мс) және төмен бризантты (детонация жылдамдығы v = 2000 3000 мс) лақтырма оқ-дәрі (жарылып жану жылдамдығы 100 400 мс) деп бөледі.
Агрегаттық күйіне қарай өнеркәсіптік жарылғыш заттар ұнтақтәрізді, түйіршіктелген, престелген, құйылған және суқұрамды жарылғыш заттар болып бөлінеді.
Химиялық құрамы бойнша жарылғыш заттар аммиак-селитралы нитротуындылар және олардың құймалары, сұйық эфирлер мен оқ-дәрі негізіндегі жарылғыш заттар болып жіктеледі. Қазіргі кезде кен орнын құруда тек жарылғыш заттардың бірінші үш тобы мен оқ-дәрілер қолданылатынын атап айту қажет. Соңғылары тасты қопаруда қолданылады [3].
Ескертетін жайт кейде химиялық құрамы бойынша өнеркәсіптік жарылғыш заттарды сондай-ақ жеке қосылыстар мен жарылғыш қасиетке ие қоспаларға бөледі. Жекелей жарылғыш заттар экономикалық есептеулерге және олардың көбінің жоғары сезгіштігіне байланысты қоспалы жарылғыш заттардың компоненттері үшін және иницирлеу құралдарын жасауда қолданылады.
Өнеркәсіптік жарылғыш заттар қолдану жағдайларына байланысты 8 класқа бөлінеді (1-кесте) [4].
Сақтау мен тасымалдау кезіндегі қауіптілігіне қарай өнеркәсіптік жарылғыш заттар 5 топқа бөлінеді, олардың әрқайсысына сақтау мен тасымалдау кезінде қауіптілік бойынша талаптар қойылады:
I топ -- құрамында 15%-дан астам сұйық нитроэфирлер бар жарылғыш заттар, флегматталмаған гексоген, тетрил;
II топ -- аммиак-селитралы жарылғыш заттар, тротил мен оның басқа нитроқосылыстармен құймалары, құрамында сұйық 15%-дан төмен нитроэфирлер бар жарылғыш заттар, флегматталған гексоген, детонирлейтін сым;
III топ -- түтінді және түтінсіз оқ-дәрілер;
IV топ -- детонаторлар, пиротехникалық баяулатқыштар;
V топ -- перфораторлы зарядтар және жарылғыштары орнатылған снарядтар.
1- кесте. Өнеркәсіптік жарылғыш заттардың классификациясы.
ЖЗ класы
ЖЗ тобы
ЖЗ түрі мен қолдану жағдайлары
I
Сақтандырғыш емес ЖЗ тек жер бетінде жару үшін
II
Сақтандырғыш емес ЖЗ жер бетінде және жанғаш газдың бөлінуі не шаң болмайтын не кен орнын жару жұмыстары кезінде жарылысқа қауірті ортаның жалындануын болдырмайтын кеңістікті инерттеу қолданылатын жерасты қазбаларын жаруда қолданылады.
III
Сақтандырғыш ЖЗ метан бөліне жүретін және жарылыс шаңы болмайтын жерасты қазбалары жұмыстарында жыныстарды жару үшін қолданылады.
IV
Сақтандырғыш ЖЗ метан бөлінуінсіз көмір не тақтатас шаңының жарылысы бойынша қауіпті жерасты қазба жұмыстарында көмір және жыныс не тақтатасты жаруда, не жару жұмыстары кезінде метан бойынша аса қауіптіге жатқызылған жұмыстардан басқа метан бөлінуі болатын көмір пласты бойынша жүргізілетін жерасты қазба жұмыстарында көмір не жынысты жаруда.
V
Сақтандырғыш ЖЗ теспе зарядтың метан ауалы қоспамен жақтық жанасу болмайтын көмір пласты бойынша жүргізілген метан бойынша аса қауіпті жерасты қазбаларында көмір немесе жыныстарды жаруда,
VI
Сақтандырғыш ЖЗ тау жынысы массивінің саңылаулары теспемен қиылысында орналасқан метан-ауалы қоспамен теспе зарядпен жақтық жанасуы мүмкін болатын жағдайларда жүргізілетін метан бойынша аса қауіпті жерасты қазба жұмыстарында көмір мен жынысты жаруда, метан бөлінетін, қазбалардың ұзындығы 20 м астам және алдынала бұрғыланбаған жалпы депрессия есебінен желдетуді қамтамасыз ететін скважиналарсыз жүргізілетін көмірлі не аралас қазбаларды жару кезінде.
VII
Сақтандырғыш ЖЗ және олардың VI -- VII кластарынан жасалған бұйымдар арнайы жару жұмыстарын жүргізу үшін (ұнтақтәрізді ингибиторларды шашыратуда, шатыр орнатуда ағаш бағаналарын жарыу кесуде, көміртүзгіш қазбаларында тау массасының тежелуін болдырмауда, жарылысқа қауіпті метан концентрациясы мен шаң түзілуі мүмкін жерасты қазбаларында ұнтақтау кезінде.
Арнайы (А)
Жарылысқа қауіпті метан концентрациясы мен шаң түзілуі мүмкін жерасты қазбаларынан басқа арнайы жару жұмыстарына арналған сақтандырғыш емес және сақтандырғыш ЖЗ мен олардан жасалған бұйымдар.
Арнайы (А)
1
Жер бетіндегі жару жұмыстары: металдарды өңдеу, скважиналы және негізделген зарядтарды инициирлеуде, жыныстың габаритті емес бөлшектерін жарып ұнтақтау, скважиналардағы тексеру жұмыстары, орман өрт туылуын шектейтін жолақтар орнату мен басқа да арнайы жұмыстар.
Арнайы (А)
2
Газ бен шаң бойынша қауіпті емес жерасты қазбаларындағы жару жұмыстары, сульфидті кендерді жару, жыныстың габаритті емес бөлшектерін жарып ұнтақтау, кескінді жарылыс және басқа арнайы жұмыстар.
Арнайы (А)
3
Қазбалы, мұнайлы, газды скважиналардағы атып жару жұмыстары.
Арнайы (А)
4
Күкіртті шаң, сутегі мен ауыр көмірсутектер жарылысы бойынша қауіпті күкіртті, мұнайлы және басқа шахталардағы жару жұмыстары.
Ескерту. 1. Жару жұмыстары кезіндегі қазбалардың метан бойынша қауіптілік дәрежесі арнайы нұсқаулықтармен не басқа белгілі тәртіпте құрылған нормативті құжаттамен анықталады. 2. Сәйкес кластағы ЖЗ қолданылуы тиіс жерасты қазбаларының нақты түрлері "жару жұмыстары кезіндегі жалпы қауіпсіздік ережелерімен не "Қазақстан Республикасының Мемілекеттік тау техникалық бақылаумен сәйкестендірілген басқа нормативті құжаттармен бекітіледі.
Инициирлеуші жарылғыш заттар дегеніміз өте аз мөлшерде кез келген бастапқы импульс әсерінен жарылуға қабілетті және өнеркәсіптік жарылғыш заттардың детонациясын тудыратын жарылғыш заттар. Инициирлеуші жарылғыш заттар жоғары сезімталдыққа ие және аздаған сыртқы әсерден: жеңіл соққы, үйкеліс, жарықшақ, қыздырудан жарылады. кейбір инициирлеуші жарылғыш заттар құс қауырсынының тиюінен жарылуы мүмкін. Инициирлеуші жарылғыш заттардың бұл қасиеттері олады өндірісте, қолдану мен сақтау кезінде қауіпті етеді [2].
Сезгіштігіне қарай инициирлеуші жарылғыш заттарды шартты түрде біріншілік және екіншілік деп бөледі.
Біріншілік (аса сезгіш) инициирлеуші жарылғыш заттарға күркіреуіш сынап, қорғасын азиді жән ҚҮНРЦ ( қорғасынның үшнитрорезор-цинаты) жатады. Олар аса қуатты бірақ сезгіштігі төмен екіншілік инициирлеуші жарылғыш заттар: тетрил, гексоген, тэн инициирлеуге арналған, олар детонацияның жоғары жылдамдығына және жоғары инициирлеуші қасиетке ие болғандықтан детонацияны өнеркәсіптік жарылғыш заттың негізгі зарядына береді. Біріншілік және екіншілік инициирлеуші жарылғыш заттармен капсюль-детонаторлардағы электрдетонаторларын және детонирлейтін сымдарды снарядтайды.
Оқ-дәрі деп белгілі жағдайда жарылып жану мен детонацяға қабілетті жарылғыш заттарды айтады [2].
Оқ-дәрілер құрамында жанғыш заттар мен тотықтырғыштар бар қатты көпкомпонентті жүйелер болып табылады. Бастапқы импульс түрі мен қуаттылығы оқ-дәрілердің жарылып ыдырауының бастапқы жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді.
Жарыс жұмыстарында түтінді және түтінсіз оқ-дәрілер қолданыс тапқан. Тау өнеркәсібінде арнайы тау жұмыстары үшін шығарылатын миналы деп аталатын оқ-дәрі қолданылады, ол түтінді оқ-дәрінің бір түрі болып табылады. ол дәнектелген масса түрінде болады: ірі оқ-дәрі дәнінің мөлшері (3- 8,5мм, ұсағы- 1,5- 3 мм). шынайы тығыздығы 1,6- 1,75 гсм3, үйілгендегі 0,9- 1,0 гсм3.
Аммиак-селитрасы: азот қышқылды аммоний, аммоний нитраты әлсіз жарылғыш зат. Ол аммиак пен азот қышқылының өзара әсерлесуінен алынады. Тотықтырғыш ретінде өнеркәсіптік жарылғыш заттар құрамында қолданылады. Энергетикалық параметрлері бойынша тротилден 3 есе төмен. Төмен детонациялық қабілеттілігімен сипатталады.
0.3 Аммиак-селитралы жарылғыш заттар
Қазіргі кезде геологиялық барлау және өндіру жұмыстарында негізгі құрамы аммиак- селитрасы болып табылатын жарылғыш заттар кең таралған. Бұл ең алдымен, бастапқы шикізаттың қол жетімділігімен, сонымен бірге аммиак-селитрасын алу және өңдеу технологиясының қарапайымдылығымен және қауіпсіз болуымен түсіндіріледі.
Аммиак- селитрасын өндірістік ЖЗ ретінде жеке дара қолдануға да болатындағын айта кету қажет, бірақ өте шектеулі ғана, себебі ол төмен детонациялық және бастапқы импульске сезімталдық қасиетке, төмен меншікті арылыс энергиясына, жарылыс өнімдерінде зиянды газдардың (азот оксидтерінің) көп мөлшеріне ие[4].
Аммиак-селитралы ЖЗ аммиак селитрасының басқа ЖЗ-мен не жанғыш жарылғыш емес заттармен механикалық қосылысы болып табылады. Бұл топтағы жарылғыш заттарда аммиак-селитрасы тотықтырғыш рөлін атқарады. Аммиак-селитралы ЖЗ қолдануда қауіпсіз, әр түрлі өңдеу технологияларын қолдануға мүмкіндік береді, құны салыстырмалы түрде арзан тұрады.
Ең кең қолданылатын аммиак-селитралы ЖЗ-ны қарастырайық, Аммониттер -- амммиак- селитрасының тротилмен (жиі гексанмен, динитронафталинмен) және жарылғыш емес жанғыш компоненттермен ұнтақ тәрізді қоспа түріндегі ең көп таралған аммиак-селитралы ЖЗ. Жарылғыш қоспа компоненттерінің қатынасы аммониттердің оттекті балансы нөлге жақын болатындай етіп таңдап алынады, сондықтан да аммониттер ашық та, жабық та тау-кен жұмыстарында қолданыла береді. Аммониттер қарапайым және сақтандырғыш болып бөлінеді. Соңғысының құрамында жалын сөндіргіштер -- сілтілік металдар хлоридтері болады және АП индексіне ие[2].
Аммониттердің суға тұрақтылығын арттыру, сол арқылы суға батырылған кезде жарылғыш қасиетін сақтау мақсатында ЖВ және ЖВФ марларындағы суға тұрақты селитралар, сонымен қатар әр түрлі қоспалар, мысалы, парафин, асфальит және т.б. қолданады. Мұндай аммониттер өзінің жарылғыштық қасиетін бірнеше сағат бойы жоғалтпайды, бірақ нашар жанады. Суға тұрақты аммониттер ЖВ индексіне ие Бұл топтағы ең кең таралған ЖЗ аммонит 6ЖВ болып табылады, ол жарылғыш заттарды бағалауда салыстыру этолоны ретінде жиі қолданылады.
Аммониттер капсюль-детанаторларға сезімтал және айтарлықтай жоғары жарылғыш қасиеттерге ие. Жұмысқа жарамдылығы жағынан олар тротилден асып түседі.
Аммониттер диаметрі 28-ден 90-ға дейінгі және массасы 150 г-нан 3 кг-ға дейінгі қағаз патрондарда өндіріледі. Сезімталдылығы төменірек аммонит 6ЖВ қағаз қалталарға салынған не диаметрі 90мм жұмсақ полиэтилен қабықшаларына салынған, сулы ұңғымаларды зарядтауға арналған қатты қабықшалы диаметрі 175 және 225 мм қаптамалы ұнтақтар түрінде болып келеді.
Граммониттер-түйіпшіктелген аммиак- селитрасы мен тротил қоспасы. Граммонит 7921 кең қолданыс тапты. Ол түйіршіктелген аммиак- селитрасы мен қабыршақты тротилдің механикалық қоспасы болып табылады. Детонациялық қасиеті жағынан граммонит 7921 ең қарапайым құрамды түйіршіктелген ЖЗ асып түседі, бірақ ұнтақ тәрізді аммониттерден қалысады. Граммонит 921 ашық және жабық тау-кен жұмыстарында қолданылады. Ол құрамында 20% су болған кездің өзінде детонациялық қабілетін сақтайды, ал 10% су болған кезде, заряд тығыздығының артуы нәтижесінде құрғақ күйіне қарағанда біршама жоғары болады. Жер асты жұмыстарында ылғалдылық 5%-дан аспайды. Граммониттер қаптамасыз қағаз және полиэтилен қалталарында шығарылады.
Гранитолдар -- суға ерігіш компоненттерінің гидроизоляциясы беттік активті (пластификатор және полимерлер) заттар қатысында тротилде тотықтырғыш тұздар эмульсиясының түзілуі нәтижесінде жүзеге асатын суға тұрақты құрамдар. Ол жақсы жанғыштығымен сипатталады және олардың ұңғымаларда орналасуын су бағаналары арқылы жүзеге асыруға болады. Грамммонит 7921-ден айырмашылығы ранитолдарда селитраның ішінара еруі кезінде заряд іс жүзінде нығыздалмайды (отырмайды), себебі тротил қабықшалары зарядтың берік қаңқасын алғашқы қалпында сақтап тұрады. Іс жүзінде гранитол-1 және гранитол-7А қолданыс тапты. Соңғысының құрамында алюминий ұнтағы бар [5].
Аммоналдар -- аммиак- селитрасы және тротилдің металдық жаныш қоспаларының алюминий ұнтағымен қоспасы. Аммоналдар түйіршіктелген күйінде граммоналдар деп аталады.
Аммоналдар қасиеттері жағынан аммониттерге жақын, жер асты жұмытарында қолданылады. Қаптамасыз және диаметрі 32-ден 120 мм дейінгі оқ-дәрілер түрінде шығарылады.
Динамондар -- аммиак-селитрасының жарылғыш емес сұйық не қатты жанғыш заттармен (соляр майы, ағаш ұны, күйе, алюминий пудрасы және т.б.) қоспасы. Динамондар түйіршіктелген күйінде гранулиттер деп аталады. Динамондарға жасау рецептурасы принципі бойынша игданиттерді -- тікелей жұмыс орнында жасалатын және аз мөлшерде сұйық жанармай (соляр майы не дизель отыны) сіңірілген түйіршікті (не қабыршақты) аммиак- селитрасынан тұратын қарапайым ЖЗ. Сұйық жанармай аммиак түйіршіктерін жұқа пленка түрінде жауып ЖЗ сезімталдығын және қуаттылығын арттырады. Аммиак- селитрасы және дизель отынының белгілі бір қатынасында нөлдік оттекті балансты игданит алуға болады. Игданит аммиак- селитрасы салынған қалтаралға соляр майын құю не сұйық қоспаны селитраны ұңғымаларға құю барысында араластыру арқылы, сонымен қатар Кривож темір кені бассейнінде сәтті қолданылған арнайы заряд агрегаты көмегімен араластырылады. Игданиттердің жарылғыштық қасиеті аммониттер қасиеттерінен қалысады. Игданиттер мүмкіндіктері ашық және жабық жер асты жұмыстарында толықтай қолданылмайтынын айта кету қажет.[5].
Құрғақ және аз сулы кен бөліктерінде ашық және жабық тау-кен жұмыстарында газ және шаң бойынша жарылыс қауіпті емес шахталар мен кендерде қарапайым ЖЗ гранулит М және гранулит АС-4 кең қолданыс тапты.
Гранулит - М селитраның кеуекті сұрыптарынан жасалады, құрамында соляр майы болады, оны кеуекті селитра толығымен сіңіріп алады. Іс жүзінде нығыздалмайды, сусымалы, құбырлар бойымен жақсы тасымалданады. Игданит сияқты механикалық әсерлерге аз сезімталдығымен сипатталады.
Гранулит АС-4 құрамында алюминий пудрасы болады, металсыз ЖЗ-ға қарағанда сезімталдылығы жоғары.
Гранулит Э - қолдану орнында тікелей жасалатын өндірістік ЖЗ, АС мен су-май эмульсиясының (СМЭ) механикалық қоспасы түрінде болады. Э маркалы гранулит Қазақстанның барлық климаттық аудандарында теспелерді, ұңғымалар және газ және шаң бойынша қауіпсіз карьерлер мен кендердің құрғақ және кептірілген бөліктері камераларын маханизирленген және қолмен зарядтауға арналған. Проф. М.М. Протодьяконов шкаласы бойынша қаттылық коэффициенті 6-18 болатын жыныстарды қопаруға арналған [6,7,8].
ЖЗ ерекше тобын құрамында су бар ЖЗ құрайды. Мұндай ЖЗ құрамына су кіреді.
Акватолдар - аққыш консистенциялы құрамында су бар суспензиялы ЖЗ, олардың қатты фазасы граммонит не граммонал болып табылады, ал сұйық фазасы аммиак- селитрасының қоюландырылған қаныққан ерітіндісі. Акватолдар ашық кен өндіру жұмыстарында қолдануға арналған және жер асты жағдайларында қолдануға рұқсат етілмейді, себебі теріс оттекті баланс нәтижесінде көп мөлшерде улы газдар бөледі. Алғашында бұл құрамдар ифзаниттер деген атпен не ГЛТ маркалы ыстықтай құйылғыш(горячельющиеся ВВ) ЖЗ ретінде белгілі болды. Кең таралғаны акватол Т-20, құрамы 20% гранутол және сондай мөлшерде сұйық фазадағы су. Ол құрғақ және сулы ұңғымаларда қолдануға арналған. Бұл ЖЗ бірнеше модификациясы бар.
Карбатолдар -ыстықтай құйылғыш(горячельющиеся ВВ) ЖЗ, қою, 500С жоғары температурада аққыш, ұңғымада суған кезде қататын суспензиялар. Олар жоғары тығыздығымен ерекшеленеді, олардың құрамына ерітінді түзу үшін 3-5% су кіреді. ГЛ-15Т және ФТ-10 маркалы карбатолдар қолданыс тапқан. Олар ағын суы жоқ ұңғымаларда ұзақ уақытқа (30 тәулікке) дейін тұруға жарамды. Карбатолдар механикалық әсерлерге іс жүзінде сезімтел емес. Қолданылатын жерде жеке компоненттерден жасалады.
Акванал А-10 - ұнғымаларда салқындаған кезде қататын құрамында суы бар ыстықтай құйылғыш (горячельющиеся ВВ) ЖЗ. Құрамында алюминий ұнтағы ( не силикоалюминий) бар және металданған құрғақ фаза мен аммиак-селитрасының қаныққан сулы ертінідісінің қоспасы түрінде болады. Акванал А-10 жер үстінде қолдануға арналған. Жер асты жұмыстарында қолдануға АРЗ-8Н арналған, аммиак-селитрасы, алюминий ұнтағы және суда ерігіш қоюландырғыш қоспасынан тұрады. Эмульсиялы технология бойынша жасалады және түйіршіктер түрінде шығарылады[6].
Аммиакты-селитралы жарылғыш заттар -- негізгі құрамдас бөлігі болып аммиак- селитрасы болып табылатын жарылғыш қоспалар. Алғаш рет 1867 жылы ғалымдар И.Норбин мен И. Ольсен нитроқосылыстар не жарылғыш емес жанғыш қоспалар түрінде ұсынған. Бірінші рет тәжірибелік қолданысқа 19 ғасырдың 80-жылдарында Францияда динитронафталинмен (Фавье құрамы), нитроглицеринмен (12-29%) және гризудинамиттер (Ресейде -- гризутиндер) қоспасы ретінде және газ бен шаң бойынша қауіпті көмір шахталарында жару жұмыстары үшін жарылғыш заттардың сақтандырғышы ретінде ие болды. Заманауи аммиак-селитралы жарылғыш заттар аммонитттер (нитроқосылыстар), аммоналыдар (алюминий және басқа металдық ұнтақтар), қарапайым және динамондар (жарылғыш емес органикалық текті жанғыштар), суқұрамды (сулы желатинмен пластифицирленген), нитроглицеринді жарылғыш заттар.
Арнайы қасиеттер беру үшін аммиак-селитралы жарылғыш заттарға жалынсөндіргіштер, мысалы, сілтілі металдар тұздарын (сақтандырғыш жарылғыш заттар), гидрофобты қосымшалар -- майлы қышқылдардың тұздарын, парафиндерді (суға төзімді аммиакты-селитралы жарылғыш заттар), пластификаторларды -- сулы желатин (суқұрамды -- акваниттер, акватолдар, ифзанит) және т.б. енгізеді.
Нығыздалуын, сусымалылығының артыуын болдырмау және шаңдануын төмендету үшін аммиакты-селитралы жарылғыш заттарды түйіршіктелген түрінде шығарады. Дербес бризантты жарылғыш заттарға қарағанда аммиак-селитралы жарылғыш заттардың жарылып айналуы екісатылы болып келеді: 1-сатыда селитраның оттегі бөле ыдырауы, жанғыштардың ыдырауы және газификация жүреді, ал 2-сатыда -- ыдырау өнімдерінің тотығуы мен алюминийдің қатты бөлшектерінің оттегімен газификациясы жүреді.
Аммиак-селитралы жарылғыш заттар жердің үстіңгі бетінде және астыңғы бетінде қазып алу кезінде, соның ішінде газ бен шаң бойынша қауіпті шахталарда, құрғақ және суланған қазбаларда, зарядтаудың механизирленген және қолмен зарядтау әдістерінде қолданылады. Жерасты жұмыстарына арналған аммиак-селитралы жарылғыш заттар нөлдікке жақын оттектік балансқа ие, бұл жарылыс кезінде улы газдардың (көміртегі оксиді және азот тотықтары) аз бөлінуін қамтамасыз етеді.
Аммиак-селитралы жарылғыш заттарға аммиак- селитрасы негізінде жасалатын жарылғыш заттардың үлкен тобы жатады. Бұлардың бәрі қауттылығы төмен бризантты жарылғыш заттарға жатқызылады, яғни тротилмен салыстырғанда бұлардың барлығы дерлік тротилден 25%-ға әлсізірек. Алайда бұл мүлдем олай емес. Бризанттылығы бойынша аммиак-селитралы жарылғыш заттар әдетте троитлден қалыспайды, ал қопарылғыштығы бойынша тротилден асып түседі, тіпті айтарлықтай көбірек. Аммиак-селитралы жарылғыш заттар грунттарды жару кезінде басқаларына қарағанда артықтау, өйткені жақсы қопарылғыштығының арқасында жарылыс орнынан грунттың көп бөлігін лақтыруға қабілетті. Алайда шыңды грунттарда жұмыс істеу кезінде тротил қолданған тәуірлеу, өйткені жоғары бризанттылығының арқасында тау жыныстарын жақсырақ ұнтақтайды.
Аммиак-селитралы жарылғыш заттар көп дәрежеде халық шаруашылығында және аз дәрежеде әскери істе қолданыс табады. Мұндай қолданыстың себебі аммиак-селитралы жарылғыш заттардың айтарлықтай төмен бағасы мен олардың қолданыстағы төмен сенімділігі болып табылады. Бұл ең алдымен аммиакты жарылғыш заттардың гигроскопиялылығы, осының әсерінен ылғалдандыру кезінде осындай жарылғыш заттардың 3 %-ы жарылу қабілеттілігінен айрылады. Бұл жарылғыш заттар нығыздалу құбылысына бейім, осының әсерінен сондай-ақ толық не жартылай жарылу қабілеттілігін жоғалтады. Бұл жарылғыш заттарда үздіксіз орын алатын қайта кристалдану процестер олар алатын көлемнің артуына әкеледі, бұл өз кезегінде ату жарақтарының сырты мен орамының бұзылуына әкеледі [9].
0.4 Аммиак- селитрасының өндірістік сұрыптарының сипаттамалары
Өндірістік ЖЗ тотықтырғыштар ретінде негізінен аммиак-селитрасын, сирек жағдайда натрий, калий және кальций селитраларын қолданады, олар тотықтырудан басқа жарылғыш қоспада басқа да функциялар атқарады.
Азот өндірісі өндірісітік ЖЗ өндіруге аммиак селитрасының бірнеше сұрыптарын шығарады. А маркалы түйіршіктелген селитра көбінесе заводтық түйіршіктелген ЖЗ шығаруға арналған, ал Б маркалы селитра негізінен тыңайтқыш ретінде қолданылады, бірақ ЖЗ өндіруге де пайдаланылады, негізінен жұмыс орнында жасау кезінде. Түйіршіктелген селитрада оның нығыздалып қалуына қарсы енгізілетін және жарылыс реакциясына қатыспайтын минералды қоспалар көлемі, сақтау кезінде жақсы сусымалылығын және оның негізінде түйіршіктелген ЖЗ жасалатын болса пневмотранспортабельділігін қамтамасыз ету үшін түйіршіктердің беріктілігі мөлшерленген. Регламенттелген түйіршікті құрамы нығыздалып қалмауынан басқа оларға қажетті сипаттамаларды қамтамасыз етеді. А және Б маркалы селитра түйіршіктері аз кеуекті, басқа сіңіргіш компоненттер болмаса ЖЗ құрамына енгізілетін сұйық компоненттерді нашар сіңіреді және ұстап тұрмайды. Сұйық мұнай өнімдері сіңірілетін ең қарапайым заводтық өндірісті ЖЗ жасау үшін П маркалы кеуекті селитра таңдап алынады. А және Б маркалы селитралар шамамен 6 -- 9% ғана кеуектілікке ие және 2,0 -- 2,5% ғана майды ұстап тұрады. П маркалы селитра түйіршіктерінің кеуектілігі 15 -- 18% құрайды. Кеуекті селитрада басқа көрсеткіштерден басқа түйіршіктердің соляр майына қатысты сіңіру қасиеті нормаланған. Майды 10% -дан кем емес сіңіре алу қасиеті сол компоненттің максимальды қажет мөлшерінде (5,5-6,0%) тұрақты құрамды алуға кепілдік береді. Түйіршіктерді олардың механикалық беріктілігін төмендететін кеуектердің болуына байланысты кеуекті селитралар үшін беріктілік нормасы біршама төмен. Өндірістік топтарында түйіршіктердің нақты беріктілігі 250-400 гс аралығында, қарапайым селиртада 400-800 гс. [10;227]
Аммоний нитраты -- полиморфты кристалдық зат. Температура 169,6 0С дан минус 180С ге дейін төмендеген кезде не керісінше осы аралықта артқан кезде оның кристалдық торы крситаллдардың көлемі және тығыздығының өзгеруімен қатар жүретін бес модификациялық ауысулардан өтеді. Кристалдардың максималды мүмкін болатын тығыздығы 1725 гсм3. Іс жүзінде олар қабыршақтардың және кристалдық торда басқа да ақаулардың болуына байланысты төмен. Кристалдар мөлшері әдетте 0,2 -- 0,5 мм, түйіршіктердің қалыпты өлшемі 1,0 -- 2,5 мм. Кристалдық өнімнің және кеуекті селитраның төкпелі салмағы 0,75 -- 0,8 гсм3, ал кеуектілерінікі 0,85 -- 0,95 гсм3. Стандартты қағаз қалтаға шамамен 40-42 кг кеуекті селитра және 48-50 кг кеуекті емес селитра сияды.
Кристалдар мен түйіршіктердің беріктілігі олардың тығыздығы мен жасау барысындағы салқындату режиміне, ылғалдану дәрежесіне және өнімді сақтау барысында ұшырауы мүмкін модификациялық айналулар санына тәуелді. Ылғалдылық және модификациялық ауысулар оны күрт төмендетеді.
Кристаллдық күйдегі ЖВ маркалы суға тұрақты селитра ұнтақ тәрізді типті ЖЗ заводтық өндіруге арналған. Ондағы гидрофобты қоспалар суға тұрақтылығы жоғары аз нығыздалатын ұнтақ тәрізді ЖЗ алуды қамтамасыз етеді. Түйіршіктелген ЖВ селитраны жер асты жағдайларында қолдануға жарамды қатпарланбайтын игданит алуға мүмкіндік береді. Сұйық мұнай өнімдерін сіңіру және ұстап тұруға қатысты түйіршіктелген күйдегі ЖВ селитра П маркалы кеуекті селитрадан аз ғана қалысады.
0.5 ЖЗ сезімталдығы
Бұл жарылысқа айналу пайда бола отырып сыртқы әсерлерге сезімталдық білдіру қасиеті. Сезімталдылық жарылыстық айналуды қоздыруға қажетті бастапқы импульстің минимальды мәнімен сипатталады. Жарылыстық айналуды қоздыруға қажетті әсер мәні неғұрлым төмен болса, ЖЗ соғұрлым сезімтал.
Сезімталдылық ЖЗ практикалық қолданылу мүмкіндігін анықтайтын негізгі сипаттамаларының бірі.
Өндіріс, тасымалдау және қолдану процестерінде жарылғыш заттар сөзсіз үйкелістер мен соққыларға ұшырайды. Артиллериялық қарудан ату моментінде жарылғыш зарядқа инерция нәтижесінде көп күш түседі. Снарядтың не авиабомбаның бөгетке соқтығысуы кезінде сауыттың лезде іркілуі бас жағында зарядтың лезде және күшті нығыздалуына алып келеді.
Жоғары сезімтал ЖЗ өндірісі, тасымалдауы және қолданылуы үлкен қауіп төндіреді. Атылу кезінде жарылғыш затта туындайтын кернеу снарядтың қару ұңғымасында жарылып кетуіне алып келуі мүмкін. Бұл кезде ұңғыма бөліп не ісініп одан әрі қолданысқа жарамсыз болып қалады.
ЖЗ жоғары сезімталдылығы ұшу кезінде не бөгетке соқтығысуынан снарядтың уақытынан бұрын жарылуына алып келуі мүмкін. Снарядтың уақытынан бұрын жарылуы оның әсер ету эффектитілігін елеулі түрде төмендетеді. Оқ-дәрілерді құймамен толтырған кезде ЖЗ көп мөлшерін қыздыруға тура келеді. ЖЗ жылу импульсіне жоғары сезімталдығы кезінде жергілікті қызып кетуі жағдайында оның тұтанып жарылып кетуі мүмкін.
Сезімталдылық ЖЗ табиғатына тәуелді. Негізінен ол химиялық байланыстарының беріктілік дәрежесімен анықталады. Байланыстар неғұрлым берік болса, сезімталдылық соғұрлым аз, оны жару не жағу үшін оған соғұрлым күшті әсер ету қажет.
ЖЗ агрегаттық күйі оның сезімталдылығына әсер етеді. Әдете, сұйық күйде ЖЗ сезімталдылығы жоғарылау.
Температура жоғарылаған сайын ЖЗ сезімталдылығы артады, себебі температураның артуымен активті молекулалар саны көбейеді және сәйкесінше жарылыстық айналуды қоздыруға қажетті энергия мөлшері төментейді. Сезімталдылыққа қоспалар елеулі әсер етеді: олар оны арттырады не төмендетеді. Егер қоспа қаттылығы ЖЗ қаттылығынан жоғары болса, онда сезімталдылығы артады.
ЖЗ сезімталдылығын арттыратын қоспалар сенсибилизаторлар деп аталады. Сенсибилизаторлар қатарына метал жаңқалары, ұнтақталған шыны, құм және т.б. жатады.
ЖЗ қоршаған орта әсеріне сезімталдылығын төмендететін қоспалар флегматизаторлар деп аталады. Флегматизаторлар жеңіл балқитын не май тәрізді заттар болып келеді. Флегматизатор жарылғыш затта бүкіл массасы бойына біркелкі таралады. Жақсы флегматизирлеуші қасиетке тұтқырлығы, жылу сыйымдылығы және тұтану температурасы жоғары заттар ие.
Жарылғыш затқа флегматизаторды енгізу процессі флегматизация деп аталады. Флегматизация қазіргі кездегі ЖЗ өндірісінде кең таралған. Соққыға салыстырмалы түрде жоғары сезімталдылыққа ие гексоген парафиннің церезинмен балқымасымен флегматизирленеді және осындай күйінде оқ-дәрілерді толтыруға қолданылады.
ЖЗ жылу импульсіне сезімталдылығы жиі жағдайда тұтану температурасымен анықталады. Тұтану температурасын ЖЗ-ны онда дыбыс эффетісі және жалын алуға жеткілікті жылдамдықты химиялық айналуды туындатуға дейін қыздыруға қажетті ең төменгі температура ретінде анықтайды.Кейбір заттардың тұтану температурасы 2-кестеде келтірілген [11].
Кесте 2 - Кейбір заттардың тұтану температурасы
Жарылғыш зат
Тұтану температурасы
Жарылғыш зат
Тұтанутемпературасы
Күркіреуік сынап
175-180
Гексоген
230
Нитроцеллюлозалы порох
180-200
Тротил
290-295
Тетрил
195-220
Түтінді порох
290-310
Тэн
215
Қорғасын азиды
330-340
ЖЗ соққыға сезімталдылығы копер деп аталатын құрылғы көмегімен анықталады. Зерттеу мәні мынаған негізделеді: екі метал беттер арасына орналасқан ЖЗ үстінен белгілі бір массалы жүк тасталады.
Бұл кезде соққының механикалық энергиясы жылу энергиясына ауысады, нәтижесінде ыстық нүктелер деп аталатын, жарылыс көзі болып табылатын жергілікті қызу пайда болады.
Бризантты ЖЗ сезімталдылығы әдетте, 10 кг салмақты жүкті 25 см. биіктіктен тастау кезіндегі белгілі бір (50 не100) сынау сандарынан алынған пайызбен сипатталады. Кейбір бризантты ЖЗ сезімталдылығы туралы мәліметтер 3-кестеде келтірілген.
Кесте 3 - ЖЗ сезімталдылығы
Жарылғыш зат
100 сынаудағы жарылыстар %
Тротил
4-58
Тетрил
50-60
Гексоген
70-80
Тэн
100
Сезімталдықтың жоғарғы шегі -- бұл жүк құлаған кезде 100% жарылыс болатын биіктік. Жоғарғы шек иницирлеуші жарылғыш заттардың және олардан жасалған заттардың мүлтіксіз әрекет ететіндігін сипаттайды.
Сезімталдықтың төменгі шегі -- бұл жүк құлаған кезде бірде-бір жарылыс болмайтын максималды биіктік. Төменгі шек ЖЗ өндірісте, сақтауда және оларды әскери қолдануда қауіпсіздігін бағалауда маңызға ие. Негізінен ол химиялық байланыстарының беріктілік дәрежесімен анықталады. Байланыстар неғұрлым берік болса, сезімталдылық соғұрлым аз, оны жару не жағу үшін оған соғұрлым күшті әсер ету қажет. ЖЗ агрегаттық күйі оның сезімталдылығына әсер етеді. Әдете, сұйық күйде ЖЗ сезімталдылығы жоғарылау. Иницирлеуші ЖЗ соққыға сезімталдылығы 4-кестеде келтірілген.
Кесте 4 - Иницирлеуші ЖЗ соққыға сезімталдылығы
Жарылғыш зат
Жүк массасы, кг
Шектер, см
жоғарғы
Төменгі
Күркіреуік сынап
0,69
8,5
5,5
Тетразен
0,69
12,5
7,0
Қорғасын азиды
0,98
23,0
7,0
ТНРС
1,43
25,0
14,0
ЖЗ иницирлеуге сезімталдығы ( детонацияланғыштығы) иницирлеуші зарядтың шекті өлшемімен, яғни жарылысты қоздыруға қажетті иницирлеуші ЖЗ максимальды мөлшерімен сипатталады.
5-кестеде тротил және тетрилдің иницирлеуге сезімталдығы келтірілген.
Кесте 5 - Тротил және тетрилдің иницирлеуге сезімталдығы
Жарылғыш зат
Шекті иницирлеуші заряд
Күркіреуік сынап
Қорғасын азиды
тротил
0,36
0,09
тетрил
0,29
0,025
5-кестеден тетрил (тротилмен салыстырғанда) детонацияға анағұрлым сезімтал екендігін көруге болады, себебі оның жарылыстық айналуын қоздыру үшін аз иницирлеуші заряд жұмсалады.
Сондықтан тетрилмен көбіне детанаторлар жасалады. ЖЗ қандай сезімталдылыққа ие екендігін білу келесілерді қамтамасыз ету үшін қажет: олардың өндірісінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін; оқ-дәрінің қандай да бір элементіне (оның мақсаты мен қолданылу ерекшелігін ескере отырып) ЖЗ дұрыс таңдап алу үшін; оның іске қосылуы үшін қажетті бастапқы импульстің түрі мен интенсивтілігін білу үшін; оқ-дәрілерді әскери қолдануда, сақтауда, сонымен қатар олармен әскерде, қоймаларда және арсеналдарда жұмыс істеу кезінде қауіпсіздігін сақтау үшін ЖЗ заттардың сезімталдығының төменгі шегін білу керек. [12;24].
1.6 Өндірістік жарылғыш заттардың физика-химиялық қасиеттері
Өндірістік ЖЗ эффективтілігі және қолданылу қауіпсіздігі олардың жарылғыштық сипаттамаларына ғана емес, сонымен бірге химиялық және физикалық тұрақтылығы, суға төзімділігі ылғалданғыштығы, иілгіштігі, аққыштығы, сусымалылығы сияқты және т.б. бірқатар физика-химиялық қасиеттеріне де тәуелді.
Химиялық және физикалық тұрақтылығы тисті қолданылу мерзім ішінде ЖЗ жарылғыштық және эксплуатациялық қасиетін сақтауын, сонымен қатар ЖЗ өңдеу, сақтау және қолданудың қауіпсіз температуралық режимдерін анықтайды; реологиялық және физика-механикалық қасиеттері берілген ЖЗ түрінің тасмалдау және зарядтағыш механикалық әдістеріне жарамдылығын; ылғал тартқыштығы -- қаптамаға қойлатын талаптарды; суға төзімділігі - ЖЗ сулы теспелерде қолдану мүмкіндігін анықтайды.
Ылғал төзімділік- ылғал төзімділік деп өндірістік ЖЗ суға батырылған кезде өзінің жарылғыштық қасиетін сақтау қасиетін айтады. Кейбір ЖЗ не олардың компоненттерімен су оларды еріте не химиялық реакцияға түсіп әрекеттесуі мүмкін, басқа біреулерімен су әрекеттеспейді, зат бөлшектері арасына кіруі мүмкін, ол ЖЗ флегматизациялануына, детонациялық қасиетін төмендетуі не толықтай жоғалтуына алып келеді.
Суға төзімділік өлшемі (суға төзімділік дәрежесі) ретінде жалпы жағдайда ЖЗ зарядының суда болу кезінде жарылғыштық қасиеттері белгіленген бір нормадан төмендемеуі тиісті уақыты болып саналады. Бағалау не тікелей әдіспен, яғни суға батырылған зарядты оның нормаланған параметрлерін өлшей отырып жару арқылы, не жанама әдістермен, мысалы, белгіленген уақыт ішінде ЖЗ құрамынан суға ерігіш компоненттерін шайып алу немесе заряд тереңдігіне судың ену жылдамдығы бойынша жүргізіледі. Сонымен бірге, зарядтың батырылу тереңдігі, оның өлшемдері, су ағынының жылдамдығы және т.б. сияқты сынау жағдайлары айтылады. Ұңғымадағы не зерттеу барысында ұңғыманы модельдейтін сыйымдылықтағы су алмасу жылдамдығы маңызды болып табылады. Бұл көрсеткіш құрамында аммиак селитрасы бар өндірістік ЖЗ іс жүзіндегі суға төзімділігіне үлкен әсер етеді. Ағынсыз сулы ұңғымада ЖЗ-тан шайылатын селитра еріген күйде заряд көлемінде сақталады және қопарылыстық айналу реакциясына қатысады, сондықтан жарылыстың энергетикалық параметрлері аз ғана өзгереді. Ағынды суда селитраның шайылуы энергияның қайтымсыз жоғалуына алып келеді.
Кейбір жағдайларда суға төзімділік детонациялық қасиетін жоғалтпай ЖЗ құрамында бола алатын су мөлшерімен сипатталады. Бұл көрсеткіш бойынша судың максимальды болу мөлшері 5% дан аспайтын, игданит, гранулит типті тротилсіз түйіршікті ЖЗ суға төзімсіз ретінде, ал құрамында 20% дейін су болған кезде детонирлене алатын граммонит 7921 шектеулі не шартты суға төзімді болып классификацияланады.
Суға төзімділігінің төмен болуы аммиакты-селитралы қоспалардың олар ойлап табылғаннан кейін ұзақ уақыт бойы шектеулі қолданылуының себебі болды, өйткені олардан жасалған зарядтар сыртқы гидрооқшаулауды қажет етті. Тек 50 жылдары ғана совет зерттеушілері аммиак селитрасының арнайы гидрофобизирленген сұрыптары негізінде суға төзімді аммониттер жасай алды.[13]
Қазіргі кезде ЖЗ судың әсерінен қорғаудың екі әдісі қолданылады: зарядты сырттан гирооқшаулау, мысалы, пластикалық (полиэтилен және т.б.) қабықшамен не гидрофобты материалдармен (парафин, петролатум, гудрон және т.б. жабындылау және олардың құрамына гидрофобты қоспалар енгізу немесе ЖЗты структуралау, яғни судың кіруін қиындататын аз кеуекті не кеуексіз құрылым жасау арқылы ЖЗ өздеріне суға төзімділік қасиеттер беру. Жиі жағдайда екі әдіс те бірге қолданылады. Мысалыға, ұнтақ тәрізді аммиакты-селитралы жарылғыш зат қоспасына гирофобты қоспалар енгізіледі және сонымен бірге бұл ЖЗ оқ-дәрілерін судан қорғайтын материалдан жасалған пленкамен жабындылайды не бекітілген полиэтилен жеңдерге салынады.
Суға төзімді ЖЗ жасаудың ең қарапайым әдістері ЖЗ құрамы суда ерімейтін және сумен әрекеттеспейтін материалдардын жасалуы, мысалы тротил нитроглецерин, гексоген, тэн, нитроклетчатка және т.с.с. Аталған нитроқосылыстардың кейбірі суда аз ериді, бірақ процесстің баяу жүретіні соншалық, оны ескермеуге болады. Мұндай материалдарға іс жүзінде өндірістік ЖЗ құрамына енгізілетін металлдарды да жатқызуға болады: алюминий, ферросилиций және т.б. Бұлар суықта суда өте баяу әрекеттеседі, сонымен бірге олардың реакциялық қабілеттілігі олардың бетінде әдетте гидрофобты материалдан пленка болуында. Суға батырылған бұл типті ЖЗ детонациялық қабілеттілігі негізінен, бөлшектер мөлшері және пішініне, олардың меншікті бетіне тәуелді. Меншікті бетінің артуымен судың ЖЗ бөлшектері аралығындағы кеңістікті толтырып, флегматизациялық әсері артады. Сол себепті де жару жұмыстарында сулы ұңғымаларды толтыру кезінде тек мөлшері 3-5 мм түйіршікті ЖЗ (гранулотол, алюмотол) қолданылады. Алюмотолдағы алюминий бөлшектері сумен химиялық әрекеттесуі салдарынан олардың бетінде қатып қалған тротилмен оқшауланған сияқты, суда ерігіш компоненттер бөлшектері гироиоқшаулануы да мүмкін, мысалы аммиак селитрасымен. Ол үшін суда ерігіш материалдарды еріген тротилмен не басқа жеңіл балқитын нитроқосылыстармен араластырады, содан сон массаны салқындатады. ЖЗ құрамында тротил мөлшерінің артуымен суға төзімділігі жоғарылады. Оны тәжірибиенің берілген жағдайларында (қозғалыссыз суда, араластыруда, ағынды суда және т.б.) қандай да бір уақыт аралығында шайылатын селитра мөлшерімен есептеуге болады. Мұндай типті суға төзімді ЖЗ ға тротил мөлшері шамамен 50% бірқатар гранитолдар мен граммониттер жатады.
Аммиак селитрасын және басқа суда ерігіш нитраттарды гирооқшаулаудың басқа бір әдісі кері эмульсияларды алу. Оларда нитраттар сулы ертітіндісін және минералды майларды не сұйық немесе жеңіл балқитын гидрофобты заттарды эмульгатор қатысында қарқынды араластыру нәтижесінде, гидрофобты заттың жұқа пленкасымен жабындыланған (капсульденген) майда ерітінді тамшылары пайда болады. Осы принцип негізінде суға төзімді эмульсиялық ЖЗ (эмулиттерді, отандық порэмитті және т.б.) технологиясы жасалған.
Екі әдістердің де селбесуі де мүмкін, яғни алынған кері эмульсияны еріген тротилде балқыту. Бұл технология бойынша суда 12 тәулік бойы тұра алатын ерекше суға төзімді гранитолдар алынады.
ЖЗ судың әсерінен ЖЗ қатты бөлшектер арасын тұтқырлығы жоғары сұйықтықпен толтырып заряд тереңдігіне судың еніп кетуіне кедергі жасау арқылы қорғау әдістері белгілі. Бұл кезде сұйық толықтырғыштың тұтқырлығы қаншалықты жоғары болса, оны сумен ығыстырып шығуға соншалықты көп күш қажет және ЖЗ суға төзімділігі соншалықты жоғары болады. ЖЗ қатты компоненттерінің бетіне қатысты адгезиялық қасиеттер де осыған ұқсас әсер етеді.
Сұйық толықтырғыш ретінде жақын уақытқа дейін негізінен нитроглицерин, нитрогликольдар қолданылды, олардың тұтқырлығын нитрожасұнықты еріту арқылы арттырылды. Мұндай ЖЗ динамит деген атпен белгілі. Олардың суға төзімділік дәрежесі құрамындағы қатты және сұйық фазалар арақатынасына және қойылтқыш нитрожасұнық мөлшері мен сапасына тәуелді динамит желатитінің өзінің тұтқырлығына, олардың нироэфирлерде еруінің толықтылығына байланысты. Соңғы кездері сұйық толықтырғыш ретінде сулы гельдер кең қолданылуда. Бұл жағдайда ЖЗ суға төзімділік дәрежесі толықтырғыш мөлшеріне және оның тұтқырлығына, адгезиялық қасиеттеріне, сонымен бірге гельдің физикалық тұрақтылығына байланысты.[14]
Мұндай ықшам ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қазіргі таңда жарылғыш заттар жоғары энергия көзі ретінде ашық қазба жұмыстарында пайдалы қазбаларды алуда кең қолданылады. Алынатын өнімдер түрлі физика-химиялық сипаттамалар мен қасиеттерге ие болуы мүмкін. Кейбір жыныстар жарылыс кезінде жоғары температура әсерлеріне мүлдем сезгіш емес. Басқа пайдалы қазбаларды алу кезінде жарылғыш заттарды қолдануда аса қиындық туғызатын пайдалы қазбалар мен олармен қоса жүретін жанғыш газдардың жылулық әсерлерге сезгіштігі, сонымен бірге оларға қойылатын талаптарға сай келмеуі және экономикалық қымбатқа түсуі сияқты қиндықтар туғызады, осыған байланысты өндірісте жоғары деңгейлі аммиак-селитрасының құрамына органикалық жанғыш отындарды енгізуге деген қызығушылық артыуда. Түйіршіктелген аммиак- селитрасы және игданит деп аталатын мұнай өнімдері негізіндегі қарапайым жарылғыш қоспа ең арзан жарылғыш зат болып табылады. Оның беріктігі әлсіз және орташа жыныстарды ұсату үшін қолданылуы құрамның тұрақсыздығына байланысты. Алайда жарылғыш заттардың қазіргі кездегі тау-кен өнеркәсібінде қолдану аясын кеңейту қолданыста бар өнеркәсіптік жарылғыш заттардың сапасымен қанағаттандырылмайды. АС-ДО қоспасында аммиак-селитрасы түйіршіктерінің ұстап тұру қабілеті дизелді отынның қажетті сіңірілуін қаматамасыз етпейтінін көрсетті. Бұл жарылғыш заттың жарылғыш сипаттамаларын айтарлықтай төмендетеді. Осыған байланысты аталған дисертациялық жұмыстың мақсаты: жұмысқа экономикалық тимді, қолжетімді шикізаттарды пайдалану арқылы құрамында жанғыш битум бар модифицирленген аммиак-селитралы жарылғыш зат жасау, және жақсартылған сипаттамаларға ие жаңа өнеркәсіптік жарылғыш заттар шығару болып табылады.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Өндірістік жарлығыш заттар
Өндірістік деп халық шаруашылығында қопару жұмыстарын жүргізуге арналған жарылғыш заттар аталады. Патрондар, пакеттер, қалталар және жәшіктерде шығарылады, олардың әрқайсысы патрондар қаптамасының түсімен және жәшіктер мен қалталардың диогональ ұзындықтарымен ерекшеленеді. Соңғы кездері ЖЗ арнайы контейнерлерде де шығарылуда [1].
Сұйық оттігінің күйемен, шымтезек ұнымен, мүкпен және т.б. сұйық отекті сіңіріп алуға қабілетте заттармен қоспаларын жарылғыш заттар ретінде өткен жүз жылдықтың соңында қолдана бастады. Олар қопару жұмыстары үшін шектеулі түрде қазіргі кезде де қолданылады.
Осылайша, жарылғыш заттарды алудың ең қарапайым әдісі өте ұсақталған жанғыш заттарды оттегімен араластыру болып табылады.
Бұл жарылғыш заттардың тиімді жағы- олар оксиликвиттер деп аталады, шикізаттың көптігі мен қол жетімділігі: шымтезек және мүк шоғырлары кең таралған, ал сұйық оттегіні ауадан алады.
Оксиливиттерді жасау өте қарапайым және қопару жұмыстары жүргізілетін жерде жасалады. Жанғыш ұнтақпен толтырылған қағаз гильза сіңрілуі біршама уақытқа сұйық оттегіге батырылады. Сондықтанда, жарылғыз заттар шығаратын заводтардан шалғай жатқан аудандарда оксиликвиттерді қолдану экономикалық тиімді, жарылғыш заттарды тасымалдау мен сақтауға шығын жұмасаудың қажеттілігі болмайды.
Дегенмен, оксиликвиттердің айтарлықтай кемшілі бар. Сұйық оттегі өте ұшқыш, ол 183 градус нөлден төмен температурада тез газ күйіне ауыса бастап қайнайды. Сондықтан да кіші диаметрлі оксиликвитті патрондардың өмірінің ұзақтығы минуттармен өлшенеді. Егер қандай да бір себептермен қопару жүргізуді кешеуілдетсе, онда оттегі патрондар өздерінің жарылғыш қасиетін жоғалтатындай дәрежеде ұшып кетуі мүмкін. Бұл оксисликвиттерді қопару жұмыстарында кең қолдануға кедергі жасайды, ал кейбір мақсаттар үшін, мысалы оқ-дерілердің көптеген түрлерін жасақтауға жарамсыз етеді. Бұл кемшілік жанғыш заттар оттегінің өзімен емес, ұшпайтын оттегінің арнайы тасымалдаушыларымен араластырылған жарылғыш заттарда жойылған, өзінің құрамында берік байланыспаған оттегісі бар көптеген қосылыстар белгілі. Жанғыш заттармен қоспасындағы оттегіге бай мұндай заттар жандыру кезінде қызудан не соққыдан құрамындағы оттегімен жанғыш заттарды тотықтырып реакцияға түсіреді. Бұл оларды оттегі тасымалдаушыланы ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Бұл жерде оттегі ұшып кетеді деген қауіп жоқ.
ЖЗ патрондары цилиндрлі формаға ие. Қабықша ретінде парафин сіңірілген қағаз қолданылады. Патрондардың массасы мен диаметрі теспелер мен ұнғымалардың диаметріне байланысты қабылданады.
Төгілетін ЖЗ үшін қаптама ретінде полиэтилен ампулалар қолдагылуы мүмкін. [14;113]
Гелогиялық барлау жұмыстары үшін және өндірістік кен орындарын жасаған кезде тек ГОСТтар бар немесе белгіленген тәртіпті техникалық талаптарға сай және Гостехнадзор журналдық шешімдері бар ЖЗ ғана қолданылуға рұқсат етіледі.
Өндірістік ЖЗ сыртқы орта әсерлеріне сезімталдығы төмен болуы, қолдану барысында, тасымалдау кезінде және сақтауда қауіпсіз болуы, салыстырмалы түрде құнының жоғару болмауы, адам ағзасына зиянды әсер етпеуі тиіс. Сонымен бірге өндірістік ЖЗ жеткілікті қуатқа ие болуы, жаңа иницирлеуші құрылғылармен кідіссіз детонациялануы, ЖЗ бүкіл массасы бойынша тұрақты детонациялануы, кепілдік берілген мерзім бойы және заряд сыйымдылықтарында ұзақ уақыт жатқанда өзінің қасиеттерін жоғалтпауы тиіс.
Өндірістік ЖЗ механизирленген зарядтауға жарамды және оларды суланған ұңғымаларда қолдану жағдайларында қолданылуы мүмкін болғандақтан суға тұрақтылығы жоғары болуы қажет.
Жер асты жағдайларында қолданылатын ЖЗ көп улы газдар түзбеуі, ал жарылыс қауіпті газ не шаң болатын шатталарда қолданылса оған қоса жарылыс температурасы төмен болуы тиіс.
Өндірістік ЖЗ деген қолданылу жағдайларының алуан түрлі болуы және жоғары техникалық талаптардың жоғары болуы олардың ондаған атауларға ие көпеген түрлеріне ие болу қажеттілігін туындатты. [16;78]
0.2 Өнеркәсіптік жарылғыш заттардың жіктелуі
Өнеркәсіптік жарылғыш заттар бірнеше белгілеріне байланысты: қоршаған ортаға әсер ету сипатына, агрегаттық күйіне, химиялық құрамына, қолдану жағдайларына, сақтау мен тасымалдау кезіндегі қауіптілік дәрежесіне және т.б. бөлінеді [2].
Қоршаған ортаға әсер ету сипатына қарай өнеркәсіптік жарылғыш заттарды шартты түрде жоғары бризантты (детонация жылдамдығы v = 4500 7000 мс), бризантты (детонация жылдамдығы v = 3000 4500 мс) және төмен бризантты (детонация жылдамдығы v = 2000 3000 мс) лақтырма оқ-дәрі (жарылып жану жылдамдығы 100 400 мс) деп бөледі.
Агрегаттық күйіне қарай өнеркәсіптік жарылғыш заттар ұнтақтәрізді, түйіршіктелген, престелген, құйылған және суқұрамды жарылғыш заттар болып бөлінеді.
Химиялық құрамы бойнша жарылғыш заттар аммиак-селитралы нитротуындылар және олардың құймалары, сұйық эфирлер мен оқ-дәрі негізіндегі жарылғыш заттар болып жіктеледі. Қазіргі кезде кен орнын құруда тек жарылғыш заттардың бірінші үш тобы мен оқ-дәрілер қолданылатынын атап айту қажет. Соңғылары тасты қопаруда қолданылады [3].
Ескертетін жайт кейде химиялық құрамы бойынша өнеркәсіптік жарылғыш заттарды сондай-ақ жеке қосылыстар мен жарылғыш қасиетке ие қоспаларға бөледі. Жекелей жарылғыш заттар экономикалық есептеулерге және олардың көбінің жоғары сезгіштігіне байланысты қоспалы жарылғыш заттардың компоненттері үшін және иницирлеу құралдарын жасауда қолданылады.
Өнеркәсіптік жарылғыш заттар қолдану жағдайларына байланысты 8 класқа бөлінеді (1-кесте) [4].
Сақтау мен тасымалдау кезіндегі қауіптілігіне қарай өнеркәсіптік жарылғыш заттар 5 топқа бөлінеді, олардың әрқайсысына сақтау мен тасымалдау кезінде қауіптілік бойынша талаптар қойылады:
I топ -- құрамында 15%-дан астам сұйық нитроэфирлер бар жарылғыш заттар, флегматталмаған гексоген, тетрил;
II топ -- аммиак-селитралы жарылғыш заттар, тротил мен оның басқа нитроқосылыстармен құймалары, құрамында сұйық 15%-дан төмен нитроэфирлер бар жарылғыш заттар, флегматталған гексоген, детонирлейтін сым;
III топ -- түтінді және түтінсіз оқ-дәрілер;
IV топ -- детонаторлар, пиротехникалық баяулатқыштар;
V топ -- перфораторлы зарядтар және жарылғыштары орнатылған снарядтар.
1- кесте. Өнеркәсіптік жарылғыш заттардың классификациясы.
ЖЗ класы
ЖЗ тобы
ЖЗ түрі мен қолдану жағдайлары
I
Сақтандырғыш емес ЖЗ тек жер бетінде жару үшін
II
Сақтандырғыш емес ЖЗ жер бетінде және жанғаш газдың бөлінуі не шаң болмайтын не кен орнын жару жұмыстары кезінде жарылысқа қауірті ортаның жалындануын болдырмайтын кеңістікті инерттеу қолданылатын жерасты қазбаларын жаруда қолданылады.
III
Сақтандырғыш ЖЗ метан бөліне жүретін және жарылыс шаңы болмайтын жерасты қазбалары жұмыстарында жыныстарды жару үшін қолданылады.
IV
Сақтандырғыш ЖЗ метан бөлінуінсіз көмір не тақтатас шаңының жарылысы бойынша қауіпті жерасты қазба жұмыстарында көмір және жыныс не тақтатасты жаруда, не жару жұмыстары кезінде метан бойынша аса қауіптіге жатқызылған жұмыстардан басқа метан бөлінуі болатын көмір пласты бойынша жүргізілетін жерасты қазба жұмыстарында көмір не жынысты жаруда.
V
Сақтандырғыш ЖЗ теспе зарядтың метан ауалы қоспамен жақтық жанасу болмайтын көмір пласты бойынша жүргізілген метан бойынша аса қауіпті жерасты қазбаларында көмір немесе жыныстарды жаруда,
VI
Сақтандырғыш ЖЗ тау жынысы массивінің саңылаулары теспемен қиылысында орналасқан метан-ауалы қоспамен теспе зарядпен жақтық жанасуы мүмкін болатын жағдайларда жүргізілетін метан бойынша аса қауіпті жерасты қазба жұмыстарында көмір мен жынысты жаруда, метан бөлінетін, қазбалардың ұзындығы 20 м астам және алдынала бұрғыланбаған жалпы депрессия есебінен желдетуді қамтамасыз ететін скважиналарсыз жүргізілетін көмірлі не аралас қазбаларды жару кезінде.
VII
Сақтандырғыш ЖЗ және олардың VI -- VII кластарынан жасалған бұйымдар арнайы жару жұмыстарын жүргізу үшін (ұнтақтәрізді ингибиторларды шашыратуда, шатыр орнатуда ағаш бағаналарын жарыу кесуде, көміртүзгіш қазбаларында тау массасының тежелуін болдырмауда, жарылысқа қауіпті метан концентрациясы мен шаң түзілуі мүмкін жерасты қазбаларында ұнтақтау кезінде.
Арнайы (А)
Жарылысқа қауіпті метан концентрациясы мен шаң түзілуі мүмкін жерасты қазбаларынан басқа арнайы жару жұмыстарына арналған сақтандырғыш емес және сақтандырғыш ЖЗ мен олардан жасалған бұйымдар.
Арнайы (А)
1
Жер бетіндегі жару жұмыстары: металдарды өңдеу, скважиналы және негізделген зарядтарды инициирлеуде, жыныстың габаритті емес бөлшектерін жарып ұнтақтау, скважиналардағы тексеру жұмыстары, орман өрт туылуын шектейтін жолақтар орнату мен басқа да арнайы жұмыстар.
Арнайы (А)
2
Газ бен шаң бойынша қауіпті емес жерасты қазбаларындағы жару жұмыстары, сульфидті кендерді жару, жыныстың габаритті емес бөлшектерін жарып ұнтақтау, кескінді жарылыс және басқа арнайы жұмыстар.
Арнайы (А)
3
Қазбалы, мұнайлы, газды скважиналардағы атып жару жұмыстары.
Арнайы (А)
4
Күкіртті шаң, сутегі мен ауыр көмірсутектер жарылысы бойынша қауіпті күкіртті, мұнайлы және басқа шахталардағы жару жұмыстары.
Ескерту. 1. Жару жұмыстары кезіндегі қазбалардың метан бойынша қауіптілік дәрежесі арнайы нұсқаулықтармен не басқа белгілі тәртіпте құрылған нормативті құжаттамен анықталады. 2. Сәйкес кластағы ЖЗ қолданылуы тиіс жерасты қазбаларының нақты түрлері "жару жұмыстары кезіндегі жалпы қауіпсіздік ережелерімен не "Қазақстан Республикасының Мемілекеттік тау техникалық бақылаумен сәйкестендірілген басқа нормативті құжаттармен бекітіледі.
Инициирлеуші жарылғыш заттар дегеніміз өте аз мөлшерде кез келген бастапқы импульс әсерінен жарылуға қабілетті және өнеркәсіптік жарылғыш заттардың детонациясын тудыратын жарылғыш заттар. Инициирлеуші жарылғыш заттар жоғары сезімталдыққа ие және аздаған сыртқы әсерден: жеңіл соққы, үйкеліс, жарықшақ, қыздырудан жарылады. кейбір инициирлеуші жарылғыш заттар құс қауырсынының тиюінен жарылуы мүмкін. Инициирлеуші жарылғыш заттардың бұл қасиеттері олады өндірісте, қолдану мен сақтау кезінде қауіпті етеді [2].
Сезгіштігіне қарай инициирлеуші жарылғыш заттарды шартты түрде біріншілік және екіншілік деп бөледі.
Біріншілік (аса сезгіш) инициирлеуші жарылғыш заттарға күркіреуіш сынап, қорғасын азиді жән ҚҮНРЦ ( қорғасынның үшнитрорезор-цинаты) жатады. Олар аса қуатты бірақ сезгіштігі төмен екіншілік инициирлеуші жарылғыш заттар: тетрил, гексоген, тэн инициирлеуге арналған, олар детонацияның жоғары жылдамдығына және жоғары инициирлеуші қасиетке ие болғандықтан детонацияны өнеркәсіптік жарылғыш заттың негізгі зарядына береді. Біріншілік және екіншілік инициирлеуші жарылғыш заттармен капсюль-детонаторлардағы электрдетонаторларын және детонирлейтін сымдарды снарядтайды.
Оқ-дәрі деп белгілі жағдайда жарылып жану мен детонацяға қабілетті жарылғыш заттарды айтады [2].
Оқ-дәрілер құрамында жанғыш заттар мен тотықтырғыштар бар қатты көпкомпонентті жүйелер болып табылады. Бастапқы импульс түрі мен қуаттылығы оқ-дәрілердің жарылып ыдырауының бастапқы жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді.
Жарыс жұмыстарында түтінді және түтінсіз оқ-дәрілер қолданыс тапқан. Тау өнеркәсібінде арнайы тау жұмыстары үшін шығарылатын миналы деп аталатын оқ-дәрі қолданылады, ол түтінді оқ-дәрінің бір түрі болып табылады. ол дәнектелген масса түрінде болады: ірі оқ-дәрі дәнінің мөлшері (3- 8,5мм, ұсағы- 1,5- 3 мм). шынайы тығыздығы 1,6- 1,75 гсм3, үйілгендегі 0,9- 1,0 гсм3.
Аммиак-селитрасы: азот қышқылды аммоний, аммоний нитраты әлсіз жарылғыш зат. Ол аммиак пен азот қышқылының өзара әсерлесуінен алынады. Тотықтырғыш ретінде өнеркәсіптік жарылғыш заттар құрамында қолданылады. Энергетикалық параметрлері бойынша тротилден 3 есе төмен. Төмен детонациялық қабілеттілігімен сипатталады.
0.3 Аммиак-селитралы жарылғыш заттар
Қазіргі кезде геологиялық барлау және өндіру жұмыстарында негізгі құрамы аммиак- селитрасы болып табылатын жарылғыш заттар кең таралған. Бұл ең алдымен, бастапқы шикізаттың қол жетімділігімен, сонымен бірге аммиак-селитрасын алу және өңдеу технологиясының қарапайымдылығымен және қауіпсіз болуымен түсіндіріледі.
Аммиак- селитрасын өндірістік ЖЗ ретінде жеке дара қолдануға да болатындағын айта кету қажет, бірақ өте шектеулі ғана, себебі ол төмен детонациялық және бастапқы импульске сезімталдық қасиетке, төмен меншікті арылыс энергиясына, жарылыс өнімдерінде зиянды газдардың (азот оксидтерінің) көп мөлшеріне ие[4].
Аммиак-селитралы ЖЗ аммиак селитрасының басқа ЖЗ-мен не жанғыш жарылғыш емес заттармен механикалық қосылысы болып табылады. Бұл топтағы жарылғыш заттарда аммиак-селитрасы тотықтырғыш рөлін атқарады. Аммиак-селитралы ЖЗ қолдануда қауіпсіз, әр түрлі өңдеу технологияларын қолдануға мүмкіндік береді, құны салыстырмалы түрде арзан тұрады.
Ең кең қолданылатын аммиак-селитралы ЖЗ-ны қарастырайық, Аммониттер -- амммиак- селитрасының тротилмен (жиі гексанмен, динитронафталинмен) және жарылғыш емес жанғыш компоненттермен ұнтақ тәрізді қоспа түріндегі ең көп таралған аммиак-селитралы ЖЗ. Жарылғыш қоспа компоненттерінің қатынасы аммониттердің оттекті балансы нөлге жақын болатындай етіп таңдап алынады, сондықтан да аммониттер ашық та, жабық та тау-кен жұмыстарында қолданыла береді. Аммониттер қарапайым және сақтандырғыш болып бөлінеді. Соңғысының құрамында жалын сөндіргіштер -- сілтілік металдар хлоридтері болады және АП индексіне ие[2].
Аммониттердің суға тұрақтылығын арттыру, сол арқылы суға батырылған кезде жарылғыш қасиетін сақтау мақсатында ЖВ және ЖВФ марларындағы суға тұрақты селитралар, сонымен қатар әр түрлі қоспалар, мысалы, парафин, асфальит және т.б. қолданады. Мұндай аммониттер өзінің жарылғыштық қасиетін бірнеше сағат бойы жоғалтпайды, бірақ нашар жанады. Суға тұрақты аммониттер ЖВ индексіне ие Бұл топтағы ең кең таралған ЖЗ аммонит 6ЖВ болып табылады, ол жарылғыш заттарды бағалауда салыстыру этолоны ретінде жиі қолданылады.
Аммониттер капсюль-детанаторларға сезімтал және айтарлықтай жоғары жарылғыш қасиеттерге ие. Жұмысқа жарамдылығы жағынан олар тротилден асып түседі.
Аммониттер диаметрі 28-ден 90-ға дейінгі және массасы 150 г-нан 3 кг-ға дейінгі қағаз патрондарда өндіріледі. Сезімталдылығы төменірек аммонит 6ЖВ қағаз қалталарға салынған не диаметрі 90мм жұмсақ полиэтилен қабықшаларына салынған, сулы ұңғымаларды зарядтауға арналған қатты қабықшалы диаметрі 175 және 225 мм қаптамалы ұнтақтар түрінде болып келеді.
Граммониттер-түйіпшіктелген аммиак- селитрасы мен тротил қоспасы. Граммонит 7921 кең қолданыс тапты. Ол түйіршіктелген аммиак- селитрасы мен қабыршақты тротилдің механикалық қоспасы болып табылады. Детонациялық қасиеті жағынан граммонит 7921 ең қарапайым құрамды түйіршіктелген ЖЗ асып түседі, бірақ ұнтақ тәрізді аммониттерден қалысады. Граммонит 921 ашық және жабық тау-кен жұмыстарында қолданылады. Ол құрамында 20% су болған кездің өзінде детонациялық қабілетін сақтайды, ал 10% су болған кезде, заряд тығыздығының артуы нәтижесінде құрғақ күйіне қарағанда біршама жоғары болады. Жер асты жұмыстарында ылғалдылық 5%-дан аспайды. Граммониттер қаптамасыз қағаз және полиэтилен қалталарында шығарылады.
Гранитолдар -- суға ерігіш компоненттерінің гидроизоляциясы беттік активті (пластификатор және полимерлер) заттар қатысында тротилде тотықтырғыш тұздар эмульсиясының түзілуі нәтижесінде жүзеге асатын суға тұрақты құрамдар. Ол жақсы жанғыштығымен сипатталады және олардың ұңғымаларда орналасуын су бағаналары арқылы жүзеге асыруға болады. Грамммонит 7921-ден айырмашылығы ранитолдарда селитраның ішінара еруі кезінде заряд іс жүзінде нығыздалмайды (отырмайды), себебі тротил қабықшалары зарядтың берік қаңқасын алғашқы қалпында сақтап тұрады. Іс жүзінде гранитол-1 және гранитол-7А қолданыс тапты. Соңғысының құрамында алюминий ұнтағы бар [5].
Аммоналдар -- аммиак- селитрасы және тротилдің металдық жаныш қоспаларының алюминий ұнтағымен қоспасы. Аммоналдар түйіршіктелген күйінде граммоналдар деп аталады.
Аммоналдар қасиеттері жағынан аммониттерге жақын, жер асты жұмытарында қолданылады. Қаптамасыз және диаметрі 32-ден 120 мм дейінгі оқ-дәрілер түрінде шығарылады.
Динамондар -- аммиак-селитрасының жарылғыш емес сұйық не қатты жанғыш заттармен (соляр майы, ағаш ұны, күйе, алюминий пудрасы және т.б.) қоспасы. Динамондар түйіршіктелген күйінде гранулиттер деп аталады. Динамондарға жасау рецептурасы принципі бойынша игданиттерді -- тікелей жұмыс орнында жасалатын және аз мөлшерде сұйық жанармай (соляр майы не дизель отыны) сіңірілген түйіршікті (не қабыршақты) аммиак- селитрасынан тұратын қарапайым ЖЗ. Сұйық жанармай аммиак түйіршіктерін жұқа пленка түрінде жауып ЖЗ сезімталдығын және қуаттылығын арттырады. Аммиак- селитрасы және дизель отынының белгілі бір қатынасында нөлдік оттекті балансты игданит алуға болады. Игданит аммиак- селитрасы салынған қалтаралға соляр майын құю не сұйық қоспаны селитраны ұңғымаларға құю барысында араластыру арқылы, сонымен қатар Кривож темір кені бассейнінде сәтті қолданылған арнайы заряд агрегаты көмегімен араластырылады. Игданиттердің жарылғыштық қасиеті аммониттер қасиеттерінен қалысады. Игданиттер мүмкіндіктері ашық және жабық жер асты жұмыстарында толықтай қолданылмайтынын айта кету қажет.[5].
Құрғақ және аз сулы кен бөліктерінде ашық және жабық тау-кен жұмыстарында газ және шаң бойынша жарылыс қауіпті емес шахталар мен кендерде қарапайым ЖЗ гранулит М және гранулит АС-4 кең қолданыс тапты.
Гранулит - М селитраның кеуекті сұрыптарынан жасалады, құрамында соляр майы болады, оны кеуекті селитра толығымен сіңіріп алады. Іс жүзінде нығыздалмайды, сусымалы, құбырлар бойымен жақсы тасымалданады. Игданит сияқты механикалық әсерлерге аз сезімталдығымен сипатталады.
Гранулит АС-4 құрамында алюминий пудрасы болады, металсыз ЖЗ-ға қарағанда сезімталдылығы жоғары.
Гранулит Э - қолдану орнында тікелей жасалатын өндірістік ЖЗ, АС мен су-май эмульсиясының (СМЭ) механикалық қоспасы түрінде болады. Э маркалы гранулит Қазақстанның барлық климаттық аудандарында теспелерді, ұңғымалар және газ және шаң бойынша қауіпсіз карьерлер мен кендердің құрғақ және кептірілген бөліктері камераларын маханизирленген және қолмен зарядтауға арналған. Проф. М.М. Протодьяконов шкаласы бойынша қаттылық коэффициенті 6-18 болатын жыныстарды қопаруға арналған [6,7,8].
ЖЗ ерекше тобын құрамында су бар ЖЗ құрайды. Мұндай ЖЗ құрамына су кіреді.
Акватолдар - аққыш консистенциялы құрамында су бар суспензиялы ЖЗ, олардың қатты фазасы граммонит не граммонал болып табылады, ал сұйық фазасы аммиак- селитрасының қоюландырылған қаныққан ерітіндісі. Акватолдар ашық кен өндіру жұмыстарында қолдануға арналған және жер асты жағдайларында қолдануға рұқсат етілмейді, себебі теріс оттекті баланс нәтижесінде көп мөлшерде улы газдар бөледі. Алғашында бұл құрамдар ифзаниттер деген атпен не ГЛТ маркалы ыстықтай құйылғыш(горячельющиеся ВВ) ЖЗ ретінде белгілі болды. Кең таралғаны акватол Т-20, құрамы 20% гранутол және сондай мөлшерде сұйық фазадағы су. Ол құрғақ және сулы ұңғымаларда қолдануға арналған. Бұл ЖЗ бірнеше модификациясы бар.
Карбатолдар -ыстықтай құйылғыш(горячельющиеся ВВ) ЖЗ, қою, 500С жоғары температурада аққыш, ұңғымада суған кезде қататын суспензиялар. Олар жоғары тығыздығымен ерекшеленеді, олардың құрамына ерітінді түзу үшін 3-5% су кіреді. ГЛ-15Т және ФТ-10 маркалы карбатолдар қолданыс тапқан. Олар ағын суы жоқ ұңғымаларда ұзақ уақытқа (30 тәулікке) дейін тұруға жарамды. Карбатолдар механикалық әсерлерге іс жүзінде сезімтел емес. Қолданылатын жерде жеке компоненттерден жасалады.
Акванал А-10 - ұнғымаларда салқындаған кезде қататын құрамында суы бар ыстықтай құйылғыш (горячельющиеся ВВ) ЖЗ. Құрамында алюминий ұнтағы ( не силикоалюминий) бар және металданған құрғақ фаза мен аммиак-селитрасының қаныққан сулы ертінідісінің қоспасы түрінде болады. Акванал А-10 жер үстінде қолдануға арналған. Жер асты жұмыстарында қолдануға АРЗ-8Н арналған, аммиак-селитрасы, алюминий ұнтағы және суда ерігіш қоюландырғыш қоспасынан тұрады. Эмульсиялы технология бойынша жасалады және түйіршіктер түрінде шығарылады[6].
Аммиакты-селитралы жарылғыш заттар -- негізгі құрамдас бөлігі болып аммиак- селитрасы болып табылатын жарылғыш қоспалар. Алғаш рет 1867 жылы ғалымдар И.Норбин мен И. Ольсен нитроқосылыстар не жарылғыш емес жанғыш қоспалар түрінде ұсынған. Бірінші рет тәжірибелік қолданысқа 19 ғасырдың 80-жылдарында Францияда динитронафталинмен (Фавье құрамы), нитроглицеринмен (12-29%) және гризудинамиттер (Ресейде -- гризутиндер) қоспасы ретінде және газ бен шаң бойынша қауіпті көмір шахталарында жару жұмыстары үшін жарылғыш заттардың сақтандырғышы ретінде ие болды. Заманауи аммиак-селитралы жарылғыш заттар аммонитттер (нитроқосылыстар), аммоналыдар (алюминий және басқа металдық ұнтақтар), қарапайым және динамондар (жарылғыш емес органикалық текті жанғыштар), суқұрамды (сулы желатинмен пластифицирленген), нитроглицеринді жарылғыш заттар.
Арнайы қасиеттер беру үшін аммиак-селитралы жарылғыш заттарға жалынсөндіргіштер, мысалы, сілтілі металдар тұздарын (сақтандырғыш жарылғыш заттар), гидрофобты қосымшалар -- майлы қышқылдардың тұздарын, парафиндерді (суға төзімді аммиакты-селитралы жарылғыш заттар), пластификаторларды -- сулы желатин (суқұрамды -- акваниттер, акватолдар, ифзанит) және т.б. енгізеді.
Нығыздалуын, сусымалылығының артыуын болдырмау және шаңдануын төмендету үшін аммиакты-селитралы жарылғыш заттарды түйіршіктелген түрінде шығарады. Дербес бризантты жарылғыш заттарға қарағанда аммиак-селитралы жарылғыш заттардың жарылып айналуы екісатылы болып келеді: 1-сатыда селитраның оттегі бөле ыдырауы, жанғыштардың ыдырауы және газификация жүреді, ал 2-сатыда -- ыдырау өнімдерінің тотығуы мен алюминийдің қатты бөлшектерінің оттегімен газификациясы жүреді.
Аммиак-селитралы жарылғыш заттар жердің үстіңгі бетінде және астыңғы бетінде қазып алу кезінде, соның ішінде газ бен шаң бойынша қауіпті шахталарда, құрғақ және суланған қазбаларда, зарядтаудың механизирленген және қолмен зарядтау әдістерінде қолданылады. Жерасты жұмыстарына арналған аммиак-селитралы жарылғыш заттар нөлдікке жақын оттектік балансқа ие, бұл жарылыс кезінде улы газдардың (көміртегі оксиді және азот тотықтары) аз бөлінуін қамтамасыз етеді.
Аммиак-селитралы жарылғыш заттарға аммиак- селитрасы негізінде жасалатын жарылғыш заттардың үлкен тобы жатады. Бұлардың бәрі қауттылығы төмен бризантты жарылғыш заттарға жатқызылады, яғни тротилмен салыстырғанда бұлардың барлығы дерлік тротилден 25%-ға әлсізірек. Алайда бұл мүлдем олай емес. Бризанттылығы бойынша аммиак-селитралы жарылғыш заттар әдетте троитлден қалыспайды, ал қопарылғыштығы бойынша тротилден асып түседі, тіпті айтарлықтай көбірек. Аммиак-селитралы жарылғыш заттар грунттарды жару кезінде басқаларына қарағанда артықтау, өйткені жақсы қопарылғыштығының арқасында жарылыс орнынан грунттың көп бөлігін лақтыруға қабілетті. Алайда шыңды грунттарда жұмыс істеу кезінде тротил қолданған тәуірлеу, өйткені жоғары бризанттылығының арқасында тау жыныстарын жақсырақ ұнтақтайды.
Аммиак-селитралы жарылғыш заттар көп дәрежеде халық шаруашылығында және аз дәрежеде әскери істе қолданыс табады. Мұндай қолданыстың себебі аммиак-селитралы жарылғыш заттардың айтарлықтай төмен бағасы мен олардың қолданыстағы төмен сенімділігі болып табылады. Бұл ең алдымен аммиакты жарылғыш заттардың гигроскопиялылығы, осының әсерінен ылғалдандыру кезінде осындай жарылғыш заттардың 3 %-ы жарылу қабілеттілігінен айрылады. Бұл жарылғыш заттар нығыздалу құбылысына бейім, осының әсерінен сондай-ақ толық не жартылай жарылу қабілеттілігін жоғалтады. Бұл жарылғыш заттарда үздіксіз орын алатын қайта кристалдану процестер олар алатын көлемнің артуына әкеледі, бұл өз кезегінде ату жарақтарының сырты мен орамының бұзылуына әкеледі [9].
0.4 Аммиак- селитрасының өндірістік сұрыптарының сипаттамалары
Өндірістік ЖЗ тотықтырғыштар ретінде негізінен аммиак-селитрасын, сирек жағдайда натрий, калий және кальций селитраларын қолданады, олар тотықтырудан басқа жарылғыш қоспада басқа да функциялар атқарады.
Азот өндірісі өндірісітік ЖЗ өндіруге аммиак селитрасының бірнеше сұрыптарын шығарады. А маркалы түйіршіктелген селитра көбінесе заводтық түйіршіктелген ЖЗ шығаруға арналған, ал Б маркалы селитра негізінен тыңайтқыш ретінде қолданылады, бірақ ЖЗ өндіруге де пайдаланылады, негізінен жұмыс орнында жасау кезінде. Түйіршіктелген селитрада оның нығыздалып қалуына қарсы енгізілетін және жарылыс реакциясына қатыспайтын минералды қоспалар көлемі, сақтау кезінде жақсы сусымалылығын және оның негізінде түйіршіктелген ЖЗ жасалатын болса пневмотранспортабельділігін қамтамасыз ету үшін түйіршіктердің беріктілігі мөлшерленген. Регламенттелген түйіршікті құрамы нығыздалып қалмауынан басқа оларға қажетті сипаттамаларды қамтамасыз етеді. А және Б маркалы селитра түйіршіктері аз кеуекті, басқа сіңіргіш компоненттер болмаса ЖЗ құрамына енгізілетін сұйық компоненттерді нашар сіңіреді және ұстап тұрмайды. Сұйық мұнай өнімдері сіңірілетін ең қарапайым заводтық өндірісті ЖЗ жасау үшін П маркалы кеуекті селитра таңдап алынады. А және Б маркалы селитралар шамамен 6 -- 9% ғана кеуектілікке ие және 2,0 -- 2,5% ғана майды ұстап тұрады. П маркалы селитра түйіршіктерінің кеуектілігі 15 -- 18% құрайды. Кеуекті селитрада басқа көрсеткіштерден басқа түйіршіктердің соляр майына қатысты сіңіру қасиеті нормаланған. Майды 10% -дан кем емес сіңіре алу қасиеті сол компоненттің максимальды қажет мөлшерінде (5,5-6,0%) тұрақты құрамды алуға кепілдік береді. Түйіршіктерді олардың механикалық беріктілігін төмендететін кеуектердің болуына байланысты кеуекті селитралар үшін беріктілік нормасы біршама төмен. Өндірістік топтарында түйіршіктердің нақты беріктілігі 250-400 гс аралығында, қарапайым селиртада 400-800 гс. [10;227]
Аммоний нитраты -- полиморфты кристалдық зат. Температура 169,6 0С дан минус 180С ге дейін төмендеген кезде не керісінше осы аралықта артқан кезде оның кристалдық торы крситаллдардың көлемі және тығыздығының өзгеруімен қатар жүретін бес модификациялық ауысулардан өтеді. Кристалдардың максималды мүмкін болатын тығыздығы 1725 гсм3. Іс жүзінде олар қабыршақтардың және кристалдық торда басқа да ақаулардың болуына байланысты төмен. Кристалдар мөлшері әдетте 0,2 -- 0,5 мм, түйіршіктердің қалыпты өлшемі 1,0 -- 2,5 мм. Кристалдық өнімнің және кеуекті селитраның төкпелі салмағы 0,75 -- 0,8 гсм3, ал кеуектілерінікі 0,85 -- 0,95 гсм3. Стандартты қағаз қалтаға шамамен 40-42 кг кеуекті селитра және 48-50 кг кеуекті емес селитра сияды.
Кристалдар мен түйіршіктердің беріктілігі олардың тығыздығы мен жасау барысындағы салқындату режиміне, ылғалдану дәрежесіне және өнімді сақтау барысында ұшырауы мүмкін модификациялық айналулар санына тәуелді. Ылғалдылық және модификациялық ауысулар оны күрт төмендетеді.
Кристаллдық күйдегі ЖВ маркалы суға тұрақты селитра ұнтақ тәрізді типті ЖЗ заводтық өндіруге арналған. Ондағы гидрофобты қоспалар суға тұрақтылығы жоғары аз нығыздалатын ұнтақ тәрізді ЖЗ алуды қамтамасыз етеді. Түйіршіктелген ЖВ селитраны жер асты жағдайларында қолдануға жарамды қатпарланбайтын игданит алуға мүмкіндік береді. Сұйық мұнай өнімдерін сіңіру және ұстап тұруға қатысты түйіршіктелген күйдегі ЖВ селитра П маркалы кеуекті селитрадан аз ғана қалысады.
0.5 ЖЗ сезімталдығы
Бұл жарылысқа айналу пайда бола отырып сыртқы әсерлерге сезімталдық білдіру қасиеті. Сезімталдылық жарылыстық айналуды қоздыруға қажетті бастапқы импульстің минимальды мәнімен сипатталады. Жарылыстық айналуды қоздыруға қажетті әсер мәні неғұрлым төмен болса, ЖЗ соғұрлым сезімтал.
Сезімталдылық ЖЗ практикалық қолданылу мүмкіндігін анықтайтын негізгі сипаттамаларының бірі.
Өндіріс, тасымалдау және қолдану процестерінде жарылғыш заттар сөзсіз үйкелістер мен соққыларға ұшырайды. Артиллериялық қарудан ату моментінде жарылғыш зарядқа инерция нәтижесінде көп күш түседі. Снарядтың не авиабомбаның бөгетке соқтығысуы кезінде сауыттың лезде іркілуі бас жағында зарядтың лезде және күшті нығыздалуына алып келеді.
Жоғары сезімтал ЖЗ өндірісі, тасымалдауы және қолданылуы үлкен қауіп төндіреді. Атылу кезінде жарылғыш затта туындайтын кернеу снарядтың қару ұңғымасында жарылып кетуіне алып келуі мүмкін. Бұл кезде ұңғыма бөліп не ісініп одан әрі қолданысқа жарамсыз болып қалады.
ЖЗ жоғары сезімталдылығы ұшу кезінде не бөгетке соқтығысуынан снарядтың уақытынан бұрын жарылуына алып келуі мүмкін. Снарядтың уақытынан бұрын жарылуы оның әсер ету эффектитілігін елеулі түрде төмендетеді. Оқ-дәрілерді құймамен толтырған кезде ЖЗ көп мөлшерін қыздыруға тура келеді. ЖЗ жылу импульсіне жоғары сезімталдығы кезінде жергілікті қызып кетуі жағдайында оның тұтанып жарылып кетуі мүмкін.
Сезімталдылық ЖЗ табиғатына тәуелді. Негізінен ол химиялық байланыстарының беріктілік дәрежесімен анықталады. Байланыстар неғұрлым берік болса, сезімталдылық соғұрлым аз, оны жару не жағу үшін оған соғұрлым күшті әсер ету қажет.
ЖЗ агрегаттық күйі оның сезімталдылығына әсер етеді. Әдете, сұйық күйде ЖЗ сезімталдылығы жоғарылау.
Температура жоғарылаған сайын ЖЗ сезімталдылығы артады, себебі температураның артуымен активті молекулалар саны көбейеді және сәйкесінше жарылыстық айналуды қоздыруға қажетті энергия мөлшері төментейді. Сезімталдылыққа қоспалар елеулі әсер етеді: олар оны арттырады не төмендетеді. Егер қоспа қаттылығы ЖЗ қаттылығынан жоғары болса, онда сезімталдылығы артады.
ЖЗ сезімталдылығын арттыратын қоспалар сенсибилизаторлар деп аталады. Сенсибилизаторлар қатарына метал жаңқалары, ұнтақталған шыны, құм және т.б. жатады.
ЖЗ қоршаған орта әсеріне сезімталдылығын төмендететін қоспалар флегматизаторлар деп аталады. Флегматизаторлар жеңіл балқитын не май тәрізді заттар болып келеді. Флегматизатор жарылғыш затта бүкіл массасы бойына біркелкі таралады. Жақсы флегматизирлеуші қасиетке тұтқырлығы, жылу сыйымдылығы және тұтану температурасы жоғары заттар ие.
Жарылғыш затқа флегматизаторды енгізу процессі флегматизация деп аталады. Флегматизация қазіргі кездегі ЖЗ өндірісінде кең таралған. Соққыға салыстырмалы түрде жоғары сезімталдылыққа ие гексоген парафиннің церезинмен балқымасымен флегматизирленеді және осындай күйінде оқ-дәрілерді толтыруға қолданылады.
ЖЗ жылу импульсіне сезімталдылығы жиі жағдайда тұтану температурасымен анықталады. Тұтану температурасын ЖЗ-ны онда дыбыс эффетісі және жалын алуға жеткілікті жылдамдықты химиялық айналуды туындатуға дейін қыздыруға қажетті ең төменгі температура ретінде анықтайды.Кейбір заттардың тұтану температурасы 2-кестеде келтірілген [11].
Кесте 2 - Кейбір заттардың тұтану температурасы
Жарылғыш зат
Тұтану температурасы
Жарылғыш зат
Тұтанутемпературасы
Күркіреуік сынап
175-180
Гексоген
230
Нитроцеллюлозалы порох
180-200
Тротил
290-295
Тетрил
195-220
Түтінді порох
290-310
Тэн
215
Қорғасын азиды
330-340
ЖЗ соққыға сезімталдылығы копер деп аталатын құрылғы көмегімен анықталады. Зерттеу мәні мынаған негізделеді: екі метал беттер арасына орналасқан ЖЗ үстінен белгілі бір массалы жүк тасталады.
Бұл кезде соққының механикалық энергиясы жылу энергиясына ауысады, нәтижесінде ыстық нүктелер деп аталатын, жарылыс көзі болып табылатын жергілікті қызу пайда болады.
Бризантты ЖЗ сезімталдылығы әдетте, 10 кг салмақты жүкті 25 см. биіктіктен тастау кезіндегі белгілі бір (50 не100) сынау сандарынан алынған пайызбен сипатталады. Кейбір бризантты ЖЗ сезімталдылығы туралы мәліметтер 3-кестеде келтірілген.
Кесте 3 - ЖЗ сезімталдылығы
Жарылғыш зат
100 сынаудағы жарылыстар %
Тротил
4-58
Тетрил
50-60
Гексоген
70-80
Тэн
100
Сезімталдықтың жоғарғы шегі -- бұл жүк құлаған кезде 100% жарылыс болатын биіктік. Жоғарғы шек иницирлеуші жарылғыш заттардың және олардан жасалған заттардың мүлтіксіз әрекет ететіндігін сипаттайды.
Сезімталдықтың төменгі шегі -- бұл жүк құлаған кезде бірде-бір жарылыс болмайтын максималды биіктік. Төменгі шек ЖЗ өндірісте, сақтауда және оларды әскери қолдануда қауіпсіздігін бағалауда маңызға ие. Негізінен ол химиялық байланыстарының беріктілік дәрежесімен анықталады. Байланыстар неғұрлым берік болса, сезімталдылық соғұрлым аз, оны жару не жағу үшін оған соғұрлым күшті әсер ету қажет. ЖЗ агрегаттық күйі оның сезімталдылығына әсер етеді. Әдете, сұйық күйде ЖЗ сезімталдылығы жоғарылау. Иницирлеуші ЖЗ соққыға сезімталдылығы 4-кестеде келтірілген.
Кесте 4 - Иницирлеуші ЖЗ соққыға сезімталдылығы
Жарылғыш зат
Жүк массасы, кг
Шектер, см
жоғарғы
Төменгі
Күркіреуік сынап
0,69
8,5
5,5
Тетразен
0,69
12,5
7,0
Қорғасын азиды
0,98
23,0
7,0
ТНРС
1,43
25,0
14,0
ЖЗ иницирлеуге сезімталдығы ( детонацияланғыштығы) иницирлеуші зарядтың шекті өлшемімен, яғни жарылысты қоздыруға қажетті иницирлеуші ЖЗ максимальды мөлшерімен сипатталады.
5-кестеде тротил және тетрилдің иницирлеуге сезімталдығы келтірілген.
Кесте 5 - Тротил және тетрилдің иницирлеуге сезімталдығы
Жарылғыш зат
Шекті иницирлеуші заряд
Күркіреуік сынап
Қорғасын азиды
тротил
0,36
0,09
тетрил
0,29
0,025
5-кестеден тетрил (тротилмен салыстырғанда) детонацияға анағұрлым сезімтал екендігін көруге болады, себебі оның жарылыстық айналуын қоздыру үшін аз иницирлеуші заряд жұмсалады.
Сондықтан тетрилмен көбіне детанаторлар жасалады. ЖЗ қандай сезімталдылыққа ие екендігін білу келесілерді қамтамасыз ету үшін қажет: олардың өндірісінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін; оқ-дәрінің қандай да бір элементіне (оның мақсаты мен қолданылу ерекшелігін ескере отырып) ЖЗ дұрыс таңдап алу үшін; оның іске қосылуы үшін қажетті бастапқы импульстің түрі мен интенсивтілігін білу үшін; оқ-дәрілерді әскери қолдануда, сақтауда, сонымен қатар олармен әскерде, қоймаларда және арсеналдарда жұмыс істеу кезінде қауіпсіздігін сақтау үшін ЖЗ заттардың сезімталдығының төменгі шегін білу керек. [12;24].
1.6 Өндірістік жарылғыш заттардың физика-химиялық қасиеттері
Өндірістік ЖЗ эффективтілігі және қолданылу қауіпсіздігі олардың жарылғыштық сипаттамаларына ғана емес, сонымен бірге химиялық және физикалық тұрақтылығы, суға төзімділігі ылғалданғыштығы, иілгіштігі, аққыштығы, сусымалылығы сияқты және т.б. бірқатар физика-химиялық қасиеттеріне де тәуелді.
Химиялық және физикалық тұрақтылығы тисті қолданылу мерзім ішінде ЖЗ жарылғыштық және эксплуатациялық қасиетін сақтауын, сонымен қатар ЖЗ өңдеу, сақтау және қолданудың қауіпсіз температуралық режимдерін анықтайды; реологиялық және физика-механикалық қасиеттері берілген ЖЗ түрінің тасмалдау және зарядтағыш механикалық әдістеріне жарамдылығын; ылғал тартқыштығы -- қаптамаға қойлатын талаптарды; суға төзімділігі - ЖЗ сулы теспелерде қолдану мүмкіндігін анықтайды.
Ылғал төзімділік- ылғал төзімділік деп өндірістік ЖЗ суға батырылған кезде өзінің жарылғыштық қасиетін сақтау қасиетін айтады. Кейбір ЖЗ не олардың компоненттерімен су оларды еріте не химиялық реакцияға түсіп әрекеттесуі мүмкін, басқа біреулерімен су әрекеттеспейді, зат бөлшектері арасына кіруі мүмкін, ол ЖЗ флегматизациялануына, детонациялық қасиетін төмендетуі не толықтай жоғалтуына алып келеді.
Суға төзімділік өлшемі (суға төзімділік дәрежесі) ретінде жалпы жағдайда ЖЗ зарядының суда болу кезінде жарылғыштық қасиеттері белгіленген бір нормадан төмендемеуі тиісті уақыты болып саналады. Бағалау не тікелей әдіспен, яғни суға батырылған зарядты оның нормаланған параметрлерін өлшей отырып жару арқылы, не жанама әдістермен, мысалы, белгіленген уақыт ішінде ЖЗ құрамынан суға ерігіш компоненттерін шайып алу немесе заряд тереңдігіне судың ену жылдамдығы бойынша жүргізіледі. Сонымен бірге, зарядтың батырылу тереңдігі, оның өлшемдері, су ағынының жылдамдығы және т.б. сияқты сынау жағдайлары айтылады. Ұңғымадағы не зерттеу барысында ұңғыманы модельдейтін сыйымдылықтағы су алмасу жылдамдығы маңызды болып табылады. Бұл көрсеткіш құрамында аммиак селитрасы бар өндірістік ЖЗ іс жүзіндегі суға төзімділігіне үлкен әсер етеді. Ағынсыз сулы ұңғымада ЖЗ-тан шайылатын селитра еріген күйде заряд көлемінде сақталады және қопарылыстық айналу реакциясына қатысады, сондықтан жарылыстың энергетикалық параметрлері аз ғана өзгереді. Ағынды суда селитраның шайылуы энергияның қайтымсыз жоғалуына алып келеді.
Кейбір жағдайларда суға төзімділік детонациялық қасиетін жоғалтпай ЖЗ құрамында бола алатын су мөлшерімен сипатталады. Бұл көрсеткіш бойынша судың максимальды болу мөлшері 5% дан аспайтын, игданит, гранулит типті тротилсіз түйіршікті ЖЗ суға төзімсіз ретінде, ал құрамында 20% дейін су болған кезде детонирлене алатын граммонит 7921 шектеулі не шартты суға төзімді болып классификацияланады.
Суға төзімділігінің төмен болуы аммиакты-селитралы қоспалардың олар ойлап табылғаннан кейін ұзақ уақыт бойы шектеулі қолданылуының себебі болды, өйткені олардан жасалған зарядтар сыртқы гидрооқшаулауды қажет етті. Тек 50 жылдары ғана совет зерттеушілері аммиак селитрасының арнайы гидрофобизирленген сұрыптары негізінде суға төзімді аммониттер жасай алды.[13]
Қазіргі кезде ЖЗ судың әсерінен қорғаудың екі әдісі қолданылады: зарядты сырттан гирооқшаулау, мысалы, пластикалық (полиэтилен және т.б.) қабықшамен не гидрофобты материалдармен (парафин, петролатум, гудрон және т.б. жабындылау және олардың құрамына гидрофобты қоспалар енгізу немесе ЖЗты структуралау, яғни судың кіруін қиындататын аз кеуекті не кеуексіз құрылым жасау арқылы ЖЗ өздеріне суға төзімділік қасиеттер беру. Жиі жағдайда екі әдіс те бірге қолданылады. Мысалыға, ұнтақ тәрізді аммиакты-селитралы жарылғыш зат қоспасына гирофобты қоспалар енгізіледі және сонымен бірге бұл ЖЗ оқ-дәрілерін судан қорғайтын материалдан жасалған пленкамен жабындылайды не бекітілген полиэтилен жеңдерге салынады.
Суға төзімді ЖЗ жасаудың ең қарапайым әдістері ЖЗ құрамы суда ерімейтін және сумен әрекеттеспейтін материалдардын жасалуы, мысалы тротил нитроглецерин, гексоген, тэн, нитроклетчатка және т.с.с. Аталған нитроқосылыстардың кейбірі суда аз ериді, бірақ процесстің баяу жүретіні соншалық, оны ескермеуге болады. Мұндай материалдарға іс жүзінде өндірістік ЖЗ құрамына енгізілетін металлдарды да жатқызуға болады: алюминий, ферросилиций және т.б. Бұлар суықта суда өте баяу әрекеттеседі, сонымен бірге олардың реакциялық қабілеттілігі олардың бетінде әдетте гидрофобты материалдан пленка болуында. Суға батырылған бұл типті ЖЗ детонациялық қабілеттілігі негізінен, бөлшектер мөлшері және пішініне, олардың меншікті бетіне тәуелді. Меншікті бетінің артуымен судың ЖЗ бөлшектері аралығындағы кеңістікті толтырып, флегматизациялық әсері артады. Сол себепті де жару жұмыстарында сулы ұңғымаларды толтыру кезінде тек мөлшері 3-5 мм түйіршікті ЖЗ (гранулотол, алюмотол) қолданылады. Алюмотолдағы алюминий бөлшектері сумен химиялық әрекеттесуі салдарынан олардың бетінде қатып қалған тротилмен оқшауланған сияқты, суда ерігіш компоненттер бөлшектері гироиоқшаулануы да мүмкін, мысалы аммиак селитрасымен. Ол үшін суда ерігіш материалдарды еріген тротилмен не басқа жеңіл балқитын нитроқосылыстармен араластырады, содан сон массаны салқындатады. ЖЗ құрамында тротил мөлшерінің артуымен суға төзімділігі жоғарылады. Оны тәжірибиенің берілген жағдайларында (қозғалыссыз суда, араластыруда, ағынды суда және т.б.) қандай да бір уақыт аралығында шайылатын селитра мөлшерімен есептеуге болады. Мұндай типті суға төзімді ЖЗ ға тротил мөлшері шамамен 50% бірқатар гранитолдар мен граммониттер жатады.
Аммиак селитрасын және басқа суда ерігіш нитраттарды гирооқшаулаудың басқа бір әдісі кері эмульсияларды алу. Оларда нитраттар сулы ертітіндісін және минералды майларды не сұйық немесе жеңіл балқитын гидрофобты заттарды эмульгатор қатысында қарқынды араластыру нәтижесінде, гидрофобты заттың жұқа пленкасымен жабындыланған (капсульденген) майда ерітінді тамшылары пайда болады. Осы принцип негізінде суға төзімді эмульсиялық ЖЗ (эмулиттерді, отандық порэмитті және т.б.) технологиясы жасалған.
Екі әдістердің де селбесуі де мүмкін, яғни алынған кері эмульсияны еріген тротилде балқыту. Бұл технология бойынша суда 12 тәулік бойы тұра алатын ерекше суға төзімді гранитолдар алынады.
ЖЗ судың әсерінен ЖЗ қатты бөлшектер арасын тұтқырлығы жоғары сұйықтықпен толтырып заряд тереңдігіне судың еніп кетуіне кедергі жасау арқылы қорғау әдістері белгілі. Бұл кезде сұйық толықтырғыштың тұтқырлығы қаншалықты жоғары болса, оны сумен ығыстырып шығуға соншалықты көп күш қажет және ЖЗ суға төзімділігі соншалықты жоғары болады. ЖЗ қатты компоненттерінің бетіне қатысты адгезиялық қасиеттер де осыған ұқсас әсер етеді.
Сұйық толықтырғыш ретінде жақын уақытқа дейін негізінен нитроглицерин, нитрогликольдар қолданылды, олардың тұтқырлығын нитрожасұнықты еріту арқылы арттырылды. Мұндай ЖЗ динамит деген атпен белгілі. Олардың суға төзімділік дәрежесі құрамындағы қатты және сұйық фазалар арақатынасына және қойылтқыш нитрожасұнық мөлшері мен сапасына тәуелді динамит желатитінің өзінің тұтқырлығына, олардың нироэфирлерде еруінің толықтылығына байланысты. Соңғы кездері сұйық толықтырғыш ретінде сулы гельдер кең қолданылуда. Бұл жағдайда ЖЗ суға төзімділік дәрежесі толықтырғыш мөлшеріне және оның тұтқырлығына, адгезиялық қасиеттеріне, сонымен бірге гельдің физикалық тұрақтылығына байланысты.[14]
Мұндай ықшам ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz