Взрывчатая смесь: классификация, виды, характеристика

Использование взрывчатых смесей сопряжено с высоким риском для жизни и здоровья людей. Однако во многих сферах человеческой деятельности, таких как промышленность, военное дело, горнодобыча, строительство и других, применение взрывчатых веществ является неотъемлемой частью технологических процессов. Поэтому крайне важно детально изучить физико-химические свойства и особенности поведения взрывчатых смесей, чтобы минимизировать опасности при их использовании.

История открытия взрывчатых смесей

Первые упоминания о взрывчатых смесях встречаются в исторических хрониках еще в Средние века. В Китае в VII веке был изобретен порох – взрывчатая смесь на основе селитры, серы и угля. Это вещество первоначально использовалось в фейерверках, а затем нашло применение в военном деле и строительстве.

В Европе упоминания о порохе появляются в XIII веке. Считается, что рецепт приготовления пороха попал в Европу через монголов, которые активно применяли его при осаде городов. Однако точное авторство этого изобретения приписывается разным ученым того времени – Бертольду Шварцу, Роджеру Бэкону и другим. Порох стали активно применять в артиллерии для метания снарядов, а также в огнестрельном оружии.

Исторически первым прообразом современных взрывчатых веществ можно считать т. н. «греческий огонь»; авторство данного изобретения приписывается греку по имени Каллиник, а в качестве даты создания состава называется 667 год н. э.

В дальнейшем был открыт ряд других взрывчатых смесей – взрывчатая смесь гремучего серебра, пикриновая кислота, нитроглицерин. Эти открытия позволили создать más мощные и безопасные боеприпасы, которые стали активно применяться в военных целях.

Физико-химические основы горения и взрыва

Горение и взрыв – это быстрые химические реакции окисления горючих веществ, сопровождающиеся выделением большого количества теплоты и газообразных продуктов. Однако между ними есть существенные различия.

• Горение представляет собой постепенное распространение пламени через вещество.
• Взрыв же является практически мгновенной детонационной реакцией, распространяющейся со сверхзвуковой скоростью.

Скорость распространения пламени при горении обычно не превышает нескольких метров в секунду. Скорость же детонации может достигать нескольких километров в секунду!

Таким образом, взрывчатые смеси отличаются способностью к взрывному разложению, а не просто горению. Это достигается за счет подбора соответствующего химического состава.

Классификация взрывчатых смесей по составу

Существует несколько подходов к классификации взрывчатых смесей в зависимости от их назначения и особенностей химического состава.

1. По виду окислителя различают аммиачно-селитренные, аммиачно-перхлоратные, нитросодержащие и другие взрывчатые смеси.
2. По консистенции бывают твердые, жидкие, порошкообразные, гранулированные и другие.
3. По чувствительности к инициированию делят на инициирующие (первичные) и бризантные (вторичные).

Инициирующие ВВ отличаются высокой чувствительностью к различным внешним воздействиям и используются для подрыва более стабильных бризантных ВВ, обладающих высокой разрушительной силой.

Взрывчатая смесь водорода с воздухом также обладает взрывоопасными свойствами и требует строгого соблюдения мер предосторожности при использовании водорода.

Характеристики основных промышленных ВВ

Для практического применения взрывчатых смесей важно знать их ключевые характеристики, такие как теплота взрыва, кислородный баланс, бризантность, чувствительность к различным видам воздействия и другие.

Эти данные используются для выбора оптимального состава смеси в конкретных условиях применения, обеспечивающего требуемые взрывные характеристики.

Области применения взрывчатых смесей

Взрывчатые смеси находят широкое применение в различных областях человеческой деятельности:

• Промышленность – для разрушения горных пород при добыче полезных ископаемых, проведении взрывных работ;
• Военное дело – для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, торпед и др.);
• Космонавтика – для аварийных систем отделения ступеней ракет;
• Транспорт – для систем безопасности и аварийного спасения.

Выбор конкретной взрывчатой смеси определяется ее свойствами и требованиями области применения.

Технология приготовления взрывчатых смесей

Метан образует взрывчатые смеси с воздухом в определенных концентрациях. Для их получения используют специальные дозирующие установки.

1. Взвешивают необходимое количество компонентов взрывчатой смеси;
2. Тщательно перемешивают в смесительных емкостях;
3. Фасуют в тару или заливают в корпуса боеприпасов.

Строгое соблюдение рецептуры и мер безопасности являются обязательными!

Методы инициирования взрывчатых смесей

Для надежного взрывного превращения используют специальные методы инициирования.

• Подрыв электродетонатором или огневым способом;
• Использование первичных инициирующих ВВ;
• Лазерный или электрический пробой взрывчатой смеси .

Выбор конкретного способа зависит от условий и требований применения взрывчатой смеси .

Меры безопасности при использовании взрывчатых смесей

Работа со взрывчатыми смесями требует строгого соблюдения мер предосторожности:

1. Хранение в специальных хранилищах и таре;
2. Лицензирование всех работ;
3. Применение защитных средств персоналом.

Это позволяет минимизировать риски возникновения несчастных случаев и аварийных ситуаций.

Перспективы создания новых типов взрывчатых смесей

Ведутся исследования по созданию принципиально новых типов ВВ:

• Нанотехнологичные ВВ повышенной мощности;
• Объемно-детонирующие смеси;
• Высокоэнергетические гетерогенные смеси.

Разработка более эффективных и безопасных взрывчатых смесей является актуальной задачей отрасли.

Требования к персоналу, работающему со взрывчатыми смесями

Персонал, занятый в производстве, транспортировке, хранении и применении взрывчатых смесей, должен соответствовать ряду требований:

1. Иметь соответствующую квалификацию и допуск к работам;
2. Периодически проходить медосмотры и проверку знаний;
3. Строго соблюдать правила техники безопасности и производственной санитарии.

К работе не допускаются лица с медицинскими противопоказаниями или имеющие проблемы с психическим здоровьем. Ответственный подход персонала является залогом безопасности.

Особенности ликвидации последствий аварий со взрывчатыми смесями

При возникновении аварий, связанных со взрывом на объектах производства или хранения взрывчатых смесей, необходимо:

• Немедленно эвакуировать людей из опасной зоны;
• Вызвать пожарные и аварийно-спасательные службы;
• Организовать оцепление территории и недопущение посторонних лиц.

Также требуется проведение масштабных восстановительных и ремонтных работ. При взрывах выделяются токсичные газы, представляющие угрозу для здоровья.

Методы утилизации отходов взрывчатых смесей

Отходы взрывчатых смесей в виде порохов, шашек, гранулированных ВВ и других требуют специальных методов обезвреживания:

1. На полигонах проводится подрыв и сжигание ВВ;
2. Используют химические методы для обеззараживания компонентов;
3. Применяют биоремедиацию с помощью микроорганизмов.

Утилизация отходов – важный этап в обеспечении экологической безопасности деятельности по производству и применению взрывчатых смесей.

Перспективные направления исследований взрывчатых смесей

Основными направлениями исследований в области взрывчатых смесей являются:

• Повышение энергетических характеристик при сохранении безопасности;
• Создание смесей с улучшенными детонационными свойствами;
• Разработка технологий направленного действия ВВ.

Также ведутся работы по компьютерному моделированию процессов горения и взрыва взрывчатых смесей. Это поможет совершенствовать технологии получения и применения ВВ.