Эффективность применения ПВМ на гелевой основе в инженерном деле Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ, ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

УДК 543.2

И.В.БРИГАДИН

НИЦ 26 ЦНИИ Министерства обороны РФ, Санкт-Петербург, Россия

Н.П.МИХАЙЛОВ

Балтийский государственный технический университет «Военмех»,

Санкт-Петербург, Россия С.И.ДОРОШЕНКО

Инженерная служба военно-воздушной и противовоздушной обороны Министерства обороны РФ, Санкт-Петербург, Россия С.Ю.СЕМЕНЯК, Р.Е.АНДРЕЕВ

Санкт-Петербургский государственный горный институт

(технический университет), Россия

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПВМ НА ГЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

В ИНЖЕНЕРНОМ ДЕЛЕ

Исследованы изменения взрывчатых характеристик гельпора, связанные с его старением. Изменения заключаются в уменьшении энерговыделения «старого» гельпора до 2 раз по сравнению со «свежим». Даны рекомендации по применению гельпора в инженерном деле.

Changes of explosive characteristics gelpora, connected with his(its) ageing are investigated. Changes consist in reduction allocation of energy «old» gelpora up to 2 times in comparison with «fresh». Recommendations on application gelpora in engineering are given.

1. Основные характеристики промышленных взрывчатых материалов на геле-вой основе. Новые конверсионные промышленные взрывчатые материалы (ПВМ), безопасные и удобные в обращении, представляют собой композицию из зерен артиллерийских пироксилиновых порохов любых марок и, в зависимости от марки зарядов, трубчатых пироксилиновых и баллиститных артиллерийских порохов, шашек баллиститного ракетного топлива, аммиачной селитры и ге-леобразного раствора окислителей.

Основой водосодержащего взрывчатого

* ^

состава - гельпора является зерненный пи-

* Технические условия на «Заряды скважинные ГП-2У» - ТУ 7276-031-02066492-03 / Госгортехнадзор. М., 2003, 11 с.

150 -

роксилиновый порох, гранулированная аммиачная селитра и гелеобразный раствор окислителя.

Основные физико-механические и взрывчатые характеристики зарядов ГП-2У и ГП-2ДП на основе гельпора (ТУ 7276003-02066492-00) представлены в табл.1.

2. Некоторые результаты испытаний. На основании разрешения Госгортехнадзора РФ проведены предварительные испытания промышленных взрывчатых материалов на основе гельпора. В целом все испытания можно разделить на две серии:

- испытания зарядов в пределах гарантийного срока использования гельпора (до 1 года);

- испытания зарядов из гельпора со сроком хранения более 1,5 лет.

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.171

Таблица 1

Основные физико-химические и взрывчатые характеристики зарядов

Характеристика ГП-2У ГП-2ДП

Кислородный баланс, % -9 -9

Теплота взрыва, МДж/кг 3,79 3,58

Объемная энергия взрыва, МДж/л 5,68 5,37

Удельный объем газов, л/кг 878 844

Плотность, кг/м3 1450 1450

Скорость детонации, км/с 5,0 5,6

Температура вспышки, °С 175 175

Критический диаметр детонации, мм 20 10

В первой серии экспериментов выявлена физическая особенность взрывов зарядов гельпора, заключающаяся в увеличении до 2 раз относительного энерговыделения в зоне воронкообразования и уменьшении до 2 раз, по сравнению с паспортными данными, за пределами данной зоны.

Во второй серии экспериментов сравнивалось только местное действие взрывов тротила (ТНТ) и гельпора в песке и на бетонном основании. В этой серии не отмечено увеличения энерговыделения в зоне во-ронкообразования, что позволяет сделать

вывод о старении гельпора. В то же время внешняя картина взрывов (см. рисунок, а-в) указывает на существенное отличие между ними: светящаяся область - взрыв тротила, темное облако - гельпора. При взрыве в песке на глубине 0,2 м заметного отличия не наблюдается (см. рисунок, г).

Оценивая работоспособность испытываемых ВВ по объему выброшенного грунта (табл.2), можно отметить, что взрыв «свежего» гельпора до 2 раз эффективнее взрыва ТНТ и аммонита. Объемы воронок выброса при взрывах «старого» гельпора и традиционных ВВ примерно равны, что позволяет сделать вывод о старении гельпора.

Таблица 2

Объем воронок, м3

Грунт, масса ВВ ТНТ, аммонит Гельпор

«свежий» «старый»

Бетон, 1 кг 0,034 - 0,038

Гранит, 40 кг 0,31 0,55 -

Глина, 2 кг 0,07 0,14 -

Песок,1 кг (заглубление) 0,80 0,95 0,72

Песок, 4 кг 0,47 - 0,42

Видеограммы взрывов

б

а

г

в

- 151

Санкт-Петербург. 2007

В этой же серии экспериментов проведено сравнение воздействия взрывов ПВМ на гелевой основе и ТНТ в интересах инженерного дела. Сравнивали воздействия взрывов в различных грунтах (гранит, песок) на бетон, дерево и металлические конструкции. Установлено, что воздействие взрывов ПВМ на гелевой основе на бетон, металлические конструкции и деревянные изделия не хуже воздействия взрывов ТНТ.

При визуальном осмотре отмечены также отличия, которые заключаются в том, что разлет осколков при взрыве гельпора на граните, бетоне и металлических конструкциях существенно меньше. Это преимущество может быть использовано при необходимости проведения взрывных работ для ликвидации чрезвычайных ситуаций вблизи жилых и промышленных зданий и объектов, а также

позволяет уменьшить экологическое воздействие взрывов.

3. Рекомендации по применению. Поскольку в практической деятельности инженера необходимо точное знание характеристик ПВМ на гелевой основе, на момент проведения взрывных работ рекомендуется их уточнять.

Наиболее доступным и эффективным является метод нониусного сравнения, т.е. одновременный подрыв зарядов образцового ВВ, например тротила, и зарядов гельпора. Взрыв рекомендуется проводить в мягком грунте и по размерам воронок корректировать эффективность гельпора. Наиболее удобным является ряд зарядов по массе от 0,4 до 2 кг. В целом необходимо не менее трех проб.

Для дополнительного подтверждения характеристики гельпора рекомендуется проводить видеосъемку.

152 -

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.171