РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА И СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ
ГЛАВА IV
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЗРЫВЕ И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ
§ 7. Понятие о взрыве
Взрывом называется очень быстрое (мгновенное) физическое или химическое изменение вещества, сопровождающееся таким же мгновенным выделением энергии, способной производить механическую работу. Самой существенной стороной взрыва является мгновенное и резкое повышение давления, вызывающее сотрясение и разрушение окружающей среды. Во взрывном деле рассматривается взрыв химического порядка, т. е. взрыв взрывчатых веществ.
Взрывом взрывчатых веществ (ВВ) называется очень быстрое (мгновенное) химическое превращение вещества из одного состояния в другое, сопровождающееся выделением большого количества тепла и образованием сильно нагретых сжатых газов, производящих механическую работу разрушения. В момент взрыва взрывчатого вещества давление образовавшихся газов достигает десятков тысяч атмосфер, а их температура — нескольких тысяч градусов.
Например, взрыв патрона порошкообразного аммонита № 6 весом 200 г и длиной 25 см может произойти за шесть стотысячных долей (0,00006) секунды. Температура взрыва при этом будет 2600°. При взрыве образуются новые химические вещества в виде газов объемом 175 л, но так как газы в момент взрыва нагреваются до температуры 2600°, то по закону физики объем их увеличится до 1 750 л.
Резкое нарастание объема газообразных продуктов взрыва в очень короткий промежуток времени приводит к тому, что последние, стремясь преодолеть сопротивление среды, в которой они образовались, создают в свою очередь резкое повышение давления. Такое чрезвычайно быстрое повышение давления и вызывает разрушение среды.
Следовательно, при взрыве взрывчатого вещества:
- за очень короткое время вещество меняет свое состояние и химический состав;
- сильно повышается температура;
- образовавшиеся газы при высокой температуре, стремясь увеличить свой объем, создают огромное давление.
Взрыв всегда сопровождается звуковым эффектом, сотрясением окружающей среды и ударной воздушной волной.
При взрыве заряда взрывчатого вещества энергия взрыва действует во все стороны с одинаковой силой. Зарядом ВВ называется определенное количество взрывчатого вещества, подготовленное к взрыву. Чем больше скорость распространения взрыва, тем сильнее и резче удар, производимый газами взрыва. Это действие можно еще более усилить, направляя его на определенный небольшой участок, выбором особой формы заряда.
Рис. 16. Пробивное действие зарядов:
а — обычный заряд; б и в — кумулятивные заряды; 1 — заряд; 2 — капсюль-детонатор; 3 — промежуточный детонатор; 4 — кумулятивное углубление; 5 — облицовка
Такое сосредоточение действия взрыва основано на явлении так называемой кумуляции (от латинского слова «кумуляцио» — увеличение).
При кумулятивной форме заряда суммарная энергия взрывчатых веществ не увеличивается, а перераспределяется — концентрируется.
Явление кумуляции можно пояснить таким опытом (рис. 16). На стальную плиту поставлены два цилиндрических заряда взрывчатого вещества одинаковых размеров, но один сплошной, а другой с конической выемкой в нижней части. При взрыве сплошного заряда на плите образуется вмятина на большей площади, но малой глубины, а при взрыве заряда с выемкой плита окажется пробитой насквозь, хотя и на малой площади. Такое сосредоточение действия взрыва объясняется тем, что газы взрыва, движущиеся по перпендикуляру к поверхности конуса, встречаются на оси его и образуют мощную тонкую струю, пробивающую стальную плиту. Пробивное действие получается еще сильнее, если коническая выемка имеет металлическую облицовку небольшой толщины.
Практически явление кумуляции использовано в промышленных детонаторах, в которых донышко гильзы устраивается вогнутым. При взрывных работах имеются опыты использования наружных кумулятивных зарядов для дробления крупных кусков горной породы и патронов взрывчатых веществ с кумулятивным углублением для взрывания их в шпурах и скважинах.
Однако экономическая целесообразность применения зарядов с кумулятивным углублением при промышленных взрывных работах в настоящее время изучена недостаточно.
Вопросы для повторения
- Что называется взрывом и чем он характеризуется?
- Что называется зарядом ВВ?
- В чем заключается действие кумулятивного заряда?