Газообразные продукты взрыва (часть 1)

При взрыве образуются газообразные продукты, количество и состав которых определяются составом исходных веществ и условиями протекания реакции взрывчатого превращения. От объема газообразных продуктов зависят энергетические характеристики взрыва и результаты его воздействия на разрушаемую среду. Объем газообразных ПВ определяется либо опытным путем, либо аналитически по закону Авогадро, в соответствии с которым объем одного моля любого газа при 0° С и атмосферном давлении равен 22,4 л. Следовательно, полный объем газообразных ПВ, м3

где N — суммарное количество образовавшихся молей газообразных продуктов взрыва.
Объем газов, образующихся при взрыве 1 кг ВВ, называется удельным объемом V0' и вычисляется по формуле, м3/кг

где n1 ..., nk — количество молей газов, образовавшихся при взрыве 1 кг ВВ; m1 ..., mk — количество молей составных частей ВВ (для смесевых ВВ); М1..., Мk — молекулярная масса каждой из составных частей смесевого ВВ.
Для определения V0 и V0' необходимо знать химическую реакцию взрывчатого превращения ВВ. В качестве примера рассмотрим определение удельного объема газообразных ПВ при взрыве смеси 1 моля тротила С7Н5(NO2)3 с пятью молекулами аммиачной селитры NH4NO3:

Удельный объем газов взрыва будет равен:

По этой же формуле можно подсчитать и удельный объем каждого из газообразных продуктов взрыва. Например, удельный объем оксида углерода при взрыве 1 кг рассматриваемой смеси составит

При взрыве промышленных ВВ наряду с водяным паром, диоксидом углерода и молекулярным азотом газообразные ПВ могут включать и некоторое количество ядовитых газов — СО, NO, SO2, Н2S и ряд других. Все они обладают различной токсичностью. Если токсичность (или коэффициент токсичности) оксида углерода принять за единицу, то коэффициент токсичности оксидов азота будет равен 6,5, а серосодержащих газов — 2,5, т. е. по токсичности 1 л (1 дм3) оксидов азота эквивалентен 6,5 л СО, а серосодержащих газов — 2,5 л СО. С учетом коэффициента токсичности определяют общий удельный объем ядовитых газов в пересчете на «условный оксид углерода».
Основными причинами образования ядовитых газов при взрыве являются следующие.
1. Отклонение кислородного баланса от нулевого. При взрыве В В с отрицательным КБ в общем объеме образовавшихся ядовитых газов преобладает СО, а при КБ>0 — оксиды азота. Так для двух взрывчатых смесей аммиачной селитры (АС) и тротила (Тр) влияние КБ на состав ядовитых газов в продуктах взрыва может быть проиллюстрировано представленными в табл. 9.1 данными.

В соответствии с существующими правилами на подземных горных работах применяют лишь ВВ с кислородным балансом, близким к нулевому. Количество ядовитых газов (в пересчете на условный оксид углерода) при взрыве 1 кг таких ВВ не должно быть более 40 л.

---