ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет
имени И.И. Ползунова»
Бийский технологический институт (филиал)
С.Л. Раско, А.Г. Овчаренко
Учебное пособие
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим
центром высшего профессионального образования
для межвузовского использования в качестве учебного пособия
для студентов, обучающихся по направлениям «Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» и «Горное дело»
при изучении раздела дисциплины «Безопасность жизнедеятельности»
Барнаул 2006
УДК 662.2:658.382
ББК 35.63
Р-24
Раско, С. Л. Эксплуатационная безопасность конденсированных взрывчатых веществ: учебное пособие / С.Л. Раско, А.Г. Овчаренко.
Алт. гос. тех. ун-т, БТИ. - Бийск.
Изд-во Алт. гос. тех. ун-та, 2006. - 147 с.
В пособии изложены материалы по основам эксплуатационной безопасности при использовании конденсированных взрывчатых веществ. Обобщены научные и практические достижения в этой области на основе известных работ, приведены конкретные примеры. Даны основные положения теории и физические основы термодинамики взрывчатых веществ, критерии безопасности и некоторые методы их определения, а также основные меры по обеспечению безопасности при использовании взрывчатых веществ.
Учебное пособие содержит дополнительные сведения, необходимые для изучения раздела «Взрывная безопасность» курса «Безопасность жизнедеятельности». Рекомендуется студентам вузов, обучающимся по направлениям «Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» и «Горное дело». Будет полезным для специалистов предприятий и организаций, занимающихся эксплуатацией взрывчатых веществ.
Рецензенты: д.т.н., профессор зав. каф. «Безопасность
жизнедеятельности» АлтГТУ им. И. И. Ползунова
Мироненко В. Ф.
д.т.н. нач. отдела промышленных ВВ
ФГУП ФНПЦ «Алтай» Петров Е. А.
ISBN 5-9257-0082-1
ã Раско С.Л., Овчаренко А.Г., 2006
ã БТИ АлтГТУ, 2006
Содержание
| ВВЕДЕНИЕ______________________________________________ | 4 |
| 1 ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА - ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ______ | 6 |
| 1.1 Анализ опасности взрывчатых веществ__________________ | 6 |
| 1.2 Область применения взрывчатых веществ________________ | 9 |
| 2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ВЗРЫВЧАТЫХ | 11 |
| 2.1 Основные типы взрывчатых веществ и их классификация___ | 11 |
| 2.2 Средства воспламенения и инициирования________________ | 15 |
| 2.3 Смесевые взрывчатые вещества_________________________ | 16 |
| 2.4 Физико-химические основы взрывных превращений_______ | 21 |
| 2.5 Горение взрывчатых веществ___________________________ | 25 |
| 2.6 Возбуждение взрывных превращений и начальный | 26 |
| 3 физические основы термодинамики | 30 |
| 3.1 Энергетические характеристики________________________ | 30 |
| 3.2 Стойкость взрывчатых веществ_________________________ | 33 |
| 3.3 Разрушающие факторы взрывчатых веществ______________ | 38 |
| 4 критерии безопасности ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ____ | 65 |
| 4.1 Чувствительность к тепловому импульсу_________________ | 66 |
| 4.2 Чувствительность к механическим воздействиям__________ | 70 |
| 4.3 Критерии оценки взрывоопасности при вибрации__________ | 81 |
| 4.4 Чувствительность ВВ к разрядам статического | 88 |
| 4.5 Чувствительность ВВ к совместному воздействию_________ | 96 |
| 5 обеспечение безопасности при эксплуатации взрывчатых веществ_________________________________ | 99 |
| 5.1 Оценка разрушающей способности взрывов и безопасности человека от ударной волны_________________________________ | 100 |
| 5.2 Токсичность взрывчатых веществ и продуктов взрыва______ | 108 |
| 5.3 Оценка безопасности при механических воздействиях______ | 116 |
| 5.4 Оценка электростатической безопасности | 123 |
| 5.5 Безопасность взрывных работ при наличии блуждающих | 138 |
| Литература___________________________________________ | 143 |
Введение
Взрывчатые вещества (ВВ) как высококонцентрированный и экономичный источник энергии кроме оборонной отрасли широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. Около 90 % всего объёма руд цветных и черных металлов в нашей стране добывают взрывным способом. Более 80 % всех промышленных ВВ используется в горнорудной промышленности. Массовые взрывы широко используются в строительстве, при сооружении плотин и насыпей, прокладке магистралей, водных каналов, нефтегазопроводов. Продолжается поиск и исследование дальнейших путей использования и управления энергией взрыва. В настоящее время применяется взрывной способ производства некоторых особенно ценных минералов и искусственных материалов, ускоряются отдельные химические процессы с использованием сверхвысоких давлений взрыва, проводятся работы по искусственному дождеванию, внедряются методы взрывного бурения.
Наряду с интенсификацией производственных процессов с использованием высокоэффективных ВВ и разработкой современных ВВ с более чувствительными компонентами выдвигаются повышенные требования безопасности работ на всех этапах соприкосновения человека с взрывчатыми материалами. Проблема безопасности была и остается актуальной на стадиях проектирования, подготовки, испытания, изготовления и применения ВВ.
Безопасность различных видов взрывных работ в значительной степени зависит от теоретических знаний и накопленного опыта при создании безопасных технологий. При контактировании человека с взрывчатыми материалами большую роль играет психологический фактор, когда понимание механизма процессов взрывного превращения позволяет более уверенно и качественно выполнять требования инструкций, правил и других нормативных документов.
К сожалению, как показывает практика, аварии и взрывы с человеческими жертвами часто происходят по причине несовершенства отдельных технических средств, ошибочных действий производственного персонала и руководителей предприятий, а также нарушений требований технологической документации вследствие безответственного отношения к работе и недостатка знаний в области безопасности технологических процессов.
Следовательно, необходимо постоянно обновлять знания в области безопасности технологических процессов всем работникам предприятий, проектных организаций и органов надзора.
В предлагаемом читателю пособии изложены материалы по основам эксплуатационной безопасности при использовании конденсированных ВВ. Под конденсированными взрывчатыми веществами понимаются порошкообразные, твердомонолитные, гранулированные, чешуированные, пластичные, эластичные, пастообразные, желеобразные и жидкие взрывчатые вещества. Обобщены научные и практические достижения в этой области на основе исследований различных ученых, приведены конкретные примеры.
В первом разделе дан краткий анализ опасности ВВ, которые при определенных обстоятельствах приводят к аварийной ситуации или катастрофам.
Во втором и третьем разделах изложены основные положения теории и термодинамики ВВ. Материал представлен в объёме, необходимом для понимания процессов возникновения и развития взрывных превращений. При этом использованы труды зарубежных и российских ученых.
В четвертом разделе описаны основные критерии безопасности ВВ, характеризующие минимальные воздействия на вещество, при которых начинаются взрывные превращения. Описаны методы и установки для их определения, приводятся экспериментальные результаты.
В пятом разделе дана оценка обеспечения безопасности при эксплуатации и испытании промышленных ВВ. Описаны критерии разрушающей способности взрыва и токсичности продуктов после взрыва. Приведена оценка электростатической безопасности и безопасности взрывных работ при наличии блуждающих токов.
В учебном пособии отражается круг вопросов по эксплуатационной безопасности ВВ, который является дополнительным материалом при изучении раздела «Взрывная безопасность» курса «Безопасность жизнедеятельности», рекомендуется студентам вузов, обучающимся по направлениям «Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» и «Горное дело», а также будет полезным для специалистов предприятий и организаций, занимающихся эксплуатацией взрывчатых веществ.
Авторы не претендуют на всю полноту рассматриваемого вопроса, поэтому с благодарностью примут все пожелания и замечания по данному учебному пособию.
1 Взрывчатые вещества – источники энергии
1.1 Анализ опасности взрывчатых веществ
В нашей стране многие годы было принято, что тема трагических событий и катастроф в сфере материального производства всегда оставалась закрытой для широкой общественности. Информация о крупномасштабных взрывах и пожарах, валовых выбросах токсичных продуктов была весьма приблизительной, а о гибели людей и других тяжелых последствиях знали лишь должностные лица, не заинтересованные, как правило, в широкой огласке. Является неполной и информация о катастрофах прошлого века за рубежом в Фликсборо, Сан-Хуан-Иксуатепеке, в Бхопале и многих других местах, где погибли тысячи работающих и часть населения, проживающего вблизи промышленных объектов.