Динамит

<час />

Предпосылки и сырье

Динамит - это коммерческое взрывчатое вещество, используемое в основном для сноса и добычи полезных ископаемых. Изобретенный в 1866 году Альфредом Бернхардом Нобелем (1833-1896), он более точно описывается как упаковка нитроглицерина, очень ядовитой взрывчатой ​​жидкости или других летучих соединений, таких как сенсибилизированный нитрат аммония. Динамиты можно упаковать в мерные заряды, легко транспортировать и, при наличии подходящего детонатора, безопасно взорвать. Поскольку взрыв динамита создает «холодное пламя», которое с меньшей вероятностью воспламенит смеси метана и угольной пыли, присутствующие в шахтах, динамиты часто используются при добыче угля.

История

Альфред Нобель, его отец Иммануил и младший брат Эмиль начали эксперименты с нитроглицерином недалеко от Стокгольма в 1862 году. Нитроглицерин, открытый итальянским химиком Аскарио Собреро в 1846 году, был очень нестабильным и сложным в обращении, а случайные взрывы не были редкостью. Одна такая авария убила Эмиля, среди прочих, на заводе в 1864 году. Несмотря на личную трагедию, Альфред продолжил свою работу с этой опасной жидкостью, работая на лодке посреди озера, прежде чем проводить свои эксперименты на фабрике. В 1866 году он обнаружил, что смешивание нитроглицерина с кизельгуром (диатомовая земля) стабилизировала и снизила летучесть взрывчатого вещества. Кизельгур образуется из окаменелых останков одноклеточного планктона, называемого диатомовыми водорослями, и в результате получается абсорбирующий материал, который «впитывает» нитроглицерин. Альфред назвал продукт «динамит» - производное от греческого «Dynamis», что означает «сила» - и получил патент на этот процесс в 1867 году. Нобель продолжил разработку нескольких других взрывчатых веществ и ракетного топлива, в том числе баллистита из бездымного пороха. У него было более 355 патентов, и его значительное состояние послужило финансовой основой для Нобелевской премии, которая присуждается «тем, кто в течение предыдущего года принес величайшее благо человечеству».

Динамит классифицируется как вторичное взрывчатое вещество, что означает, что детонатор первичного или инициирующего взрывчатого вещества (например, гремучей ртути) используется для взрыва основного заряда. Динамит считается коммерческим взрывчатым веществом, в отличие от взрывчатых веществ TNT (тринитротолуол), которые считаются взрывчатыми веществами для военных боеприпасов. Первое крупномасштабное использование динамита в строительных целях было при создании туннеля Хусак, завершенном в 1876 году.

Разработка процессов и
оборудование

Производство динамита строго регулируется, а процесс строго контролируется, чтобы предотвратить случайные взрывы. Используемое оборудование специально разработано для уменьшения воздействия на смесь тепла, сил уплотнения или источников возгорания. Например, подшипники в смесителях продуктов устанавливаются вне рамы устройства, чтобы предотвратить контакт со взрывоопасной смесью. Здания и складские помещения (называемые магазинами) построены на большом расстоянии от других построек и имеют специализированные системы отопления, вентиляции и электроснабжения. Эти постройки «закалены» пуленепробиваемыми. Производство динамита можно охарактеризовать как безопасную упаковку нитроглицерина, очень ядовитой взрывоопасной жидкости. крыши и стены и обширные системы безопасности. К другим важным мерам предосторожности относятся системы тщательного контроля, обеспечивающие правильное смешивание, сортировку, упаковку и инвентарный контроль. Сотрудники также хорошо обучены работе со взрывчатыми веществами, поэтому необходимы особые меры предосторожности для здоровья. Воздействие нитроглицерина обычно вызывает пульсирующие головные боли, хотя может развиться иммунитет к токсическим эффектам. Интересно, что нитроглицерин также используется в медицине для лечения некоторых форм стенокардии и других заболеваний. В организме он действует как сосудорасширяющее средство и расслабляет мышечную ткань.

Производственный
процесс

Процесс начинается с составной жидкости, такой как нитроглицерин (взрывчатое масло), «наркотического вещества» и антацида. Динитрат этиленгликоля, составляющий примерно 25-30% взрывоопасного масла, используется для снижения точки замерзания нитроглицерина. Это позволяет безопасно использовать динамит при низких температурах. Фактически, нитроглицерин в полузамороженном состоянии с присутствием как жидкости, так и твердого вещества на самом деле более чувствителен и нестабилен, чем только замороженное или жидкое состояние. В таком полутвердом состоянии с нитроглицерином обращаться крайне опасно.

Смешивание масла

• 1 Взрывоопасное масло осторожно добавляется в механический смеситель, где оно поглощается «добавкой», которая может быть либо диатомитовой землей (больше не используется), древесной массой, опилками, мукой, крахмалом и / или другие углеродистые вещества и комбинации веществ.

Нейтрализует кислотность

• 2 Приблизительно 1% антацида, такого как карбонат кальция или оксид цинка, добавляется для нейтрализации любой кислотности, присутствующей в пряжи. Смесь тщательно контролируется, и когда правильный уровень ингредиентов будет достигнут, смесь готова для упаковки в различные формы. Этот процесс производит так называемый «прямой динамит», в котором примесь не способствует взрывной силе динамита. Например, 40% чистого динамита содержит 40% нитроглицерина и 60% пряжи; 35% чистого динамита содержит 35% нитроглицерина и 65% допинга. В некоторых случаях нитрат натрия смешивают с добавкой, которая действует как окислитель и придает дополнительную прочность взрывчатому веществу.

Упаковка динамита

• 3 Внешний вид динамита обычно напоминает круглую гильзу. Внешний вид динамита обычно напоминает круглый патрон диаметром примерно 1,25 дюйма и длиной 8 дюймов. Парафиновая оболочка защищает диномит от влаги и, будучи горючим углеводородом, способствует взрывной реакции. 1,25 дюйма (3,2 см) в диаметре и 8 дюймов (20 см) в длину. Этот тип производится путем прессования динамитной смеси в бумажную трубку, запечатанную парафином. Парафиновая оболочка защищает динамит от влаги и, будучи горючим углеводородом, способствует взрывной реакции. Динамит также может существовать во многих других формах, от картриджей меньшего размера для специальных работ по сносу до больших зарядов диаметром 10 дюймов (25 см), которые используются для крупных операций по добыче полезных ископаемых. Правила ограничивают длину этих больших зарядов до 30 дюймов (76 см), а вес - до 50 фунтов (23 кг). Динамит также доступен в виде порошка в мешках и в желатинизированной форме для использования под водой.

  Динамиты также производятся с использованием других веществ, помимо нитроглицерина. Например, замена большей части взрывоопасного масла нитратом аммония может увеличить взрывную силу динамита. Эта форма динамита называется аммиачным динамитом.

Контроль качества

Точное измерение силы динамита и испытание на детонацию обеспечивают безопасную работу взрывчатого вещества. Относительная сила динамита оценивается по сравнению с обычным динамитом и по процентному содержанию взрывчатого масла. Например, аммиачный динамит сравнивают с обычным динамитом и соответственно классифицируют. 50-процентный аммиачный динамит по взрывной силе равен 50-процентному прямому динамиту. В этом случае «50%» отражает сравнение прочности, а не содержание взрывчатого вещества.

После изготовления и испытания партии динамита его отправляют на строительную площадку в соответствии со строгими правилами транспортировки и хранения.

Приложение

Следующий краткий пример - один из многих сценариев правильного применения динамита. Следует отметить, что никто, кроме сертифицированного эксперта по взрывным работам с соответствующими процедурами и оборудованием, не должен пытаться взорвать динамит.

В этом примере необходимо взорвать горную породу, чтобы освободить место для строительства. Первым шагом в процедуре подрыва является определение размера заряда различными способами, включая диаграммы, расчеты и опыт бластера. Для определения безопасной зоны проводится тщательный осмотр пораженного участка и окружающей местности. Знаки размещаются на расстоянии не менее 1000 футов (305 м) от безопасной зоны, чтобы предупредить население о взрыве. Радиопередатчики выключены и заблокированы, чтобы предотвратить случайное срабатывание электродетонаторов. Затем заряд извлекается из магазина и транспортируется на место взрыва на закрытых и надежных грузовиках. Детонаторы доставляются на строительную площадку на отдельной машине.

Заряды выгружаются и помещаются во взрывные скважины, пробуренные в горной породе. Они попадают в взрывную скважину за счет давления воздуха или забивания деревянными или пластиковыми прутьями. Бластер внимательно следит за тем, чтобы провода к детонаторам были закорочены, пока не будут установлены все заряды. Это обеспечивает короткое замыкание проводки, что предотвращает случайное возгорание. Только бластеру разрешается производить окончательные электрические соединения с главным выключателем зажигания.

В это время зазор 5 футов (1,5 м) в проводке непосредственно перед главным выключателем используется в качестве «молниеносного промежутка», что является еще одной мерой безопасности, чтобы исключить возможность статического электричества, вызывающего заряд. После того, как вся подготовка к взрыву завершена, предупреждающий звуковой сигнал издает одноминутную серию взрывов до сигнала детонации. В это время выполняются последние подключения к пусковому выключателю. За одну минуту до взрыва раздается серия коротких звуковых сигналов. Затем бластер разблокирует главный выключатель и взрывает заряды. После взрыва все электрические цепи взрывного оборудования снова блокируются в безопасных положениях, а зона проверяется на предмет пропусков заряда и общей безопасности. Продолжительный гудок сигнализирует обо всем ясно.

Побочные продукты / отходы

Производство и использование взрывчатых веществ в определенной степени способствует образованию опасных отходов для окружающей среды. Нитроглицерин производит несколько токсичных побочных продуктов, таких как кислоты, щелочи и масла, загрязненные тяжелыми металлами. Их необходимо утилизировать надлежащим образом путем нейтрализации или стабилизации и вывозить на полигон для опасных отходов. При использовании взрывчатых веществ в результате взрыва образуется большое количество пыли и твердых частиц, а в некоторых случаях выделяются асбест, свинец, и другие опасные материалы в атмосферу. Кроме того, неконтролируемые или неправильно рассчитанные взрывы могут привести к разрыву близлежащих резервуаров и трубопроводов с выбросом их содержимого в окружающую среду.

Будущее

С момента их разработки в 1950-х годах динамит заменили усовершенствованные формы пластических взрывчатых веществ и кумулятивных зарядов. Эти взрывчатые вещества теперь называют взрывчатыми веществами, поскольку их стабильность улучшена и для детонации требуется более мощный капсюль. Одним из наиболее распространенных взрывчатых веществ является ANFO, нитрат аммония и мазут. ANFO легко доступен, значительно дешевле динамита и может быть смешан на месте. Тем не менее, бригады по сносу бетонных конструкций, требующие относительно небольших зарядов, по-прежнему используют динамит в качестве взрывчатого вещества.