Взрывное разрушение горных пород является следствием взрыва взрывчатого вещества, помещенного в какой-либо по­лости породного массива. Взрыв — процесс освобождения боль­шого количества энергии в ограниченном объеме за весьма ко­роткий промежуток времени. Характерными признаками взры­ва являются высокая объемная концентрация энергии и сверх­звуковая скорость ее выделения, образование большого коли­чества газообразных продуктов и звуковой эффект. Вследствие высокой скорости выделения энергии при взрыве возникают большие усилия, получение которых другими способами прак­тически невозможно.

Взрывчатое вещество (ВВ) — вещество (химическое соеди­нение или механическая смесь различных компонентов), спо­собное под действием внешнего импульса (нагревания, удара, трения) к крайне быстрому самораспространяющемуся химиче­скому превращению с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов. Взрывчатые вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Наиболее широко при­меняются твердые ВВ.

В зависимости от интенсивности внешнего воздействия про­цесс химического превращения ВВ может протекать в виде тер­мического разложения, горения или детонации. При взрывных работах используются ВВ, срабатывающие в режиме детона­ции. Детонация — самораспространяющийся процесс переме­щения по ВВ ударной волны, сопровождающийся химическим превращением вещества. Ее скорость зависит от состава ВВ и составляет 2—8 км/с. Детонация заряда ВВ возбуждается ини­циированием с помощью капсюля-детонатора, электродетона­тора или детонирующего шнура.

Взрывчатые вещества подразделяются на химические соеди­нения и механические смеси. Однокомпонентные ВВ, содержа­щие в своем составе все элементы, необходимые для нормаль - ного протекания реакции взрыва, называются индивидуальны­ми ВВ (тротил, тетрил, гексоген, нитроглицерин, ншрогликоль, тэн, коллодионный хлопок, аммиачная селитра и др.). Они яв­ляются основными компонентами промышленных ВВ. В про­мышленности чаще всего применяют механические смеси. Для придания определенных свойств смесям ВВ в их состав вводят окислители, горючие добавки, сенсибилизаторы, стабилизато­ры, флегматизаторы и пламегасители.

Взрывчатые вещества, предназначенные для производства взрывных работ в горной промышленности и других отраслях, называются промышленными ВВ. По составу они представля­ют собой механические смеси. В их состав входят горючие ве­щества и содержащие кислород в количестве, достаточном для полного окисления горючих веществ. По химическому составу все промышленные ВВ подразделяются на нитросоединения и их смеси, включая смеси с металлами, аммиачно-селитряные ВВ и нитроэфировые ВВ с содержанием их не более 15 %.

Промышленные ВВ подразделяются также на непредохра­нительные и предохранительные. Делятся они на следующие классы:

• I класс — непредохранительные ВВ для взрывания толь­ко на земной поверхности (цвет упаковки или оболочки патро­нов белый): гранулотол, алюмотол, гранитол марок 1 и 7А, гра - нулит С-6М;

• II класс — непредохранительные ВВ для взрывания на земной поверхности и в забоях подземных выработок, не опас­ных по скоплениям горючих газов или пыли (отличительный цвет красный): гранулит марок 79/21, АС-4, АС-4В, игданит, аммонит скальный № 3, аммонит 6ЖВ, детонит М;

• III класс — предохранительные ВВ для взрывания толь­ко по породе в забое выработок, в которых выделяется метан, но отсутствует взрывчатая пыль (отличительный цвет синий): аммонит АП-5ЖВ;

• IV класс — предохранительные ВВ для взрывания по уг­лю и породе в забое выработок, опасных по взрыву пыли или для сотрясательного взрывания (отличительный цвет желтый): аммонит марок Т-19, ПЖВ-20;

• V класс — предохранительные ВВ повышенной предо - хранительности для взрывания по углю и породе в особо опас­ных по метану забоях подземных выработок, но в отсутствии контакта заряда с метановоздушной смесью (отличительный цвет желтый): угленитЭ-6;

• VI класс — высокопредохранительные ВВ для взрывания по углю или породе в особо опасных по метану забоях подзем­ных выработок, когда возможен контакт заряда с метановоз­душной смесью (отличительный цвет желтый): угленит марок 12ЦБ, П-12ЦБ-2, патроны СП-1;

• VII класс — предохранительные ВВ для ведения специ­альных взрывных работ в забоях выработок, опасных по мета­ну и угольной пыли (отличительный цвет желтый ): ионит, ЗПН-1.

В угольных шахтах, опасных по взрыву газа и пыли, при­меняют предохранительные ВВ III—VII классов в виде патро­нов диаметром 36—38 мм.

Важнейшими рабочими характеристиками взрывчатых ве­ществ являются работоспособность, бризангность, теплота взры­ва и скорость детонации.

Работоспособность ВВ — способность взрывчатого веще­ства производить работу в замкнутом пространстве за счет расширения газов взрыва. Существует несколько методов оцен­ки работоспособности ВВ. Оценивается она в кубических сан­тиметрах (по пробе Трауцля).

Бризантность — способность ВВ измельчать, пробивать или дробить при взрыве породы, соприкасающиеся с зарядом ВВ. По пробе Гесса она оценивается в миллиметрах (табл. 2.7).

Необходимость применения предохранительных ВВ на уголь­ных шахтах обусловлена тем, что метан и угольная пыль в опре­деленных условиях могут образовывать взрывоопасные смеси.

Выделяющийся в угольных шахтах рудничный газ (метан — CH<t) обладает свойством взрываться в смеси с воздухом при содержании его 4,9—15,4 % и давлении 0,1 МПа. Наиболее силь­ный взрыв происходит при содержании метана 9,5 %. Взрыв ме­тановоздушной смеси может произойти от соприкосновения ее с нагретым телом до температуры 650 °С и выше.

Время от начала соприкосновения до момента взрыва зави­сит от температуры нагретого тела. При указанной температу­ре это время составляет 10 с, а при повышении оно быстро со­кращается.

Очень тонкая каменноугольная пыль с содержанием лету­чих более 10 %, находящаяся в воздухе во взвешенном состоя­нии в количестве 30—40 г/м3, также способна взрываться при соприкосновении с нагретым телом до 700—800 °С.

Температура взрыва взрывчатых веществ значительно вы­ше. Поэтому, чтобы не произошло взрыва метановоздушной смеси или пыли, при ведении взрывных работ должны приме­няться такие взрывчатые вещества, у которых реакция взрыва

протекает крайне быстро и сопровождается выделением боль­шого количества инертных газов, т. е. таких, которые не вступа­ют в повторные реакции между собой и кислородом воздуха. Обладающие таким свойством ВВ называются предохранитель­ными. Это достигается добавлением пламегасителей, т. е. ве­ществ, поглощающих часть теплоты взрыва. С этой целью в со­став смеси ВВ вводят инертные добавки (хлористый натрий, хлористый калий и др.). Например, в состав аммонита АП-5ЖВ входят аммиачная селитра, тротил, хлористый натрий.