Детонация эмульсии на основе аммиачной селитры с ценосферами тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ
|
Решетняк, Александр Юрьевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Новосибирск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.02.05
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ _им С А Христиановича СО РАН_
На правах рукописи
РЕШЕТНЯК Александр Юрьевич
ДЕТОНАЦИЯ ЭМУЛЬСИИ НА ОСНОВЕ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ С ЦЕНОСФЕРАМИ
01 02 05 - Механика жидкости, газа и плазмы
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
иил 17>з
НОВОСИБИРСК 2007
003174173
Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики им С А Христиановича СО РАН
Научный руководитель Научный консультант
Официальные оппоненты
Ведущая организация ■
кандидат физико-математических наук Медведев Алексей Елизарович
академик РАН, доктор физико-математических наук, профессор Фомин Василий Михайлович
доктор технических наук Аньшаков Анатолий Степанович, ИТ СО РАН
доктор технических наук Мучник Сергей Владимирович, ИГД СО РАН
Институт проблем химической физики РАН, г Черноголовка, Московская область
Защита состоится « 9 » ноября 2007 г в I I _часов на заседании диссертационного совета Д 003 035 02 при Институте теоретической и прикладной механики им С А Христиановича СО РАН по адресу 630090, г Новосибирск, ул Институтская, 4/1, конференц-зал ИТПМ, (Факс (383)3307268), E-mail совета klimchik@itam.nsc.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теоретической и прикладной механики им С А Христиановича СО РАН
Автореферат диссертации разослан « ^ » сентября 2007 г
Ученый секретарь , ( г —-уцоктор технических наук. Засыпкин
диссертационного совета 'И ^ Иван Михайлович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Одним из главных экономических показателей горной добычи является стоимость буровзрывных работ (БВР), одним из основных показателей которой является удельный расход взрывчатых веществ (ВВ) при разрушении горных пород Исследование и управление качеством дробления горных пород взрывом - главная задача проектирования рациональных параметров БВР Эффективность разрушения горных пород, как определяющий процесс любой горной технологии, основывающаяся на взаимосвязи и взаимовлиянии параметров взрыва и свойствах разрабатываемых пород, выдвигает высокие требования к выбору применяемых ВВ, их детонационным характеристикам
Смесевые ВВ на основе аммиачной селитры (АС) сегодня занимают лидирующие позиции по объемам применения в горной промышленности Разнообразие предлагаемых к применению составов ВВ - свидетельство большого объема работ в области исследования детонации промышленных ВВ и разработки оптимальных рецептур ВВ на основе АС и, в частности, эмульсионных ВВ (ЭВВ) В тоже время, разработка современных взрывчатых материалов с высокими параметрами энергоотдачи, технологические приемы их получения и работы с ними, основы безопасности при обращении с ними не имеют надежных научных основ Исследовательские работы в этом направлении не выходят, как правило, за рамки экспериментальных исследований
Детонация смесевых ВВ на основе аммиачной селитры (АС) становится возможной при их аэрации, заключающейся во внесении в основу газовых пор, играющих при детонации роль горячих точек — мест инициирования химических реакций, сопровождающих детонационный процесс На практике аэрация осуществляется использованием пористых и гранулированных (порошковых) взрывчатых материалов либо добавлением в энергонасыщенную основу различных оболочных газонаполненных частиц, либо добавлением специальных химических реагентов (в ЭВВ) - газогенераторов, выделяющих газообразные продукты в виде газовых пузырьков При этом параметры детонации зависят как от объема порозного газа, так и от размеров пор Однако в предлагаемых к производству и применению составах ВВ указывается только значение плотности заряда, при которой гарантируются заявляемые пределы детонационных характеристик, как правило, несовпадающее с оптимальной Таким образом, расчеты при проведении БВР должны производиться на основе заведомо заниженных детонационных параметров ВВ, что приводит к перерасходу ВВ и увеличению стоимости буровых работ за счет увеличения диаметра зарядов и/или сгущения сетки зарядов
Трудности определения оптимальной плотности зарядов ВВ на основе АС связаны с немонотонной зависимостью скорости детонации (основного параметра, характеризующего эффективность ВВ) от плотности При этом положение максимума скорости детонации и его значение зависит от среднего размера пор Эта немонотонная зависимость прямо не следует из классической теории детонации
Использование ЭВВ для проведения взрывов на блоках с глубиной скважин свыше 20 м вследствие высокого гидростатического давления связано с трудностями химического газообразования в скважинах Для таких зарядов находят применение оболочные порообразующие добавки - сенсибилизаторы такие, как, например, вспученный перлит (Чехия) или специализированные стеклянные микросферы (США, Канада, Австралия, Германия и др) Эти добавки находят свое применение и в производстве патронированных ВВ Получение искусственных оболочных сенсибилизаторов связано с наличием специализированных производств, определяющих их высокую цену
Одним из перспективных материалов, используемых в качестве сенсибилизатора для ЭВВ, может оказаться концентрат, извлекаемый из зол энергетических углей, состоящий из ценосфер — минеральных микросферических частиц, образующихся при сжигании углей Доступность, значительные объемы и легкость его извлечения (частицы легче воды) из золоотстойников ТЭЦ определяют его невысокую стоимость Известный успешный опыт использования ценосфер в производстве ВВ (РФ, Казахстан) указывают на необходимость внимательного их исследования
Все вышеизложенное определяет актуальность темы данных исследований
Объектом исследования диссертации является процесс детонации ЭВВ на основе АС с добавками ценосфер в качестве порообразующих компонент ЭВВ
Предмет исследования:
1 детонационные характеристики ЭВВ с добавками фракционированных ценосфер,
2 ценосферы, с позиций оценки перспективности их использования для производства ВВ
Цели работы:
1 разработка методики расчета скорости детонации ЭВВ с контролируемыми общим объемом и средним размером пор для прогнозирования детонационных параметров аэрированных ЭВВ,
2 исследование ценосфер для определения их ведущих характеристик при использовании в качестве сенсибилизирующих добавок в ЭВВ и методики оценки объемов выхода целевых фракций ценосфер, образующихся при сжигании углей различных месторождений
Методы исследования.
На основании полученного в ходе проведения взрывных экспериментов эмпирического материала и анализа сопоставимых литературных данных была сформирована система гипотез об области влияния пор - присоединенной к порам части эмульсионной основы, в которой реализуются экзотермические химические реакции, сопровождающие детонационный процесс Расчет общего тепловыделения проводится на основе вероятностного подхода к оценке объема обобщенной области влияния Расчет скорости детонации проводится в рамках одномерной задачи
Зависимость скорости детонации ЭВВ, как основной исследуемой характеристики детонации ЭВВ, от параметров заряда представляется в рамках зависимости «скорость детонации - пористость заряда», методологическое преимущество которой против традиционной - «скорость детонации - плотность заряда» показано на примере исследования детонации октогена с добавками ценосфер
По данным оптической микроскопии и на основании макрокомпонент-ного химического анализа состава оболочек ценосфер была установлена связь между средним размером ценосфер в их тонких размерных фракциях и осред-ненным относительным содержанием оксидов алюминия и железа в оболочках ценосфер
Основные задачи исследования:
1 разработка методик лабораторного получения эмульсии с контролируемым дисперсным составом, ее сенсибилизации добавками стеклянных микросфер или ценосфер с минимизацией вовлекаемого в эмульсию паразитного воздуха, формирования зарядов-сборок для проведения взрывных экспериментов,
2 разработка методик постановки, планирования и проведения взрывных экспериментов для получения эмпирических данных для формирования теоретических представлений о детонации ЭВВ,
3 разработка методик размерного и плотностного фракционирования ценосфер, проведение гранулометрических и макрохимических исследований во фракциях ценосфер, расчет прочности оболочек ценосфер и оценка энергозатрат на их разрушение при гидростатическом нагружении,
4 обоснование методологического подхода к интерпретации экспериментальных данных о скорости детонации в зависимости от пористости зарядов ВВ с добавками высокоплотных частиц (ценосфер) на примере детонации октогена с добавками ценосфер,
5 разработка на основе полученного эмпирического материала рабочих гипотез о детонации ЭВВ с полыми частицами и расчетной формулы для скорости детонации, учитывающей параметры пористости
Защищаемые научные положения:
1 Методика постановки, планирования и проведения взрывных экспериментов для получения эмпирических данных, необходимых при получении расчетной формулы для скорости детонации ЭВВ с различными порообразующими добавками-сенсибилизаторами,
2 Методологический подход к интерпретации экспериментальных данных о скорости детонации в зависимости от пористости зарядов ВВ с добавками высокоплотных частиц (ценосфер),
3 Результаты исследования ценосфер, устанавливающих связь макрохимиче-ского состава оболочек с их размером как основу прогноза выхода целевых фракций ценосфер при использовании для энергогенерации углей различных угольных месторождений,
4 Гипотезы об области влияния пор и тепловыделении в областях влияния пор, вероятностный подход к расчету объединенной области влияния, создаваемой случайно распределенными в эмульсии порообразующими частицами,
5 Расчетная формула для скорости детонации ЭВВ, учитывающая параметры порообразующих добавок, калибруемая при использовании цилиндрических зарядов одного диаметра по данным взрывных экспериментов
Достоверность научных положений, выводов и результатов работы обеспечивается использованием фундаментальных положений физики взрыва и математической теории вероятности, достаточным (с точки зрения вариаций начальных данных при формировании зарядов ЭВВ) объемом экспериментальных исследований, удовлетворительным соответствием результатов теоретических расчетов экспериментальным данным
Научная новизна результатов исследований заключается
• в установлении связи макрохимического состава оболочек с их размером как основы прогноза выхода целевых фракций ценосфер при использовании для энергогенерации углей различных угольных месторождений,
• в обосновании методологического подхода к интерпретации экспериментальных данных о скорости детонации в зависимости от пористости зарядов ВВ с добавками высокоплотных частиц (ценосфер),
• во введении понятия области влияния (действия) поры, в которой происходят экзотермические химические реакции, сопровождающие детонационный процесс, и получении на основе вероятностного подхода оценки тепловыделения во фронте детонационной волны,
• в получении эмпирической формулы для расчета скорости детонации ЭВВ в зависимости от количества и размеров порообразующих добавок
• в обосновании критериев эффективного применения ценосфер в качестве сенсибилизирующих добавок в ЭВВ,
Практическая значимость работы:
• для получения более точных данных о свойствах ВВ (скорость детонации, удельная энергия взрыва), закладываемых в расчетах при проектировании БВР может быть использована полученная расчетная формула для скорости детонации ЭВВ и других ВВ на основе аммиачной селитры, что позволит снизить расход ВВ и стоимость БВР,
• использование для сенсибилизации ЭВВ ценосфер как недорогого и эффективного компонента при производстве патронированных ЭВВ позволит снизить их стоимость,
• установленная связь макрохимического состава оболочек с их размером может быть использована для обоснования ресурсных возможностей по показателю выхода целевых фракций ценосфер
Личный вклад автора состоит
• в организации, подготовке, проведении и анализе результатов комплекса экспериментальных исследований,
• формировании основных предположений, легших в основу полученой расчетной формулы для скорости детонации ЭВВ с порообразующими добавками,
• формировании основных выводов и рекомендаций
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 19 научных мероприятиях 3-я международная научная конференция «Физические проблемы разрушения горных пород», 2002, Абаза, Россия, Intl Conf "Shock waves in condensed matter", 2002, 2004, IV Школа-семинар «Физика взрыва и применение взрыва в физическом эксперименте», 2003, Новосибирск, Россия, Всероссийская научно-техническая конференция «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы»/ Третьи Ставеров-ские чтения, 2003, Красноярск, Россия, China-Russia Seminar on Materials Physics Under Ultra-conditions, 2003, China, 5th Intl Symp on Impact Engineering (ISIE-5), 2004, Cambridge, UK, XII и XIII Intl Conf on the Methods of Aerophysical Research, 2004 и 2007, Novosibirsk, Russia, IV Всероссийская конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», 2004, Томск, Россия, VII Харитоновские тематические научные чтения, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005, Саров, Россия, Int VIIIth Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials", 2005, Pardubice, the Czech Republic, III Межотраслевая научно-техническая конференция «Промышленные взрывчатые вещества (ПВВ) состояние, перспективы, разработки и применения», 2005, Дзержинск, Россия, 20th ICDERS, 2005, Montreal, Canada, XIX Всероссийская конференция «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности», 2005, Бийск, Россия, Intl Conf "Coal Science & Technology", 2005, Okinawa, Japan, IX Всероссийский Съезд по Механике, 2006 г, Н Новгород, Россия, Международная конференция "IX Забабахинские научные чтения", 2007 года, Снежинск, Россия, Всероссийской конференции "Проблемы механики сплошных сред и физики взрыва", 2007 года, Новосибирск, Россия
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 19 печатных работах, в том числе 3 научные статьи в реферируемых журналах, 5 полнотекстовых докладов в сборниках трудов различных научных мероприятий
Основная часть работы была выполнена в рамках исследований по грантам РФФИ № 02-01-01270а (2002-2003 гг) и № 04-03-33187а (2004-2005 гг), где автор являлся исполнителем и Интеграционного междисциплинарного проекта фундаментальных исследований СО РАН № 118, (2003-2005 гг), где автор являлся руководителем (ответственным исполнителем) работ, выполняемых в ИТПМ СО РАН
Объем и структура работы. Объем диссертации - 117 страниц машинописного текста, включая 34 рисунка и 10 таблиц Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка публикаций и библиографического списка из 107 наименований
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
В первой главе постановке исследуемой в настоящей работе проблеме предшествует литературный обзор работ, посвященных исследованию детонации ВВ на основе АС Также даются наиболее интересные с точки зрения автора сведения и гипотезы, касающиеся исследуемой проблемы
Взрывчатые свойства аммиачной селитры были открыты во второй половине XIX века, однако ее широкому использованию препятствовали нестабильность детонационных свойств ВВ на ее основе и трудности с их инициированием
Все ВВ на основе АС относятся к классу смесевых ВВ и проявляют т н неидеальное поведение, т е зависимость своего детонационного поведения от размеров заряда, - для цилиндрических зарядов это - его диаметр, для плоских зарядов - толщина слоя ВВ Кроме того, для таких ВВ существует значение плотности заряда, выше которой ВВ на основе АС теряют способность к детонации В зависимости от плотности зарядов, ВВ на основе АС демонстрируют немонотонный характер поведения скорости детонации, не описываемый в рамках классической одномерной теории детонации
Снижения плотности ВВ на основе АС, как обязательное условие приобретения ими способности к детонации достигается их аэрированием, заключающимся во введение в энергонасыщенную основу газовых пор По общему мнению, газовые поры во ВВ при ударно-волновом нагружении играют роль т н горячих точек, т е мест в которых происходит инициирование химических реакций, сопровождающих детонационный процесс
В литературе рассматриваются различные механизмы возникновения горячих точек, однако общим и важным для детонационного процесса следует считать их наличие и зависимость детонационных свойств ВВ на основе АС от количества горячих точек и их размера, т е размера пор
Из крайне малого числа предлагаемых моделей детонации смесевых ВВ преимущество, несомненно, должно быть отдано моделям, рассматривающим взаимодействие различных конкурирующих механизмов Например, при увеличении плотности заряда увеличивается объемное содержание энергии в заряде ВВ и одновременно уменьшается количество горячих точек в единице объема Эти два явления имеют по отношению к скорости детонации противоположный эффект, что обеспечивает немонотонность скорости детонации заряда в зависимости от его плотности Однако расчетных формул для скорости детонации, основанных на физических законах, эти модели не содержат
В рецептурах на различные аммиачно-селитренные ВВ указывается плотность зарядов, обеспечивающая заявляемые детонационные характеристики Однако использование для сенсибилизации энергонасыщенной основы тяжелых толстостенных полых частиц оставляет плотность зарядов на достаточно высоком уровне даже при избыточном их содержании Поэтому целесообразно указание пористости зарядов, выражаемую отношением объема порозного газа к объему заряда вместо плотности заряда
На Рис 1 представлено характерное поведение скорости детонации в зависимости от пористости зарядов аммиачно-селитренного ЭВВ одного диаметра для двух различных средних диаметров добавляемых сенсибилизирующих полых газонаполненных частиц
Рис 1 Зависимость скорости детонации (км/сек) аэрированного ЭВВ от пористости, соз-
При нулевой пористости детонация отсутствует При достижении критической пористости скорость детонации сначала растет, достигает максимума, затем убывает Значение и положение максимума зависит от среднего диаметра сенсибилизирующих добавок
Целью настоящей работы явилось экспериментальное исследование детонации ЭВВ с ценосферами и создание расчетной модели, описывающей немонотонную зависимость скорости детонации от пористости эмульсионного ВВ.
Поскольку использование различных сенсибилизаторов и в их различных концентрациях приводит к получению, вообще говоря, различных ВВ, то исследованию подлежат эмульсионная составляющая ЭВВ с позиций ее участия в детонационном процессе и сенсибилизирующий эффект различных сенсибилизаторов
Во второй главе рассматриваются вопросы подготовки и проведения экспериментов с ЭВВ, а также сделан анализ полученного эмпирического материала
Для проведения экспериментального цикла работ была освоена методика приготовления эмульсии и способов контроля над ее дисперсностью, постоянство которой обеспечило бы необходимую стабильность от порции к порции свойств эмульсионной матрицы, которые бы обеспечили в свою очередь адекватную интерпретацию получаемых в эксперименте данных
Получаемая эмульсия относится к типу «вода-в-масле», где дисперсная составляющая представляет собой концентрированный водный раствор окислителя, а непрерывная фаза (масло) - горючий компонент эмульсии (Рис 2)
Пористость, ф
даваемой порами различного диаметра (с/ - средний диаметр пор)
Рис. 2. Фотография шульст! и пример цифрового окоптуривстия дроплетов при компьютерной обработке фотографий эмульсии для определения ее дисперсности с помощью специализированного фильтра к программе обработки графических файлов.
Средний размер дроплетов характеризует степень смешения реагентов, от которой зависит скорость их химического взаимодействия. Получение эмульсии с постоянной дисперсность явилось одной из важных технологических задач при проведении работ.
Базовой основой ЭВВ является эмульсия, состоящая из высококонцентрированного раствора аммония азотнокислого (нитрата аммония, аммиачной селитры) и индустриального масла И-20 в смеси с эмульгатором РЭМ-1. Состав эмульсии, выраженный в весовых процентах, следующий: АС - 76,9%; вода -15,2%; масло индустриальное - 6,9%; эмульгатор — 1,0%.
Для получения эмульсионной матрицы постоянной дисперсности была отработана технология ее контроля, основанная на зависимости диэлектрических свойств эмульсии от ее дисперсности.
При изготовлении эмульсии ее дисперсность контролировалась специально разработанным емкостным датчиком. Его показания были оттарированы по фотографиям проб эмульсии, по которым определялся средний размер дроплетов. Это делалось как непосредственными измерениями по совместно сфотографированной линейке либо по формуле (1) (метод секущей);
с/ = ЗС„ж/т, (1)
где й - средний диаметр дроплетов, Сулс - объемная концентрация водного раствора аммиачной селитры в ЭВВ, т — число точек пересечений границ дроплетов на единице длины секущей фотоизображение эмульсии прямой. (1/мм), называемой «главным стереометрическим соотношением», так и с применением специальных компьютерных программ.
Оперативный контроль над дисперсностью осуществлялся в соответствии с полученными зависимостями значений емкости эмульсии от среднего размера дроплетов и от времени перемешивания эмульсии при ее полу чении (Рис. 3.).
Основным способом создания ЭВВ является сенсибилизация эмульсионной матрицы методом ее аэрирования, т.е. внесения в ее объем газовых пузырьков. При этом происходит снижение видимой плотности эмульсии. Создание
ЭВВ низкой плотности с контролируемыми размерами пор может быть обеспечено внесением в эмульсионную матрицу оболочных микросфер определенных размерных фракций
размер дроплетов, мкм время, мин
Рис 3 Зависимость емкостных характеристик эмульсии от среднего размера дроплетов и от времени перемешивания эмульсии при ее получении
Наиболее доступным, с широкой гаммой размерного и плотностного (по насыпному весу, с разной толщиной оболочки) фракционного разнообразия оказалось сырье, получаемое из зол энергетических углей, извлекаемое из золо-отстойников ТЭС Алюмосиликатные полые микросферы, образующиеся при сгорании углей, называемые ценосферами, легко рассеивались на размерные фракции в пределах 30-315 мкм и, дальнейшей флотацией, на фракции по насыпному весу, то есть фракции с различными толщинами оболочек
В исследованиях наряду с разделенными на размерные и/или весовые фракции ценосферами также были использованы специализированные микросферы корпорации ЗМ® марки К1
Патронирование осуществлялось в цилиндрические тонкостенные пластиковые или бумажные (с пропиткой) оболочки при помощи поршневого устройства
Опционально донце патрона изготавливалось съемным с целью размещения в его теле датчика давления
Соотношение длины патрона к его диаметру составляло 6-10 Большинство патронов имело внутренний диаметр 55 мм, длину - 350 мм Для проведения исследований по определению критического диаметра ЭВВ патроны имели внутренний диаметр 40, 30, 24 и 19 мм Соотношение диаметра патрона к его длине для этой группы экспериментов составляло 1 10
Для наблюдения прохождения ударно-детонационной волны в ЭВВ в дальней от места инициирования части патрона устанавливались проволочные контактные датчики с порогом срабатывания 200-300 кг/см3, что позволяло регистрировать также нестационарную, затухающую ударную волну
Взрывные эксперименты проводились во взрывных камерах или в условиях открытого полигона Для получения данных о скорости детонации использовались приборы, способные обеспечить высокую точность измерений
1 прибор И1 (ОАО Институт прикладной физики)
2 частотомеры 43-34 (Институт Гидродинамики им M А Лаврентьева СО РАН)
3 осциллограф Tektronix TDS-820 (полигон ФГУП Новосибирский завод искусственного волокна)
При отстреле двух серий зарядов с одинаковыми параметрами во взрывной камере ОАО Институт прикладной физики «на стабильность», отклонение в измерениях скорости детонации составило 0,7% для высокой пористости и 1,7% при пористости близкой к критической
Результаты всех экспериментов не объединялись какой-либо зависимостью, поэтому из них были выделены наиболее представительные эксперименты, проведенные для отдельных размерных фракций На Рис 4 построены зависимости скорости детонации от плотности зарядов, соответствующие различным фракциям ценосфер Линии, соответствующие этим зависимостям, пересекаются С одной стороны, можно было бы предположить, что в данном случае более крупные частицы лучше, поскольку детонация происходит в более плотном ВВ С другой, более мелким ценосферам соответствует более высокая максимальная скорость детонации для этой фракции При переходе к зависимости скорости детонации от пористости, получаются более понятные зависимости
1,1 1,2 1,3
Плотность ЭВВ в заряде
0, 80 0, 85 0, 90 0, 95 Пористость, ф
Рис 4 Зависимость скорости детонации ЭВВ с ценосферами от плотности (слева) и от пористости (справа) заряда я - ценосферы фракции 71-100 мкм, • - ценосферы фракции 80180 мкм
Были проведены определения давления в детонационной волне Записанная история давления показывает, что детонация в ЭВВ происходит аналогично модели Зельдовича-Неймана-Деринга, т е наблюдается скачок давления - химический пик и дальнейшее плавное снижение давления (Рис 5 )
Для эмульсии с микросферами ЗМ был определен критический диаметр цилиндрических зарядов, который составил 22 мм
Таким образом, анализируя результаты экспериментов, заметим
Время, цб
Рис 5 История давления для образца ЭВВ с 230 мл ценосфер фракции 71-100 мкм
• скорость детонации в зарядах ЭВВ с ценосферами имеет немонотонный характер зависимости от пористости (плотности) заряда,
• положение максимума скорости детонации в зарядах ЭВВ с ценосферами и его значение зависят от среднего диаметра добавляемых микросферических сенсибилизаторов,
• детонация аэрированного ЭВВ соответствует модели детонации Зельдовича-Неймана-Деринга
Новизна научного результата
1 впервые проведены экспериментальные исследования детонации ЭВВ с фракционированными ценосферами,
2 установлено, что для размерной фракции ценосфер 71-100 мкм скорость детонации соответствует скорости детонации ЭВВ со специализированными стеклянными микросферами К1 фирмы ЗМ® (5,73 км/сек)
В третьей главе приведены результаты исследований ценосфер Основным гранулометрическим исследованием было определение количественного распределения размерных подфракций в размерных фракциях и определение среднего диаметра микросфер во фракции
При оптической микроскопии ценосфер было обнаружено, что в их разных размерных фракциях преимущественное количество принадлежит какому-либо типу ценосфер
По данным оптической микроскопии можно выделить пять основных морфологических типов ценосфер (Рис 6 )
Исследование макрохимического состава ценосфер различного морфологического типа позволило установить их зависимость (соответствие) (Рис 7.)
Сопоставление преобладающего в размерных фракциях макрохимического состава ценосфер (Таблица) позволяет установить его взаимосвязь с размером ценосфер Эту взаимосвязь можно положить в основу прогнозов выхода целевых размерных фракций при сжигании углей различных угольных месторождений Так при прогнозной оценке различных месторождения кузнецкого бассейна наивысший выход ценосфер диапазона <160 мкм соответствует углям,
поступающим па Том ь-У Си некую ГРЭС. Ситовый анализ показал, что объем целевой фракции составляет около 56% общего объема концентрата, что соответствует сделанному прогнозу и ставит Томь-Усинскую ГРЭС как весьма перспективный источник сырья для получения сенсибилизирующих добавок при прошв о детке ОБ.
прозрачные белые серые пятнистые черные
Рис. 6 Типы цепосфер по данным оптической микроскопии.
го
О 24 Н со
«Ч
22 ,
а §
% 20-1
К
Ф 18 4 Ч о
О 1 6 -J
* ...
-L И
ТЗ ' i.
1 2
16
20
Содержание Ге20з
Рис 7. Макрокемпонснтный состав (масс. %) продуктов разных способов выделения ценосфер. - концентрат Новосибирской ТЭЦ-5 и Томь-Усииской ГРЭС; А - продукты магнитной сепарации (ПМЦ), фракция 250-500 мкм; □. ■ - ПМЦ, фракция 80-180 мкм; к- ПМЦ, фракция 160-200 мкм; продукты классификации но размеру: * - меньше 80 мкм, о - $0-180 мкм.
Таким образом, при сопоставлении скоростей детонации эмульсионных ВВ на основе аммиачной селитры показано, что высококачественным сенсибилизаторам, способным заменить синтетические стеклянные микросферы фирмы
ЗМ, удовлетворяют ценосферы фракций размером менее 0,160 мм с насыпной плотностью менее 0,35 г/см3
Таблица
к" Физические характеристики Хим состав, масс %
ев 2 О, " © го ы 2 ж О а "Ъ 2 « 2 «Г * О < <*> О п и Ьц
40-50 0,32 49 1,9 25,0 2,6
50-63 0,34 63 2,6 23,3 2,8
50-63 0,46 65 3,8 22,5 3,0
71-100 0,35 75 3,2 22,7 3,0
125-160 0,36 134 5,9 20,9 3,1
Новизна научного результата
Впервые установленное соответствие макрохимического состава размеру ценосфер легло в основу прогнозных оценок выхода целевых размерных фракций ценосфер производимых по общим зольным остаткам используемых углей
В четвертой главе даются результаты исследования детонации октогена с добавками ценосфер
Немонотонный характер зависимости скорости детонации от плотности (или пористости) заряда для аммиачно-селитренных ВВ при использовании ценосфер, инициировал вопрос каково влияние добавок ценосфер в высшие ВВ?
Был проведен цикл экспериментов, в которых во флегматизированный октоген добавлялись ценосферы примерно в тех же соотношениях, как и при создании ЭВВ При этом часть зарядов прессовалась давлением ниже номинального, таким образом, что в формируемых зарядах помимо пористости создаваемой ценосферами присутствовала остаточная пористость
Эксперименты показали, что имеется общая тенденция - скорость детонации снижается при снижении плотности заряда Тем не менее, экспериментальные данные не объединялись определенной зависимостью Положение изменилось, когда скорость детонации была рассмотрена в зависимости от пористости заряда(Рис 8)
Таким образом, эксперименты с флегматизированным октогеном показали обоснованность методологического подхода интерпретации экспериментальных данных, при котором при использовании сенсибилизаторов с высоким насыпным весом зависимость «скорость детонации - пористость» имеет преимущество перед зависимостью «скорость детонации - плотность» Новизна научного результата
Экспериментально обоснован методологический подход к интерпретации результатов экспериментов, в которых для создания пористости (уменьшения плотности) используются порообразующие добавки в высокой насыпной плот-
ность и при котором скорость детонации представляется в зависимости от пористости - отношения объема порозного газа к объему заряда
1,7 1,6 1,5 плотность, р,кг /мЗ
0,00 0,05 0,10 0,15 пористость, ф
- окфол
Рис 8 Слева — зависимость скорости детонации окфола от плотности заряда (• ■ различной плотности без ценосфер, о - окфол с ценосферами фракции 50-90 мкм, □ - окфол с ценосферами фракции ¡25-160 мкм) Справа - зависимость скорости детонации окфола от пористости заряда
Пятая глава посвящена получению расчетной зависимости скорости детонации ЭВВ от пористости заряда, учитывающей размеры пор
Тепловыделение определяется количеством участвующего в реакциях вещества Предполагая, что вокруг поры образуется ее область влияния, в которой происходят химические реакции, используя вероятностный подход для вычисления суммарного тепловыделения, получено выражение для скорости детонации
И = (1 -ф){"~1)/2 ^2(я2-1)(1-ехр(-«К/у0)? ,(2)
где Рро, = (1 - Ф^" - коэффициент учета пористости (Забабахин Е И, 1997), п — показатель политропы, ф = у/У — пористость ЭВВ, V — объем порозного газа в объеме ВВ V, - объем области влияния поры, у0 - средний объем пор, с/ -удельная калорийность ЭВВ
Применение уравнения (2) к экспериментальным данным позволило получить соответствующие им значения м>0/у0 (соотношение Я = и<0/у0 определено как критерий действия усредненной поры или ее «работоспособность»), для которых была предложена аппроксимирующая зависимость После подстановки в уравнение (3) уравнение для скорости детонации получило окончательный вид
£ = (1-4
-1/2
2(п2 -1)
1-ехр
-Ф К,а
ч >(3)
Рис 9 Слева - зависимость скорости детонации D от пористости в Линии изображают расчетные данные, точки - эксперимент (о - микросферы ЗМ, средний размер 37 мкм, □ -ценосферы фракции 80-180 мкм, средний размер 137 мкм, 0 - ценосферы фракции 200-315 мкм, средний размер 226 мкм) Справа - сравнение расчетной зависимости и экспериментальных данных для ЭВВ с ценосферами фракции 125-160 (ценосферы из зол ТЭЦ-5, Новосибирск) со средним размером ценосфер 137 мкм
где Фет — критическая пористость, определяемая из экспериментальных данных, коэффициенты g, adia, 6dia - находятся из экспериментальных данных, d -средний диаметр частиц
Из сравнения экспериментальных и расчетных данных (Рис 9 ) видно, что предлагаемая расчетная формула качественно и количественно адекватно описывает экспериментальные данные по детонации ЭВВ При этом она учитывает двухпараметрический характер пористости при использовании микросфер различного диаметра Положение максимума скорости детонации и его значение в расчетах близко к имеющимся экспериментальным данным Новизна научного результата
Впервые получено аналитическое выражение для скорости детонации (формула (2)), которое может быть применено для оценки действия различных добавок к ВВ на основе аммиачной селитры
Построенное на базе формулы (2) выражение (3) для расчетов скорости детонации ВВ на основе аммиачной селитры в зарядах одного диаметра имеет только два параметра (параметр g = 40 постоянный для всех экспериментов), которые определяются из экспериментов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты проведенной работы 1 Разработаны методики подготовки и проведения экспериментов, учитывающих специфику исследуемых материалов, проведены взрывные эксперимен-
ты и экспериментально получены зависимости скорости детонации эмульсионных взрывчатых веществах от значений пористости в зарядах эмульсионного взрывчатого вещества, сенсибилизированного различными фракциями ценосфер, установлено, что полученная зависимость является немонотонной функцией пористости и, таким образом, сенсибилизирующее действие ценосфер в эмульсии на основе аммиачной селитры аналогично действию других используемых в производстве эмульсионных взрывчатых веществ оболочных порообразующих добавок, сделана запись давления в ударно-детонационной волне, показано, что детонация в эмульсионных взрывчатых веществах на основе аммиачной селитры соответствует модели детонации Зельдовича-Неймана-Деринга,
2 Экспериментально исследовано влияние добавок ценосфер на детонацию флегматизированного октогена, предложено представление экспериментальных результатов в виде зависимости «скорость детонации — пористость», при котором, в отличие от традиционного - «скорость детонации -плотность», экспериментальные результаты описываются единой зависимостью,
3 Получена расчетная формула для скорости детонации в эмульсионных взрывчатых веществах на основе аммиачной селитры, основывающаяся на эмпирических данных о детонации в эмульсионных взрывчатых веществах и статистическом подходе к оценке тепловыделения в детонационной волне, для чего было введено понятие «области влияния поры» - присоединенного к поре объема эмульсии, в котором реализуются экзотермические реакции, формула содержит два параметра, определяемых из двух экспериментов, расчеты по этой формуле хорошо согласуются с экспериментом,
4 На основе экспериментальных данных о скорости детонации эмульсионных взрывчатых веществ с различными фракциями ценосфер и их объемного содержания в концентрате определено значение размера целевой (сенсибилизаторы) фракции сепарируемых ценосфер - менее 160 мкм, установлен высокий сенсибилизирующий эффект для фракций ценосфер 71-100 мкм, которые могут быть рекомендованы для их использования при производстве взрывчатых веществ с высокими детонационными параметрами, обнаружена корреляция между макрохимическим составом оболочек ценосфер и их диаметром, что позволило выявить перспективные источники ценосфер с высоким выходом целевых фракций ценосфер
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК:
1 Дерибас А А , Медведев А Е, Решетняк А Ю, Фомин В М Детонация эмульсионных взрывчатых веществ с полыми микросферами // ДАН - 2003 -
Т 389 -№ 6 - С 163-165
2 Аншиц АГ, Аншиц НИ, Дерибас А А , Караханов СМ, Касаткина НС, Пластинин А В, Решетняк А Ю, Сильвестров В В Скорость детонации
эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами // ФГВ - 2005 - Т 41 -№5 -С 1-9
3 Сильвестров ВВ, Дерибас А А, Аншщ АГ, Караханов СМ, Пластинин А В, Решетняк А Ю Детонационные характеристики эмульсионного ВВ с ценосферами // III Межотраслевая научно-техническая конференция «Промышленные взрывчатые вещества (ПВВ) состояние, перспективы, разработки и применения» 18-20 мая 2005, Дзержинск (Горный Журнал - 2005 - № 5 -С 61-65)
Статьи, опубликованные в научных сборниках и материалах конференций:
1 Дерибас А А , Решетняк А Ю, Исследование влияния добавок в виде полых микросфер на скорость детонации различных конденсированных взрывчатых веществ //Третья международная научная конференция «Физические проблемы разрушения горных пород» 9-14 сентября, 2002, Абаза, Россия Сборник трудов -С 151-154
2 Denbas А А , Medvedev А Е, Fomin VМ, Reshetnyak А Yu, Shabalin II, Mechanism of detonation of emulsion explosives with hollow microballons // XII International Conference on the Methods of Aerophysical Research 28 June - 3 July, 2004, Novosibirsk, Russia -Novosibirsk,2004 -Parti -P75-80
3 Сильвестров В В, Караханов СМ, Аншиц А Г, Пластинин А В, Решетняк А Ю, Дерибас А А Скорость детонации эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами // Int Conference "Shock waves in condensed matter", July 1823,2004, Saint-Peterburg, Russia Proceedings, - P 103-106
4 Сильвестров В В, Караханов С М, Пластинин А В , Решетняк А Ю, Дерибас А А Измерение ширины зоны реакции эмульсионного ВВ // Труды IV Всероссийской конф «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» 5-7 октября 2004 г, Томск, - Изд-во ТГУ, 2004 - С 140141
5 Решетняк А Ю, Медведев А Е, Фомин В М Статистическая модель детонации эмульсионных аэрированных аммиачно-селитренных взрывчатых веществ // Труды XIX Всероссийской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности» 28-31 августа 2005, Бийск, Россия,-С 245-252
6 Дерибас А А, Аншиц НИ, Караханов СМ, Пластинин AB, Сильвестров В В, Рабчевский Е В, Решетняк А Ю, Юмашев В В Скорость детонации эмульсионных взрывчатых веществ, сенсибилизированных ценосферами энергетических зол //Третьи Ставеровские чтения Материалы Всероссийской научно-техн конф «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы» 23-24 октября, 2003, Красноярск - С 49-50
7 Сильвестров В В, Караханов С М, Пластинин А В, Решетняк А Ю, Дерибас А А Влияние плотности на ширину зоны реакции эмульсионного ВВ // VII Харитоновские тематические научные чтения 14-18 марта 2005, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров Сборник тезисов докладов - С 75-77
8 Anshits N N, Mikhaylova О А , Rabchevskiy Е V, Anshits A G, Titkov А I, Sala-
nov A N, ReshetmakA Yu, Fomin VM Morphology of narrow fractions of power fly ash cenospheres and utilization of this as sensitizing agents for emulsion ex-plosives//Proc Int. Conf "Coal Science & Technology" 9-14 October 2005 Okinawa, Japan 2P603 -P 1-8
9 Дерибас A A , Решетняк А Ю, Исследование влияния добавок в виде полых микросфер на скорость детонации различных конденсированных взрывчатых веществ //Int Conference "Shock waves in condensed matter" Sept 1-6, 2002, Saint-Peterburg, Russia Proceedings - P 83-84
10 Решетняк А Ю, Пластинин А В, Детонация аммиачно-селитренных эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами // IV Школа-семинар «Физика взрыва и применение взрыва в физическом эксперименте» 16-19 сентября 2003, Новосибирск, Тезисы докладов, - С 94-95
11 Denbas A A, Fomin VM, Medvedev АЕ, Reshetnjak AYu, Detonation of emulsion explosives with hollow microspheres //China-Russia Seminar on Materials Physics Under Ultra-conditions November 26-29, 2003 Book of Abstracts -- Yanshan University, Qin Huangdao, China - P 9
12 Anshits A G, DeribasAA , Fomin VM, KasatkinaNS, Karakhanov SM, Kundo NN, Medvedev A E, Plastinm A V, Reshetnjak A Yu, Silvestrov VV, Investigation of Detonation of Emulsion Explosives with Cenospheres //Int Symp ISIE-5 July 2004, Cambridge, UK Kidlmgton, Oxford, U К Elsevier, ©2004, Abstract,-? 61
13 Deribas A A , Karakhanov S M, Plastinm A V, Reshetnjak A Yu, Silvestrov V V, The experimental determination of width of the reaction zone for emulsion explosive // Int VIIIth Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials" April 19-21, 2005, Pardubice, the Czech Republic,
http //www ntrem com/2006/proceedings htm
14 Reshetnyak Alexander Yu, Medvedev Alexey E, Fomin Vasihy M, Simulation of detonation of aerated ammonium nitrate based emulsion explosives // 20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems 31 July -5 August, 2005, Montreal, Canada, - http //www lcders mcgill ca
15 Медведев A E, Решетняк А Ю Механизм детонации промышленных эмульсионных взрывчатых веществ // IX Всероссийский Съезд по Механике 22-28 августа 2006, Н Новгород, Тезисы докладов - С 146-147
16 Medvedev А Е, Reshetnyak A Yu, Fomin VM Detonation of commercial emulsion explosives Dependence on the charge diameter // XIII International Conference on the Methods of Aerophysical Research 5-10 February, 2007, Novosibirsk, Russia Proc Pt I / Ed V M Fomin - Novosibirsk Publ House "Parallel", 2007 -P 123-127
Подписано к печати 21 сентября 2007 г
Тираж 100 экз Заказ № 612 Отпечатано "Документ-Сервис", 630090, Новосибирск, Институтская 4/1, тел 335-66-00
Содержание.
Введение.
Глава 1 Обзор литературы и постановка задачи.
§1.1. Обзор литературы.
§1.1. Постановка задачи.
Глава 2 Экспериментальные исследования.
§2.1. Эмульсионная матрица.
§2.2. Сенсибилизация эмульсии.
§2.3, Патронирование и изготовление заряда-сборки.
§2.4. Измерения.
§2.5. Результаты экспериментов с ЭВВ и их обсуждение.
Глава 3. Исследования применяемых сенсибилизаторов.
§3.1. Способы выделения концентратов цемосфер из летучих зол.
§3.2. Размерная характеристика фракций.
§3.3. Характеристика концентратов цемосфер энергетических зол.
§3,4, Харак терис тики синтетических стеклянных микросфер, используемых в качестве сенсибилизаторов ЭВВ.
§3.5. Коэффициент заполнения микросферических частиц.
§3.6. Прочность оболочек цемосфер. лава 4. Детонацияокфола с ценосферами.
Глава 5. Расчет скорости детонации эмульсии на основе аммиачной селитры с ценосферами.
§5.1. Основные предположения
§5.2. Модельные эксперименты и расчеты.
Широкому применению в горнодобывающей промышленности взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры (нитрат аммония) предшествовало использование таких взрывчатых веществ, как динамит, тротил и др. Взрывчатые свойства аммиачной селитры и составов типа АС-ДТ (Аммиачная Селитра - Дизельное Топливо) были открыты в самом начале шестидесятых годов XIX века. Массовое же применение этих взрывчатых веществ началось только в 30-х годах прошлого века, после разработки состано» недорогих смесевых промышленных взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры, обладающих стабильностью своих служебных характеристик. Они с успехом заменили другие промышленные взрывчатые вещества, в том числе содержащие нитроглицерин (динамиты) и тротил {<Н1>|,
Преодоление проблем устойчивости детонапии н запядах шмиачио-селитренных взрыпчатых веществ также способствовало решению экологических шюблсм, о котопмми связано промышленное применение взпывчатых веществ, а именно, с приходом на рынок взрыичатых »ещеет« на основе аммиачной селитоы позволило существенно снизить токсичность пооиуктов взрыва. Применение тротила в гражданских целях в настоящее время в соответствии с оекомелдапиями ОО!1' заноешено ноактически во всем мшэе Скоо-ме стран СН1 и Китая) - в США последний завод но производству нромыш-ленного тюинитоотолуола (тпотил. ТШ1 был закоыт несколько лесятилетий назад.
Различные по компонентному составу и содеожанию аммиачной селитры, аммиачно-селитренные взрывчатые вещества обладают рядом несомненных преимуществ. ставящих их на псовое место но объемам тхтзиод-ста и, соответственно, использования. Это их невысокая стоимость, относительная безопасность получения, хранения. транспортировки и применения. Они обладают высокими взрывными характеристиками. такими как боизантность, фугасность, скорость распространения детонациойной волны, а разнообразие составов позволяет варьировать их служебные свойства в зависимости от задач, стоящих перед взрывником.
Значимым событием в сфере производства и применения промышленных взрывчатых веществ стало появление эмульсионных взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры, которые были изобретены в США около 40 лег назад [25; 29]. Эмульсионные взрывчатые вещества, обладая несомненными достоинствами, сегодня занимают в мире одно из ведущих мест в гамме разнообразных промышленных взрывчатых веществ. Их производство не требует сложных технологий и часто размещается в местах применений эмульсионных взрывчатых аещсст При достаточно высокой скорости детонация (до 5 6 км/«) эмульсионные взрывчатые вещества обладают высокой водостойкостью, относительно небольшими значениями критического дна-метла (12-70 мм), высокой степенью безопасности и возможностью механизированного заряжания шнуров и скважин. Изготовление эмульсионного кюыичатого вещества может производиться на месте будущего взрыва: компоненты (эмульсия и сенсибилизатор) смешиваются в зарядных машинах .непосредственно перед заряжанием в скважину.
Консистенция эмульсионного шрьшчатого вещества сметанообраз-ная. Кислоро/шый баланс взрывчатой смеси легко регулируется при производстве эмульсионной основы добавлением других кисло^юдосодержащих компонентов, таких как. например, натриевая, калиевая или тмьинетя селитры.
Наиболее активно разрабатывались и внедрялись эмульсионные взрывчатые вещества в мировой горнодобывающей промышленности начиная с середины 70-х годов. Основными странами, которые здашмштс-ь разработками патентов и внедрением технологий являются: США, Япония, Кана-па, Австралия. Китай. Великобритания. Геомания. Наиболее прогрессивные технологии производства эмульсионных взрывчатых веществ разработаны в компаниях "Dyno Nobel", "ETI", "MSI", "Orica".
В 2003 году эмульсионные взрывчатые вещества в разных странах обеспечивают до 80% потребностей в энергии взрыва. В России этот показатель составлял около 35-40%.
Масштабное применение эмульсионных взрывчатых веществ на горнодобывающих предприятиях оправдано не только экономическими факторами, такими как снижение стоимости взрывчатых материалов, снижение технологических (при заряжании скважин) расходов, расходов на транспортировку и хранение, но и с точки зрения экологической безопасности, ввиду значительного (в 2 30 раз) снижения токсичности продуктов взрыва против тротилсодержащих взрывчатых веществ, таких как широко применяемые аммонит и граммонит.
Безопасность эмульсионных взрывчатых веществ основана на неспособности к детонации эмульсионной матрицы. Взрывчатые характеристики эмульсионная матрица приобретает после введения в нее специальных сенсибилизирующих добавок. Один из способом сенсибилизации ■ аэрации (газирование), которая осуществляется путем введения химических газообразующих реагентов или добавлением оболочных норообразующих частиц.
Химическое газирование, несмотря на свою простоту, имеет ряд существенных недостатков. Газирование при таком способе требует особых температурных режимов (50°С и выше), что в мерзлых грунтах требует в свою очередь применения скважин увеличенного диаметра, снижая эффективную работу эмульсионных взрывчатых веществ. Кроме этого, пои этом способе газирования в нризабойных областях глубоких скиажин (свыше 20-ти метров) процесс газирования эмульсии вследствие действия гидростатического давления затруднен и требует особых, индивидуальных для каждой скважины, приемов заряжания.
Широкое распространение сегодня имеют эмульсионные взрывчатые вещества, сенсибилизированные оболочными газовыми включениями (вспученный перлит или вермикулит, стеклянные и минеральные микросферы, полые или пористые полимерные микрогранулы). Данный способ сенсибилизации преимущественно применяется при производстве патронированных взрывчатых веществ.
Доступными, высокотехнологичными материалами для сенсибилизации эмульсионных матриц могут стать выделяемые из зол энергетических углей микросферические частицы - ценосферы. Исследованиями, проведенными в Восточном научно-исследовательском горнометаллургическом институте цветных металлов (ВНИИцветмет, республика Казахстан) установлено, что их промышленное использование оправдано как стабильностью служебных свойств эмульсионных взрывчатых веществ на их основе, так и их относительно низкой стоимостью [69; 94].
Кроме того, разнообразие морфологических типов, возможность выделения разнообразных размерных и плотностных фракций ставят ценосферы в ряд ценных материалов для научных исследований в области детонации пористых взрывчатых веществ, при проведении которых существенным обстоятельством является необходимость и возможность постановки экспериментов с различными заданными начальными параметрами исследуемых образцов эмульсионных взрывчатых веществ.
Разнообразие предлагаемых к применению составов эмульсионных взрывчатых веществ свидетельство большого объема работ в области исследования детонации промышленных взрывчатых веществ и разработки оптимальных рецептур аммиачио-селитренпых взрывчатых веществ и, в частности, эмульсионных. Многие исследовательские работы, посвященные изучению взрывчатых веществ, относимых группе бризантных взрывчатых веществ, содержат данные эмпирического характера, показывающие их, так называемое, неидеальное детонационное поведение ("42; 15; 35; 41; 31; 20; 105].
Скорость детонации и сама ее возможность имеет сильную зависимость от геометрии заряда и от его плотности. Многочисленные теоретические модели, объясняющие эти зависимости, строятся в рамках различных физических законов, лежащих, по предположению их авторов, в основе действующих при ударно-детонационном процессе механизмов, таких, как, например, кинетические законы физико-химического превращения или в предположении взаимодействия неоднородностей во взрывчатых веществах. 7 о
1пИп^е (расчет) 6
101. 6 мм
Я (С Ж о Ен 0 Я
Л В и о а о х о
5- (¿=50,8 мм 3
20 мм
25, 4 мм
-1-1-1-1-1-г-1
0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 плотность, г/см~
Рис.1. Зависимость скорости детонации ЭВВ от плотности и диаметра заряда; данные для заряда бесконечного диаметра экстраполированы из экспериментальных для зарядов конечного диаметра [41].
Ряд моделей строится как параметрические аппроксимации детонационных характеристик, калибруемых на основе экспериментальных данных или как статистические функции, обобщающие эмпирический материал. Однако эти модели имеют ограниченное применение и не могут объяснить или предсказать всей гаммы свойств, присущих неидеальным взрывчатым веществам и, в частности, аммиачно-селитренным. Например, немонотонное, "аномальное" (Рис.1.) с точки зрения "классической" теории детонации (Рис.2.) поведение взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры (и, необходимо отметить, ряда других веществ, таких как, например, перхлорат аммония), когда скорость детонации начинает падать с ростом плотности "1-1-1-1-1-1-1-1-г
0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 плотность, г/см
Рис.2. Зависимости скорости детонации от плотности заряда бесконечного диаметра, построенные на основе различных уравнений состояния и заряда бесконечного диаметра, экстраполированная из экспериментальных данных
413взрывчатых веществ, то есть ростом удельного энергосодержания, не нашло сегодня общепринятого объяснения. В тоже время, разработка современных энергетических материалов с высокими параметрами энергоотдачи, технологические приемы их получения и работы с ними не имеют надежных научных основ.
Главным образом взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры находят свое применение в горной промышленности. Одним из главных экономических показателей горной добычи является стоимость буровзрывных работ, одним из основных показателей которой является удельный расход взрывчатых веществ при разрушении горных пород. Исследование и управление качеством дробления горных пород взрывом - главная задача проектирования рациональных параметров буровзрывных работ. Эффективность разрушения горных пород, как определяющий процесс любой горной технологии, основывающаяся на взаимосвязи и взаимовлиянии параметров взрыва и свойствах разрабатываемых пород, выдвигает высокие требования к выбору применяемых взрывчатых веществ, их детонационным характеристикам.
Высокий интерес к исследованиям в области промышленных взрывчатых веществ диктуется не только экономическими и экологическими интересами. Проведение этих исследований в последнее время приобретают еще большую актуальность в условиях роста случаев несанкционированного и нецелевого их использования и/или использования их основных компонент. В этой ситуации понимание физико-химических механизмов детонации в аммиачио-селитренных взрывчатых веществ носит не только фундаментальный и прикладной характер, но, возможно, укажет пути к контролю над использованием материалов, имеющих двойное назначение (например, аммиачная селитра используется в сельском хозяйстве как удобрение).
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на различных научных мероприятиях:
1. Третья международная научная конференция «Физические проблемы разрушения горных пород»: 9-14 сентября, 2002, Абаза, Россия;
2. International Conference "Shock waves in condensed matter": Sept. 1-6, 2002, Saint-Petersburg, Russia;
3. IV Школа-семинар «Физика взрыва и применение взрыва в физическом эксперименте»: 16-19 сентября 2003, Новосибирск, Россия;
4. Всероссийская научно-техническая конференция «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы»: Третьи Ставеровские чтения: 23-24 октября, 2003, Красноярск, Россия;
5. China-Russia Seminar on Materials Physics Under Ultra-conditions: November 26-29, 2003, China;
6. 5th International Symposium on Impact Engineering (ISIE-5): July 11-15, 2004, Cambridge, UK;
7. XII International Conference on the Methods of Aerophysical Research: 28 June - 3 July, 2004, Novosibirsk, Russia;
8. International Conference "Shock waves in condensed matter": July 18-23, 2004, Saint-Petersburg, Russia;
9. IV Всероссийская Конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики»: 5-7 октября 2004 г, Томск, Россия;
10. VII Харитоновские тематические научные чтения, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 14-18 марта 2005, Саров, Россия;
11. International VIIIth Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials": April 19-21, 2005, Pardubice, the Czech Republic;
12. Ill Межотраслевая научно-техническая конференция «Промышленные взрывчатые вещества (ПВВ): состояние, перспективы, разработки и применения»: 18-20 мая 2005, Дзержинск, Россия;
13. 20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems: 31 July - 5 August, 2005, Montreal, Canada;
14. XIX Всероссийская конференция «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности»: 28-31 августа 2005, Бийск, Россия;
15. International Conference "Coal Science & Technology", 9-14 October, 2005, Okinawa, Japan;
16. IX Всероссийский Съезд по Механике: 22-28 августа 2006 г, Н. Новгород, Россия;
17. XIII International Conference on the Methods of Aerophysical Research: 510 February, 2007, Novosibirsk, Russia;
18. Международная конференция "IX Забабахинские научные чтения": 1014 сентября 2007 года, Снежинск;
19. Всероссийской конференции "Проблемы механики сплошных сред и физики взрыва": 17-22 сентября 2007 года, Новосибирск.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК:
1. Дерибас А.А., Медведев А.Е., Решетняк А.Ю,, Фомин В.М. Детонация эмульсионных взрывчатых веществ с полыми микросферами // ДАН. -2003. - Т.389. -№ 6. - С.163-165.
2. Анъииц А.Г., Аншиц Н.Н., Дерибас А.А., Караханов С.М.,. Касаткина Н.С, Пластинин А.В., Решетняк А.Ю., Сильвестров В.В. Скорость детонации эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами // ФГВ. -2005.-Т. 41.-№5.-С. 1-9.
3. Сильвестров В.В., Дерибас А.А., Аншиц А.Г., Караханов СМ., Пласти-нин А.В., Решетняк А.Ю. Детонационные характеристики эмульсионного ВВ с ценосферами // III Межотраслевая научно-техническая конференция «Промышленные взрывчатые вещества (ПВВ): состояние, перспективы, разработки и применения»: 18-20 мая 2005, Дзержинск. (Горный Журнал. - 2005. - №.5. - С. 61-65).
Статьи, опубликованные в научных сборниках и материалах конференций:
1. Дерибас А.А., Решетняк А.Ю., Исследование влияния добавок в виде полых микросфер на скорость детонации различных конденсированных взрывчатых веществ.//Третья международная научная конференция «Физические проблемы разрушения горных пород»: 9-14 сентября, 2002, Абаза, Россия. Сборник трудов. — СЛ 51-154.
2. Deribas A.A., Medvedev А.Е., Fomin V.M., Reshetnyak A. Yu., Shabalin I.I. Mechanism of detonation of emulsion explosives with hollow microballons // XII International Conference on the Methods of Aerophysical Research: 28 June - 3 July, 2004, Novosibirsk, Russia. - Novosibirsk, 2004. - Part I. -P.75-80.
3. Сильвестров B.B., Караханов C.M., Аншиц А.Г., Пластинин А.В., Решетняк А.Ю., Дерибас А.А. Скорость детонации эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами // Int. Conference "Shock waves in condensed matter", July 18-23, 2004, Saint-Peterburg, Russia. Proceedings. -P. 103-106.
4. Сильвестров В. В., Караханов С.М., Пластинин А.В., Решетняк А.Ю., Дерибас А.А. Измерение ширины зоны реакции эмульсионного ВВ //
Труды IV Всероссийской конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики»: 5-7 октября 2004 г., Томск. - Изд-во ТГУ, 2004. - С. 140-141.
5. Решетняк А.Ю., Медведев А.Е., Фомин В.М. Статистическая модель детонации эмульсионных аэрированных аммиачно-селитренных взрывчатых веществ.// Труды XIX Всероссийской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности»: 28-31 августа 2005, Бийск, Россия. - С. 245-252.
6. Дерибас A.A., Аншиц H.H., Караханов С.М., Пластинин A.B., Сильвестров В.В., Рабчевский Е.В., Решетняк А.Ю., Юмашев В.В. Скорость детонации эмульсионных взрывчатых веществ, сенсибилизированных це-носферами энергетических зол //Третьи Ставеровские чтения Материалы Всероссийской научно-техн. конф. «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы»: 23-24 октября, 2003, Красноярск. - С. 4950.
7. Сильвестров В.В., Караханов С.М., Пластинин A.B., Решетняк А.Ю., Дерибас A.A. Влияние плотности на ширину зоны реакции эмульсионного ВВ // VII Харитоновские тематические научные чтения: 14-18 марта 2005, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров: Сборник тезисов докладов. - С. 75-77.
8. Anshits N. N., Mikhaylova O.A., Rabchevskiy Е. V., Anshits A.G., Titkov A.I., Salanov A.N., Reshetniak A. Yu., Fomin V.M. Morphology of narrow fractions of power fly ash cenospheres and utilization of this as sensitizing agents for emulsion explosives//Proc. Int. Conf. "Coal Science & Technology": 9-14 October, 2005, Okinawa, Japan. -2P603. -P.l-8.
9. Дерибас A.A., Решетняк А.Ю., Исследование влияния добавок в виде полых микросфер на скорость детонации различных конденсированных взрывчатых веществ. //Int. Conference "Shock waves in condensed matter": Sept. 1-6,2002, Saint-Peterburg, Russia: Proceedings. - P. 83-84.
10. Решетняк А. Ю., Пластинин А. В., Детонация аммиачно-селитренных эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами. // IV Школа-семинар «Физика взрыва и применение взрыва в физическом эксперименте»: 16-19 сентября 2003, Новосибирск: Тезисы докладов. - С. 9495.
11. Deribas A.A., Fomin V.M., Medvedev А.Е., Reshetnjak A. Yu., Detonation of emulsion explosives with hollow microspheres. //China-Russia Seminar on Materials Physics Under Ultra-conditions: November 26-29, 2003, , Yan-shan University, China: Book of Abstracts - Qin Huangdao, China. - P. 9.
12. Anshits A.G., Deribas A.A., Fomin V.M., Kasatkina N.S., Karakhanov S.M., Kundo N.N., Medvedev A.E., Plastinin A.V., Reshetnjak A.Yu., Silvestrov V. V. Investigation of Detonation of Emulsion Explosives with Cenospheres. //Int. Symp. ISIE-5.: July 2004, Cambridge, UK. Kidlington: Abstracts -Oxford, U.K.: Elsevier, ©2004 - P. 61.
13. Deribas A.A., Karakhanov S.M., Plastinin A. V., Reshetnjak A. Yu., Silvestrov V. V., The experimental determination of width of the reaction zone for emultlx sion explosive // Int. VIII Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials": April 19-21, 2005, Pardubice, the Czech Republic -http://www.ntrem.com/2006/proceedings.htm .
14. Reshetnyak Alexander Yu., Medvedev Alexey E., Fomin Vasiliy M., Simulation of detonation of aerated ammonium nitrate based emulsion explosives // 20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems: 31 July - 5 August, 2005, Montreal, Canada, -http ://www. icders.mc gill .ca .
15. Медведев A.E., Решетняк А.Ю. Механизм детонации промышленных эмульсионных взрывчатых веществ.// IX Всероссийский Съезд по Механике: 22-28 августа 2006, Н. Новгород: Тезисы докладов. - С. 146147.
Medvedev A.E., Reshetnyak A.Yu., Fomin KM. Detonation of commercial emulsion explosives. Dependence on the charge diameter // XIII International Conference on the Methods of Aerophysical Research: 5—10 February, 2007, Novosibirsk, Russia: Proc. Pt I / Ed. V.M. Fomin. - Novosibirsk: Publ. House "Parallel", 2007. - P. 123-127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Поставленные в настоящем исследовании задачи предусматривали экспериментальное исследование детонации эмульсионных взрывчатых веществ, с добавками ценосфер в качестве сенсибилизаторов и создание расчетной зависимости для скорости детонации этого вида взрывчатых веществ, детонационное поведение которых в зависимости от их пористости не описывается в рамках методик, применяемых к высшим взрывчатым веществам.
Решение поставленных задач было проведено по пути экспериментального исследования детонационных свойств модельной аммиачно-селитренной эмульсии и, таким образом, удалось получить сопоставимые данные при различных параметрах сенсибилизации эмульсии. Для этого были:
• Разработана методика лабораторного получения аммиачно-селитренной эмульсии постоянного дисперсного состава, методика и средства оперативного контроля над ее дисперсностью во время ее приготовления. Разработана методика сенсибилизации эмульсии с минимизацией вовлекаемого паразитного воздуха;
• Освоены методы фракционного разделения ценосфер; исследован их дисперсный, морфологический и макрохимический состав;
• Проведены взрывные эксперименты.
Было показано, что применение ценосфер, как альтернатива другим широко используемым порообразующим добавкам-сенсибилизаторам оправдано их адекватным сенсибилизирующим эффектом. Кроме того, ценосферы, являясь отходами при сжигании углей и не требуя больших затрат на извлечение целевых фракций, могут быть рекомендованы для их использования в производстве эмульсионных взрывчатых веществ.
1. 3M Scotchlite™ Glass Bubbles. Product 1.formation: http://www.3m.com
2. Aslam Tariq D., Bdzil John B., Numerical And Theoretical Investigations On Detonation Confinement Sandwich Tests. // In: Proc. Thirteenth (International) Detonation Symposium: July 23-28, 2006, Norfolk, VA.
3. Aslam, Tariq D., Bdzil, John B., and Stewart, D. Scott, Level Set Methods Applied to Modeling Detonation Shock Dynamics. // J. of Comp. Phys. -1996.-#126.-P. 390-409.
4. Aslam, Tariq D., Investigations on Detonation Shock Dynamics. PhD Thesis: University of Illinois at Urbana-Champaign. - 1996.
5. Bdzil J.B. // J. Fluid Mech. 108:195. - 1981.
6. Bdzil J., Aslam T., and Stewart D.S., Curved Detonation Fronts in Solid Explosives: Collisions and Boundary Interactions. // In: Proceedings of the 20th International Symposium on Shock Waves. Pasadena, CA, July 24-28, 1995.
7. Bdzil J.B., Fickett W. and Stewart D.S., Detonation shock dynamics: A new approach to modeling multidimensional detonation waves. // In Ninth Symposium (Int.) on Detonation: Portland, OR, 1989. Office of Naval Research, OCNR 113291-7. - P. 730-742.
8. Bdzil John B., Aslam Tariq D., Catanach Richard A., Hill Larry G., Short Mark, DSD Front Models: Nonideal Explosive Detonation In ANFO. // In: Proc. 12th International detonation symposium. San Diego, US. - 2002.
9. Bielecki D., Ricci M., et al., Project. // http://bordeaux.uwaterloo.ca7 biol-ogy447/modules/intro/assign2/biol447a2.html.
10. Bourne N.K., On Cavity Collapse And Subsequent Ignition. // 12th International detonation symposium. San Diego, US. - 2002.
11. Campbell A. W., Engelke R., The Diameter Effect in High-Density Heterogeneous Explosives. // In: Proc. Sixth Symp. (Internatl.) on Detonation. -San Diego, CA., US. 1976. - P. 642-652.
12. Chan S.K., Lownds C.M., Theoretical Prediction of the Velocity-Diameter Relation of Bubble-Sensitized Liquid Explosives. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1983. - 8 - P. 184-192.
13. Chaudhri M.M., Almgren L.-A., Persson P.-A., Detonation behaviour of a water-in-oil type emulsion explosive containing glass microballoons of selected sizes. // In: Proc. 10th Int. Symposium on Detonation. 1993.
14. Chaves A.J.F., Morales D.R., Lastia quintero R., Recovery of cenospheres and magnetite from coal burning power plant fly ash. // Trans, of Iron and Steel Inst, of Japan. 1987. - V.127. - No 7. - P. 531-538.
15. Cook M.A., Mayfield E.B. and Partridge W.S., Reaction Rates of Ammonium Nitrate in Detonation. // J. Phys. Chem. 59. -1955. - P. 675-680.
16. Coon Nancy, Ma Shao-Mu, Redington Patrick K., Brown Billings, Eyring Henry, A theory of distortion of the reaction zone. // In: Proc.-Natl. Acad. Sci. US. - October 1980. - Vol. 77. - No. 10. - P. 5575-5579.
17. Cooper J. and Leiper G. A., The Kinetics Of Detonation Of Powder Explosives And Its Relation To Group 1 And Group 2 Behavior. // In: Proc. 12th International detonation symposium. San Diego, US. - 2002.
18. Cooper J., Leiper G.A., Void size dependence of the steady detonation properties of emulsion explosives. //Journal of Energetic Materials. 1989. — 7. -P. 405-417.
19. Craig B.G., Measurements of the detonation front structure in condensedphase explosives. // In: Proc. of the Tenth Symp. (Int.) on Combustion: Cambridge, 1965.-P. 836.
20. Deng J., Nie S. and Chen L., Determination of Burning Rate Parameters for an Emulsion Explosive. Swedish Rock Engineering Research. - Stockholm: SveBeFo-Report 17. - 1995.
21. Doring W., Uber der detonation vergang in gases. // Ann. Phys. 1943. -Vol.43. -№5. - P. 421-436.
22. Egly R.S., Neckar A.E., Water-resistant sensitizers for blasting agents. // US Patent No. 31, 615, 51. 1964.
23. Evans M.W., Harlow F.H., and Meixner B.D. // Phys.Fluids. 1962. - 5, 651.
24. Eyring H., Powell R.E., et al., The stability of detonation. // Chem. Review. 1949. - Vol. 45. -P. 69-181.
25. Gamezo V. N. and Gran E.S., Reaction zone structure of a steady-state detonation wave in a cylindrical charge. // Combustion & Flame. — Vol. 109 -1997.-P. 253-265.
26. Gehrig N.E., Aqueous emulsified ammonium nitrate blasting composition containing nitric acid. // US Patent 3,164,503. 1965.
27. Hattori K., Fukatsu Y. and Sakai H., Effect of the Size of Glass Microbal-loons on the Detonation Velocity of Emulsion Explosives. //J. Ind. Explos. Soc. 1982. - #43 - P 295-309. - Japan.
28. Hattori K., Fukatsu Y., Sakai H. // J. Ind. Explos. Soc. Japan. 1992. -V. 43. - P.295-309.
29. Hirosaki Y., Murata K., Kato Y., Itoh S., Detonation characteristics of emulsion explosive as function of void size and volume. // In: Proc. 12th Int. Detonation Symposium. 2002. - P 263-271.
30. Hirosaki Yoshikazu, Murata Kenji, Kato Yukio, Itoh Shigeru, Detonation Characteristics Of Emulsion Explosives As Functions Of Void Size And Volume. // 11th International detonation symposium. — Snowmass Village, Colorado, US. 1998.
31. Holcomb B., The role of glass bubble in emulsion explosives. // In: Proc. of the China Society of Engineering Blasting Conference. 1997.
32. Howard W. Michael, Fried Laurence E. and Souers P. Clark, Kinetic Modeling Of Non-Ideal Explosives With Cheetah. // 11th International detonation symposium. Snowmass Village, Colorado, US. - 1998.
33. Khasainov B.A., Ermolaev B.S., Presles H.-N., Vidal P., On the effect of grain size on shock sensitivity of heterogeneous high explosives. // Shock Waves. Vol. 7. - 1997. - P. 89-105.
34. Kirby I.J., Leiper G.A., A Small Divergent Detonation Theory for Intermolecular Explosives. // 8 Symposium (International) on Detonation, 176. -1985.-US: ONR, 1985.
35. Lee J., Persson P.-A., Detonation behaviour of emulsion explosive. // Pro-pellants, Explosives, Pyrotechnics. 1990. - Vol. 15. - P. 208-216.
36. Lee J., Sandstrom F.W., Craig B.G., Persson P.-A., Detonation and shock initiation properties of emulsion explosives. // In: Proc. 9th Int. Symposium on Detonation. 1989. - P 263-271.
37. Loboiko B.G. and Lubyatinsky S.N., Reaction Zones of Detonating Solid Explosives. // Combustion, Explosion, and Shock Waves. 2000. - Vol.36. No. 6. -P.716-733.
38. Lubyatinsky S.N., Loboiko B.G., Density effect on detonation reaction zone length in solid explosives. // Shock Compression of Condensed Matter1997. New York: Woodbury, 1998. - P.743-746.
39. Mader Charles L., Shock and Hot Spot Initiation of Homogeneous Explosives. // The Physics of Fluids. 1963. - Vol. 6. - # 3.
40. Mulford Roberta N. and Swift Damian C., Temperature-based reactive flow model for ANFO. // 12th International detonation symposium: San Diego, US 2002.
41. Nichols III Albert L. and Tarver Craig M., A Statistical Hot Spot Reactive Flow Model For Shock Initiation And Detonation Of Solid High Explosives. // In: Proc. 12th International detonation symposium. San Diego, US. -2002.
42. Pastine D. John, Cowperthwaite Michael, Solomon Jay M., and Enig Julius W., A Model Of Nonideal Detonation in Aluminized Explosives. // 11th International detonation symposium: Snowmass Village, Colorado, US.1998.
43. Presles H.N., Vidal P., Gyis J.C., Khasainov B.A. and Ermolaev B.S., Influence of glass microballoons size on the detonation of nitromethane based mixtures. // Shock Waves. April, 1995. - Vol. 4, - No. 6. - P. 325-329.
44. Shuey, Studies of the Diameter-Dependence of Detonation Velocity in Solid Composite Propellants. // In: Proceedings Fourth Symposium (International) on Detonation: October 12-15, 1965 White Oak, MD, US. - P. 96-101.
45. Souers P.C., Size effect and detonation front curvature. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1997. - #22. - P. 221-225.
46. Stesik L. N. and Akimova L. N., An Indirect Method of Estimating the Reaction Zone Width of a Detonation Wave. // Russ. J. Phys. Chem. 1959. -33.-P. 148-151.
47. Stewart D.S. and Bdzil J.B., The shock dynamics of stable multidimensional detonation. // Combustion and Flame. 1988. - 72. - P. 311-323.
48. Tarver Craig M., Detonation Reaction Zones in Condensed Explosives. // LLNL preprint UCRL-CONF-213704. 2005.
49. Urben P.G., Handbook of reactive chemical hazard. / edited by P.G. Urben. Boston: Butterworth-Heinemann, 6th ed. - 1999.
50. Vassilev, S.V. // Fuel. 1992. - V. 71. - P.625.
51. Vidal P., Khasainov B.A., Analysis Of Critical Dynamics For Shock-Induced Adiabatic Explosions By Means Of The Cauchy Problem For The Shock Transformation. // Shock Waves. 1999. - 9. - P. 273-290.
52. Von Neumann J., Theory of detonation waves. II Office of Scientific Research and Development Rept. 1- 942. - Division B. - Section B-l. - Serial №238.
53. Wood W.W., Kirkwood J.G., Diameter effect in condensed explosives. // J. Chem. Phys. 1954.-22. -P. 1920-1924.
54. Zinn John, Initiation of Explosions by Hot Spots. // J. of Chem. Phys. -1962.-V.36.-P. 1949.
55. Андреев К. К., Беляев А.Ф., Теория взрывчатых веществ. М: ОБОРОНГИЗ. - 1960.
56. Аншиц А.Г., Аншиц H.H., Дерибас A.A., Караханов С.М., Касаткина Н.С., Пластинин A.B., Решетняк А.Ю., Сильвестров В.В., Скорость детонации эмульсионных взрывчатых веществ с ценосферами. // ФГВ. -2005.-№5.-С. 1-9.
57. Базилевскнй М.В., Рябой В.М. // в сб.: Современные проблемы квантовой химии. Методы квантовой химии в теории межмолекулярных взаимодействий и твердых тел. JI, 1987.
58. Базилевскнй М.В., Рябой ВМ., Поверхности потенциальной энергии. // в сб. Проблемы квантовой химии. Т.2 - М, 1989.
59. Бахтин А.К., Салманов C.B. и др., Водонаполненный взрывчатый состав. // Патент PK № 3561 Класс МПК С06В 39/28 - Год публикации 1996.
60. Боресков Г. К., Катализ, ч. 1-2. Новосибирск, 1971.
61. Верещагина Т.А., Аншиц H.H., Зыкова И.Д., и др., Получение ценосфер из энергетических зол стабилизированного состава и их свойства. // Химия в интересах устойчивого развития. — 2001. — Т.9. С.З79-391.
62. Верещагина Т.А., Аншиц H.H., Максимов Р.Г.и др. // Физика и химия стекла. 2004. - Т. 30. - № 3. - С. 334-345.
63. Гейтс Б., Кетцир Дж., Шуйт Г., Химия каталитических процессов, пер с англ.-М, 1981.
64. Гольдштик М.А., Процессы переноса в зернистом слое. Новосибирск: Институт теплофизики СО АН, 1984. - 164с.
65. Гриб A.A., Влияние места инициирования на параметры воздушной ударной волны при детонации взрывчатых газовых смесей. // Прикладная механика и математика. 1944. - Т.8. - С.27Э-286.
66. Дремин А.Н., Савров С.Д., Трофимов B.C., Шведов К.К., Детонационные волны в конденсированных средах. М: Наука, 1970. - 171 с.
67. Забабахин Е,И., Некоторые вопросы газодинамики взрыва. Сне-жинск: РФЩ-ВНИИНТФ, 1997. - 208 с.
68. Зельдович Я.Б., К теории распространения детонации в газообразных системах. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. -1940. Т. 10. - вып. 5. - С.542-568.
69. Зельдович Я.Б., Компанеец A.C., Теория детонации М: Гостехиздат, 1955. -268 с.
70. Кизильштейн Л.Я., Дубов И.В., Шпицглуз А.Л., Парада С.Г., Компоненты зол и шлаков ТЭС. М: Энергоатомиздат, 1995. - 176 с.
71. Кобылкин И.Ф., Сысоев Н.Н., Соловьев B.C., Селиванов В.В., Ударные и детонационные волны. Методы исследования. 2-е изд., перераб. и доп. М: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 376 с.
72. Крылов О. В. // «Кинетика и катализ». 1985 - Т.26. - № 2. - С. 263-274.
73. Кудзило С., Кохличек П., Тржчинский В.А., Зееман С., Рабочие характеристики эмульсионных взрывчатых веществ. // ФГВ. 2002. — Т.38. -№4.-С. 95-102.
74. Кук М.А., Наука о промышленных взрывчатых веществах. — М.: Недра, 1980.-465 с.
75. Мейдер Ч., Численное моделирование детонации. М: Мир, 1985. -384 с.
76. Митрофанов В.В., Детонация гомогенных и гетерогенных систем. -Новосибирск, 2003. 200 с.
77. Митрофанов В.В., Теория детонации. Новосибирск: Изд-во Нов. гос. ун-та, 1982.-92с.
78. Михайлюк К.М., Трофимов B.C., О возможном газодинамическом пределе распространения стационарной детонации. // ФГВ. Т. 13. - №4. -1977.
79. Пат. 4 016 229 (США), С04В 033/32; С04В 035/64; С04В 035/91. Closed-cell ceramic foam material. Опубл. 05.04.1997.
80. Пат, 4 121 945 (США), МКИ С 04 В 31/40. Процесс обогащения золы уноса.
81. Пат. 4 652 433 (США), МКИ С 01 7/00; С01 49/00. Способ извлечения минералов и производство сопутствующих продуктов из угольной золы.
82. Пат. РФ № 2 063 945. Водонаполненный взрывчатый состав. Опубл. 20.07.1996.
83. Пат. РФ №2 080 934, В03В5/62. Камерный гидравлический классификатор. -Опубл. 10.06.1997.
84. Писаревский А.Н. и др., Системы технического зрения./под общ. ред. А.Н Писаревского, А.Ф. Чернявского. Л: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988 - 424 с.
85. Прэтт У., Цифровая обработка изображений. Кн.2: Пер. с англ. М: Мир, 1982.-480с.
86. Салтыков С.А., Стереометрическая металлография. М: Металлургия, 1976.-272 с.
87. Селиванов В.В., Соловьев B.C., Сысоев H.H., Ударные и детонационные волны. Методы исследования, Издательство МГУ, 1990.
88. Сильвестров В.В., Караханов С.М. и др., Влияние плотности эмульсионного ВВ на ширину зоны реакцию. // «VII Харитоновские тематические научные чтения»: Труды международной конференции 14-18 марта 2005, Саров: ВНИИЭФ. 2005.
89. Сокол Э.В., Максимова Н.В., Нигматулина E.H., Френкель А.Э., Природа, химический и фазовый состав энергетических зол челябинских углей. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 110 с.
90. Соловьев B.C., Аттенков A.B., Бабкин A.B., Бойко М.М., Колпаков
91. B.И., Оценка потенциальной возможности локального разогрева по механизму пластического течения. // "Детонация". Материалы II Всесоюзного совещания по детонации. Выпуск И. Черноголовка, 1981.1. C. 15-19.
92. Соснин В.А., Колганов Е.В., Исследование процесса детонации в эмульсионных промышленных веществах. // Хим. Физика. 2003. -Т.22. - №8. - С. 100-107.
93. Томас Ч., Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы, пер с англ. — М, 1973.
94. Хасаинов Б.А. и др., Ударно-волновая чувствительность модельного ЭМ, сенсибилизированного стеклянными микросферами. // 12-й Симпозиум по горению и взрыву: Черноголовка, 2000.
95. Хасаинов Б.А., Аттетков A.B., Борисов A.A., Ударно-волновое инициирование пористых энергетических материалов и вязкопластическая модель горячих точек. // Химическая Физика, 1996, - Т.7. — С.987.
96. Хасаинов Б.А., Борисов A.A., Ермолаев Б.С., Короткое А.И., Вязкопла-стический механизм образования "горячих точек" в твердых гетерогенных ВВ. // "Детонация". Материалы II Всесоюзного совещания по детонации. Выпуск И. — Черноголовка, 1981. С. 19-22.
