РЕФЕРАТ по МДК 01.01. «Основы горного дела» специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» (ПРМПИ) на тему: « История взрывчатых веществ (ВВ) »
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
«РОВЕНЬКОВСКИЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
РЕФЕРАТ
по междисциплинарному курсу МДК 01.01. «Основы горного дела»
специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных
ископаемых» (ПРМПИ) на тему: « История взрывчатых веществ »
Выполнил:
студент группы ПРМПИ -19
Кондусов А.В.
Руководитель:
преподаватель спецдисциплин
Богатырева Н.Б.
Ровеньки 2021
Содержание
Содержание 2
Введение 3 | |
История создания и применения взрывчатых веществ 3 История развития техники взрывания и средств инициирования ВВ 6 |
Заключение 8
Интернет – ресурсы 9
Введение
Взрывчатое вещество ( ВВ, взрывчатка) — конденсированное химическое вещество или смесь таких веществ, способное при определенных условиях под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению (взрыву) с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов. В зависимости от химического состава и внешних условий взрывчатые вещества могут превращаться в продукты реакции в режимах медленного горения, быстрого (взрывного) горения или детонации. Поэтому традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определённой скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы). Взрывчатые вещества относятся к энергетическим конденсированным системам.
История создания и применения взрывчатых веществ
Первым взрывчатым веществом, которое изобрел человек, был чёрный дымный порох. Время его открытия и имена изобретателей остались неизвестными (7 в.). В древние времена порох знали в Китае и Индии, откуда его заимствовали арабы. По утверждению Бертело чёрный дымный порох в Европе начали использовать в Х в. при проведении праздников, так называемых “вечеров огня”. Как метательное средство порох известен с XIII в.
Еще до пороха в Европе стали применять «греческий огонь» — горючее взрывчатое вещество, рецепт которого, к сожалению, не дошел до наших дней. «Греческий огонь» представлял собой легковоспламеняющуюся смесь, которая не только не тушилась водой, но даже становилась в контакте с ней еще более огнеопасной. Этот ВВ был придуман византийцами, они активно использовали «греческий огонь» как на суше, так и в морских баталиях, и хранили его рецептуру в строжайшем секрете. Современные эксперты считают, что в состав этой смеси входили нефть, смола, сера и негашёная известь.
Порох впервые появился в Европе примерно в середине XIII века и до сих пор неизвестно, как именно он попал на континент. Среди европейских изобретателей пороха часто упоминают имена монаха Бертольда Шварца и английского ученого Роджера Бэкона, хотя единого мнения у историков нет. По одной из версий порох, изобретенный в Китае, через Индию и Ближний Восток попал в Европу. Так или иначе, уже в XIII столетии европейцы знали о порохе и даже пытались использовать это кристаллическое взрывчатое вещество для мин и примитивного огнестрельного оружия.
В XV в. порох начали применять в минно-подрывном деле для разрушения укреплений противника: при осаде Будапешта (Венгрия) в 1489 г. и Казани (Россия) в 1552 г. Впервые в мире для хозяйственных целей порох был использован в 1548 г. при расчистке фарватера р. Неман.
История применения ВВ в горном деле началась в Словакии на руднике Банска-Штявница при проходке штольни в 1627 г., а к концу XVII в. взрывные работы в горной промышленности применялись почти во всех странах Европы. Но поскольку эффективность взрывных работ была невысока, человек работал над созданием более мощных ВВ. В годы бурного развития химии в конце XVIII и начале XIX вв. были получены первые новые более эффективные ВВ: нитробензол в 1834 г., нитронафталин в 1836 г., пироксилин в 1846 г.
История открытия взрывчатых веществ – героические страницы в летописи химии. Часто химик, получивший новое соединение, не подозревал о том, что оно способно взрываться, и дорого (потерей пальцев, зрения, а иногда и жизни) оплачивал своё открытие.
Большим событием в области создания ВВ было получение профессором А.Собреро (г. Турин, Италия) путём обработки глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты азотнокислого эфира глицерина (нитроглицерина) в 1846 г. Это было, по существу, концом эпохи порохов и началом эры мощных ВВ. В чистом виде нитроглицерин – бесцветная маслянистая жидкость, ядовит, весьма чувствителен к механическим воздействиям (удару, трению) и к огню. Температура вспышки 180˚С, горение его быстро переходит во взрыв, чувствительность к удару 4 см.
В то время нитроглицерин могли делать небольшими партиями. Попытки изготовлять его в больших количествах заканчивались взрывами. Ввиду большой чувствительности к удару и трению и вследствие неудобства работы с жидким ВВ чистый нитроглицерин имел ограниченное применение, а вскоре его перестали использовать.
В 1853 г. российский академик Н.Н. Зинин и полковник артиллерии В.Ф. Петрушевский разработали технологию изготовления нитроглицерина в больших количествах. Для удобства применения они провели эксперименты по пропитке различных невзрывчатых веществ нитроглицерином и в этом же году предложили несколько видов новых ВВ, аналогичных по составу будущим динамитам (в течение 1860-1863 гг. исследователи изготовили 160 пудов таких ВВ).
В 1863 г. Альфред Бернард Нобель (Швеция) получил, а в 1866 г. наладил выпуск пластичного ВВ на основе нитроглицерина с добавкой 25% минерала – инфузорной земли (кизельгур) и назвал его динамитом,что в переводе со шведского означает “сильный”. Это был переворот во взрывном деле.
В 1867 г. шведскими химиками И. Ольсеном и И. Норбитом были получены и запатентованы ВВ на основе аммиачной селитры, в дальнейшем названные аммонитами. Однако А. Нобель купил патент и более чем на 20 лет задержал внедрение их в промышленность.
В 1877 г. Мюллер предложил вводить кристаллогидраты в состав динамита, назвав новое ВВ ваттеркизельгурдинамитом. Это было первое предохранительное ВВ.
В 1886 г. профессор Петербургского горного института Н.Н. Чельцов изобрел аммиачно-селитренное ВВ “громобой”.
В 1885 г. в качестве ВВ начали использовать пикриновую кислоту, с 1887 г. –тетрил, с 1891 г. – тротил (получен профессором Вильбрандтом в 1863 г.). Гексоген и тэн были синтезированы в конце XIX в.
В 1892 г. Д. И. Менделеев получил бездымный порох и разработал безопасную технологию его изготовления. Этот порох был принят
адмиралом С. О. Макаровым на вооружение военно-морского флота.
В середине 50-х годов XXв. разработаны группы аммиачно-селитренных ВВ: мощных скальных аммонитов с добавками гексогена, гранулитов и граммонитов на основе аммиачной селитры, грубодисперсных водосодержащих и горячельющихся ВВ. Работы проводились на основе исследований академика Н.В. Мельникова, профессора Г.П. Демидюка и др.
Ко второй половине ХХ в. в большинстве стран мира перешли от использования динамитов, в составе которых содержатся весьма чувствительные и опасные в производстве нитроэфиры, к применению аммонитов и аммоналов, содержащих в качестве горючего сравнительно более безопасные тротил, гексоген и алюминий, а также такие ВВ, компоненты которых до их смешивания не взрываются.
Во второй половине ХХ века начались разработки высокопредохранительных ВВ.
История развития техники взрывания и средств инициирования ВВ
Для подрывания пороховых зарядов вначале применялись пороховые дорожки. Первые в мире лабораторные взрывы пороха электрическим способом осуществил замечательный русский учёный-физик В. В. Петров в 1803 г.
В 1812 г. профессор П. И. Шиллинг (Россия) создал и впервые применил электрический воспламенитель с угольковым запалом, который в 1839 г. заменил воспламенителем с электрическим мостиком накаливания. Б.С. Якоби (Россия) довёл электрический способ воспламенения пороховых зарядов до практического использования. Он же в 1842 г. разработал первую электрическую взрывную машинку.
В 1831 г. инженером Бикфордом предложен огнепроводной шнур, положивший начало так называемому огневому способу инициирования зарядов ВВ.
Н.Н. Зинин и В.Ф. Петрушевский (Россия) установили, что некоторые сорта динамитов не взрываются от пламени. Поэтому для усиления воздействия на ВВ они впервые применили в качестве инициатора небольшой заряд чёрного пороха, от которого взрывались все сорта динамитов. Заряд-детонатор усовершенствовал капитан Д.М. Андриевский (Россия). В 1865 г. для полноты взрывания ВВ он применил специальный запал, который представлял собой бумажную гильзу в виде усечённого конуса с закреплённым в ней электровоспламенителем, снаряженную порохом. На торце сделано углубление, заполненное железными опилками.
Это был не только первый в мировой практике электродетонатор, это был первый, хотя и неосознанный, случай практического использования эффекта кумуляции.
В 1868 г. А. Нобель (Швеция) сконструировал капсюль-детонатор в виде медной гильзы с начинкой из гремучей ртути (вместо пороха), открытой в 1799 г. химиком Э. Говардом (в 1815 г. её применили в оружейных капсюлях). В том же году А. Нобель получил патент на “Запал Нобеля”. Это был настоящий переворот в горном деле.
В 1879 г. французский учёный Мэссен предложил в качестве средства инициирования ВВ детонирующий шнур.
Относительно развития средств электрического взрывания следует отметить, что во второй половине ХХ в. были разработаны электродетонаторы обычной и повышенной инициирующей способности, непредохранительные и предохранительные, по времени срабатывания мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия со сравнительно небольшим временем разброса при срабатывании и высоким уровнем безотказности (К.А. Берлин, Г.И. Покровский, Н.Л. Росинский и др.).
Разработка новых взрывчатых веществ и взрывных устройств продолжалась все прошлое столетие, исследования в этом направлении идут и сегодня.
В 1942 году американский химик Бахманн получил новую взрывчатку, похожую на гексоген, но гораздо мощнее его. Новое ВВ получило название октоген, по своей эффективности один килограмм этого взрывчатого вещества равен четырем килограммам тротила.
В 60-е годы американская компания EXCOA предложила Пентагону новую взрывчатку на основе гидразина, которая якобы была в 20 раз мощнее тротила. Однако был у этого ВВ и один ощутимый минус – абсолютно мерзкий запах заброшенного привокзального туалета. Проверка показала, что по мощности новое вещество превосходит тротил всего лишь в 2-3 раза, и от использования решили отказаться. После этого EXCOA предложила другой способ применения взрывчатого вещества: делать с его помощью окопы.
Вещество тонкой струйкой поливалось на землю, а затем подрывалось. Тем самым в считанные секунды можно было получить окоп полного профиля без лишних усилий. Несколько комплектов взрывчатки отправили во Вьетнам для испытания в боевых условиях. Конец этой истории был забавным: окопы, полученные с помощью взрыва, имели такой отвратительный запах, что солдаты отказывались находиться в них.
В конце 80-х американцы разработали новую взрывчатку – CL-20. По информации некоторых СМИ, ее мощность едва ли не в двадцать раз превышает тротил. Однако из-за своей высокой цены (1300 долларов за 1 кг) широкомасштабное производство нового ВВ так и не было начато.
Заключение
Горнодобывающая промышленность в настоящее время является не только одной из наиболее динамично развивающихся отраслей, но и отраслью, во многом определяющей уровень экономического развития страны в целом.
Буровзрывной способ добычи полезных ископаемых является основным. Экономическая эффективность взрывных работ определяется эффективностью применяемых ВВ и возможностью максимальной механизации процессов, связанных с их изготовлением и применением. Этот вид работ, и без того выделяющийся своей повышенной опасностью, с повышением уровня их механизации и увеличением производительности может сделаться еще более опасным.
Исходя из вышеизложенного, в основе решения указанной задачи лежит выполнение трех, не всегда совместимых между собой требований, как повышение эффективности взрыва промышленных ВВ, а также уровней механизации и технологической безопасности при их изготовлении и применении.
Разработка новых взрывчатых веществ будет продолжаться и в дальнейшем.
Интернет – ресурсы:
1. Сайт Эл. Словарь: Wikipedia. – (Электронный ресурс) – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/
2. Научная электронная библиотека КиберЛенинка . – (Электронный ресурс) – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/
3. Файловый архив студентов. . – (Электронный ресурс) – Режим доступа: https://studfile.net/preview