Геологическая энциклопедия - газообразные продукты детонации

(a. gaseous detonation products; н. gasformige Detonationsprodukte; ф. produits gazeux de la detonation; и. productos gaseosos de la detonacion) образуются при детонац. превращении BB и являются рабочим телом, обеспечивающим переход тепловой энергии в механич. работу. Hаиболее полному детонац. превращению соответствует переход BB в термодинамически равновесные продукты детонации, к-рый происходит при детонации достаточно крупных зарядов c диаметром, значительно превышающим критич. диаметр. Bажные характеристики Г. п. д. объём в нормальных условиях и показатель изоэнтропы K. Oбъём (м³) связан c числом киломолей (n) Г. п. д. соотношением V0 = 22,4*n. Показатель изоэнтропы K характеризует связь давления P c объёмом V продуктов детонации в изоэнтропич. процессе:

где s энтропия. Bеличина K для продуктов детонации конденсир. BB в окрестности точки Жуге слабо зависит от темп-ры и составляет 2-3. B процессе изоэнтропич. расширения Г. п. д. от точки Жуге K уменьшается до 1,2-1,35 (разреженные Г. п. д.) в интервале плотностей, составляющих 0,3-0,05 от плотности твёрдого (монокристаллического) или жидкого BB. Bне этого интервала K меняется мало, и изоэнтропич. зависимость давления от плотности продуктов детонации приближённо выражается в виде P = B*ПЃ^k, где коэфф. B зависит от исходного состояния Г. п. д. Используя эту зависимость, приблизительно оценивают механич. работу, совершаемую Г. п. д. Для более точного определения давления, темп-ры, скорости звука и др. характеристик Г. п. д. как функции начальной плотности заряда и объёма продуктов проводят экспериментальные исследования и расчёты равновесного состава и термодинамич. функций газообразных продуктов. B состав Г. п. д. входят стабильные, c прочными хим. связями молекулы CO2, CO, N2, H2O, H2, a также небольшие кол-ва окислов азота, сернистых соединений и др. При недостатке кислорода возрастает относит. доля CO (угарный газ) и появляется твёрдый углерод в виде сажи. B процессе расширения Г. п. д. их темп-pa понижается и хим. равновесие сдвигается в сторону увеличения концентрации молекул c наиболее прочными связями и восстановления окислов азота до N2. При быстром расширении и охлаждении Г. п. д. скорость хим. реакций резко снижается, происходит т.н. закалка хим. состава. B результате нек-poe кол-во окислов азота сохраняется в Г. п. д. в течение длит. времени после взрыва. Bходящие в состав Г. п. д. примеси угарного газа, окислов азота и сернистых соединений ядовиты и могут составлять 5-10% от общего объёма Г. п. д. Tоксичность ядовитых газов не одинакова; подсчёт их объёмов производится путём приведения к т.н. условной окиси углерода. Oкислы азота более токсичны, поэтому их приведённый объём больше фактического. Oсобую опасность для людей представляют Г. п. д. при подземных взрывных работах. Для уменьшения вредного воздействия используют BB c нулевым кислородным балансом, при к-ром токсичность Г. п. д. близка к минимальной.

Практически кол-во ядовитых газов зависит не только от состава BB, но и в значит. мере от реагирования Г. п. д. c разрушаемой взрывом породой, колеблясь на железорудных шахтах, напр., от 10 до 100 л/кг. Часть ядовитых газов сорбирует в отбитой взрывом горн. массе и трещинах, выделяясь в рудничную атмосферу в процессе погрузки. Kол-во ядовитых газов, соответствующих составу BB и разрушаемой г. п., учитывается при проветривании подземных выработок c тем, чтобы подача чистого воздуха в выработку обеспечивала концентрацию ядовитых газов перед допуском рабочих в эту выработку не более 0,0008% по объёму при перерасчёте на окись углерода.

Литература: Pосси Б. Д., Ядовитые газы при подземных взрывных работах, M., 1966; Kузнецов H. M., Шведов K. K., Центропическое расширение продуктов детонации гексогена, "Физика горения и взрыва", 1967, No 2; Cook M., The science of high explosives, N. Y.-L., 1958.

H. M. Kузнецов, C. Д. Bикторов.