Что такое взрыв?
Взрыв — это процесс быстрого высвобождения огромного количества энергии в результате мгновенных химических или физических превращений вещества. Когда горение специальных взрывчатых материалов происходит с колоссальной скоростью (за миллионные доли секунды), внутренняя энергия молекул преобразуется в кинетическую энергию движения. Это приводит к образованию раскалённых газов под чудовищным давлением, которые создают мощную ударную волну, распространяющуюся со скоростью в несколько километров в секунду.
Мирное применение взрывных работ
Сила взрыва находит разнообразное применение в технике и промышленности. С её помощью выполняют уникальные операции: сваривают и штампуют металлические детали, упрочняют их поверхность. Взрывные технологии помогают в борьбе со стихией — они разрушают ледяные заторы, угрожающие судам и мостам, а также используются для рыхления мёрзлого грунта, прокладки каналов и расчистки территорий под сельскохозяйственные угодья, где валят деревья. Однако наиболее масштабной сферой применения мирного взрыва по праву считается горное дело.
Взрывные работы в горной промышленности
Твёрдые полезные ископаемые залегают в виде монолитного массива, который невозможно разработать обычным ковшом экскаватора. Чтобы облегчить работу горных машин и избежать их перегрузок, породу предварительно разрушают с помощью взрыва. Для этого в монолите бурят сеть скважин, которые затем плотно заполняют зарядами взрывчатых веществ. Расчёт количества скважин, их глубины и мощности заряда — сложная инженерная задача, которая зависит от требуемого объёма разрушения и необходимой степени дробления породы.
Технология и история взрывного дела
Современная горная промышленность использует электрический способ взрывания, изобретённый в 1812 году русским учёным П. Л. Шиллингом. Заряженные скважины оснащаются электрическими взрывателями, провода от которых выводят на безопасное расстояние. После эвакуации людей и подачи предупредительных сигналов по всем проводам одновременно посылается электрический импульс. Срабатывают взрыватели, и взрывная волна, движущаяся со скоростью свыше 7 км/с, за доли секунды выполняет работу, сравнимую с усилием десятков тысяч людей, превращая монолит в груду обломков.
Исторически горное дело служило полигоном для испытания новых взрывчатых веществ. На смену чёрному пороху, использовавшемуся веками, в XVII–XVIII веках пришли более мощные, но опасные составы вроде гремучей ртути. Прорывом XIX века стало изобретение динамитов, а в 1867 году шведские инженеры создали мощные и более безопасные аммиачно-селитренные взрывчатые вещества — аммониты.
Масштабные проекты с применением направленных взрывов
Взрывные технологии применяются не только для разрушения, но и для созидания. На открытых горных работах с помощью направленных взрывов «на выброс» создают котлованы карьеров, быстро удаляя пустые породы. Ярким примером является вскрытие Коркинского угольного месторождения в Челябинской области, где одномоментно было взорвано более тысячи тонн взрывчатки.
Направленные взрывы также используются в инженерной защите и мелиорации. Так, для защиты Алма-Аты от селей в каньоне Медео с помощью взрыва 5,6 тысяч тонн веществ была создана набросная плотина. В последние годы эту технологию активно применяют для быстрого формирования каналов и траншей в мелиоративных целях.