Технология и безопасность взрывных работ

Дана историческая справка о взрывных работах, теории детонации, приведены ассортимент 
промышленных взрывчатых веществ (ВВ) для 
использования в различных горнотехнических 
условиях, современные средства и способы 
взрывания. Рассмотрены основы теории действия взрыва в среде, особенности химического взрыва, кислородный баланс ВВ, формы 
процессов их превращения, принципы расчета 
и расположения зарядов. Изложены методики выбора рациональных параметров отбойки, 
включающие выбор типов ВВ, составление проекта (паспорта) буровзрывных работ (БВР), монтаж взрывных сетей и производство взрыва. 
Описаны факторы регулирования степени дробления горных пород взрывом и направления 
механизации взрывных работ.

Е. В. Кирюшина, В. Н. Вокин, М. Ю. Кадеров
ТЕХНОЛОГИЯ  И  БЕЗОПАСНОСТЬ
ВЗРЫВНЫХ  РАБОТ

Учебное пособие

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА,  
ГЕОЛОГИИ И ГЕОТЕХНОЛОГИЙ

Е. В. Кирюшина, В. Н. Вокин, М. Ю. Кадеров  ТЕХНОЛОГИЯ  И  БЕЗОПАСНОСТЬ ВЗРЫВНЫХ  РАБОТ

Оглавление 
 

1 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
Е. В. Кирюшина, В. Н. Вокин, М. Ю. Кадеров 
 
 
ТЕХНОЛОГИЯ  И  БЕЗОПАСНОСТЬ 
ВЗРЫВНЫХ  РАБОТ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2018 

Оглавление 
 

2 

УДК 622.233(075.8) 
ББК 33.133я73 
         К438 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы:  
А. Г. Михайлов, доктор технических наук, заведующий лабораторией 
проблем освоения недр Института химии и химической технологии СО РАН;  
Г. Д. Першин, доктор технических наук, профессор Магнитогорского государственного технического университета имени Г. И. Носова 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кирюшина, Е. В. 
К438       Технология и безопасность взрывных работ : учеб. пособие /               
Е. В. Кирюшина, В. Н. Вокин, М. Ю. Кадеров. – Красноярск : Сиб. 
федер. ун-т, 2018. – 236 с. 
 
ISBN 978-5-7638-3822-0 
 
Дана историческая справка о взрывных работах, теории детонации, приведены ассортимент промышленных взрывчатых веществ (ВВ) для использования в различных горнотехнических условиях, современные средства и способы 
взрывания. Рассмотрены основы теории действия взрыва в среде, особенности 
химического взрыва, кислородный баланс ВВ, формы процессов их превращения, принципы расчета и расположения зарядов. Изложены методики выбора 
рациональных параметров отбойки, включающие выбор типов ВВ, составление 
проекта (паспорта) буровзрывных работ (БВР), монтаж взрывных сетей и производство взрыва. Описаны факторы регулирования степени дробления горных 
пород взрывом и направления механизации взрывных работ. 
Предназначено 
для 
студентов, 
обучающихся 
по 
специальности 
21.05.04.09 «Горные машины и оборудование». 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 622.233(075.8) 
ББК 33.133я73 
 
ISBN 978-5-7638-3822-0                                                           © Сибирский федеральный  
                                                                                                         университет, 2018 

Оглавление 
 

3 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ПРИНЯТЫЕ  СОКРАЩЕНИЯ ................................................................................................ 5 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................... 7 
Г л а в а  1.  ОСНОВЫ  ТЕОРИИ ВЗРЫВА ........................................................................... 9 
1.1. История изобретения, совершенствования  
       и применения взрывчатых веществ ............................................................ 9 
1.2. Формы химического превращения взрывчатых веществ....................... 11 
1.3. Взрывчатые материалы ............................................................................. 15 
1.3.1. Компоненты взрывчатых веществ ................................................. 16 
1.3.2. Принципы построения предохранительных  
          взрывчатых веществ ........................................................................ 21 
1.3.3. Технологические свойства взрывчатых веществ .......................... 24 
1.3.4. Кислородный баланс ....................................................................... 26 
1.3.5. Энергия, выделяющаяся при взрыве, и степень  
          ее использования .............................................................................. 28 
1.4. Системы инициирования ........................................................................... 32 
Г л а в а  2.  ВЕДЕНИЕ  ВЗРЫВНЫХ  РАБОТ  
                     ПРИ  РАЗЛИЧНЫХ  СИСТЕМАХ  ИНИЦИИРОВАНИЯ ........................... 35 
2.1. Инициирующие взрывчатые вещества и средства инициирования ...... 35 
2.1.1. Инициирующие взрывчатые вещества .......................................... 35 
2.1.2. Капсюли-детонаторы и электродетонаторы .................................. 37 
2.2. Электрический способ взрывания зарядов .............................................. 41 
2.3. Измерительные и контрольные приборы ................................................ 46 
2.4. Источники тока для взрывания электродетонаторов ............................. 50 
2.5. Детонирующий шнур и пиротехнические замедлители ........................ 55 
2.6. Огнепроводный шнур и средства его зажигания .................................... 56 
Г л а в а  3.  МЕРЫ  БЕЗОПАСНОСТИ  ПРИ  ПРОИЗВОДСТВЕ  
                    ВЗРЫВНЫХ  РАБОТ ......................................................................................... 62 
3.1. Способы и средства взрывания зарядов взрывчатых веществ .............. 62 
3.1.1. Технология и безопасность огневого  
          и электроогневого взрывания ......................................................... 62 
3.1.2. Технология и безопасность электрического взрывания .............. 66 
3.1.3. Технология и безопасность взрывания  
          детонирующим шнуром .................................................................. 69 
3.1.4. Технология и безопасность при использовании  
          неэлектрических систем инициирования ...................................... 72 
3.2. Классификация зарядов взрывчатых веществ ......................................... 77 
3.2.1. Конструкции скважинных зарядов  
          при открытом способе разработки ................................................. 78 
3.2.2. Схемы соединения зарядов ............................................................. 83 
3.2.3. Расчет зарядов и ведение взрывных работ  
          методом камерных зарядов ............................................................. 88 
3.2.4. Контурное взрывание ...................................................................... 94 
3.2.5. Конструкции зарядов при подземном способе разработки ......... 95 

Оглавление 
 

4 

3.2.6. Дробление негабаритных кусков и валунов ................................ 100 
3.3. Ликвидация отказавших зарядов ............................................................ 102 
3.4. Комплексная механизация взрывных работ на карьерах ..................... 104 
Г л а в а  4.  МАССОВЫЕ  ВЗРЫВЫ ................................................................................. 106 
4.1. Основные параметры сейсмобезопасности взрывных работ ............... 106 
4.2. Организация взрывных работ на подготовительном этапе ................. 112 
4.3. Проектное обеспечение и технологические особенности  
       взрывных работ ........................................................................................ 114 
4.3.1. Типовой и технический проекты массового взрыва ................... 115 
4.3.2. Специальный проект массового взрыва ...................................... 115 
4.4. Обеспечение безопасности работ при производстве  
       массовых взрывов .................................................................................... 117 
4.5. Организация производства массовых взрывов под землей ................. 119 
4.6. Паспорт буровзрывных работ ................................................................. 123 
4.7. Режим производства взрывных работ  
       при подземном способе разработки ....................................................... 124 
4.8. Персонал для взрывных работ ................................................................ 128 
4.9. Обеспечение безопасного транспортирования  
       взрывчатых материалов ........................................................................... 130 
Г л а в а  5.  СКЛАДЫ  ВЗРЫВЧАТЫХ  МАТЕРИАЛОВ ............................................... 135 
5.1. Виды складов взрывчатых материалов и их вместимость ................... 135 
5.1.1. Поверхностный базисный склад взрывчатых материалов ......... 137 
5.1.2. Расходные склады взрывчатых материалов ................................ 139 
5.2. Учет и порядок допуска взрывчатых материалов к применению ....... 143 
5.3. Упаковка взрывчатых материалов ......................................................... 145 
5.4. Правила безопасности при получении, хранении  
       и использовании взрывчатых материалов ............................................. 147 
5.5. Уничтожение взрывчатых материалов .................................................. 150 
Г л а в а  6.  ИСПЫТАНИЕ  ВЗРЫВЧАТЫХ  МАТЕРИАЛОВ ....................................... 152 
6.1. Методы испытания взрывчатых веществ .............................................. 152 
6.2. Методы испытания средств инициирования ......................................... 167 
Г л а в а  7.  СПЕЦИАЛЬНЫЕ  ВИДЫ  ВЗРЫВНЫХ  РАБОТ ........................................ 172 
ПРАКТИЧЕСКИЕ  РАБОТЫ .............................................................................................. 177 
Практическая работа 1. Расчет кислородного баланса   
и составление рецептуры промышленных взрывчатых веществ ............... 177 
Практическая работа 2. Выбор и определение параметров  
взрывного разрушения негабаритов .............................................................. 183 
Практическая работа 3. Расчет параметров зарядов  
при контурном взрывании .............................................................................. 189 
Практическая работа 4. Расчет параметров зарядов  
при взрывании на выброс ............................................................................... 194 
Практическая работа 5. Порядок организации и проведения  
буровзрывных работ на карьере .................................................................... 201 
Практическая работа 6. Определение безопасных расстояний  
при взрывных работах .................................................................................... 216 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................... 226 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК ................................................................................ 227 
ПРИЛОЖЕНИЯ .................................................................................................................... 228 

Принятые сокращения 
 

5 

 
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 
 
АС 
аммиачная селитра 
БВВ 
бризантное, или дробящее, взрывчатое вещество 
БВР 
буровзрывные работы 
ВВ 
взрывчатое вещество 
ВГСЧ 
военизированная горноспасательная часть 
ВМ 
взрывчатые материалы 
ВР 
взрывные работы 
ВС 
взрывчатый состав 
ВТБ 
вентиляция и техника безопасности 
ГП НПО «ПХЗ» 
государственное предприятие «Научно-производственное объединение "Павлоградский химический завод"» 
ДТ 
дизельное топливо 
ДШ 
детонирующий шнур 
ДША 
детонирующий шнур асфальтированный 
ДШВ 
детонирующий шнур для подводного взрывания 
ДШЭ 
детонирующий шнур экструзионный (полимерный) 
ЕПБ 
Единые правила безопасности 
ЗК 
кумулятивный заряд 
ЗМ 
зарядная машина 
ЗП 
зажишательный патрон 
ИВВ 
инициирующее взрывчатое вещество 
ИТР 
инженерно-технические работники 
КВМ 
конденсаторная взрывная машинка 
КД 
капсюль-детонатор 
КЗДШ 
пиротехнические замедлители детонирующего шнура 
КИП 
контрольно-измерительный прибор 
КИШ 
коэффициент использования шнура 
КС 
калиевая селитра 
ЛНС 
линия наименьшего сопротивления 
ЛСПП 
линия наименьшего сопротивления по подошве 
ЛЭП 
линия электропередач 
МВС 
метано-воздушная смесь 
МКЗВ 
многорядное короткозамедленное взрывание 
НС 
натриевая селитра 
НСИ 
неэлектрические системы инициирования 
НИИ ВЭМ 
Научно-исследовательский институт высокоэнергетических материалов 

Принятые сокращения 
 

6 

 

ОВД 
отлел внутренних дел 
ОВЦ 
омметр взрывных цепей 
ОД 
оптический детонатор 
ОШ 
огнепроводный шнур 
ОША 
огнепроводный шнур асфальтированный 
ОШДА 
огнепроводный шнур с дважды асфальтированной оплеткой 
ОШП 
огнепроводный шнур пластикатный 
ОШЭ 
огнепроводный шнур экструзивный 
ПБ 
правила безопасности 
ПВ 
продукты взрыва 
ПВВ 
пластичные взрывчатые вещества 
ПВС 
пылевентиляционная служба 
ПИ 
полезные ископаемые  
РП 
пиротехническое реле 
СЗМ 
смесительно-зарядная машина 
СИ 
средства инициирования 
СИО 
система информации об опасности 
ТБ 
техника безопасности 
УВВ 
ударная воздушная волна 
УВТ 
ударно-волновая трубка 
ЭВ 
электровоспламенитель 
ЭД 
электродетонатор 
ЭДКЗ 
электродетонатор короткозамедленного действия 
ЭЗ 
электрозажигатели 
ЭЗП 
электрозажигательный патрон 

Введение 
 

7 

 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
В России удельный вес открытого способа разработки в горной промышленности составляет 70–75 %, это связано с увеличением производительности разрезов в угольной промышленности и карьеров в цветной              
металлургии [5]. 
Одним из сложнейших процессов в технологии открытых горных  
работ являются буровзрывные работы, качество которых определяет эффективность всех последующих технологических процессов: экскавации, 
транспортирования и переработки горной массы. 
Буровзрывные работы – дорогостоящий и ответственный технологический процесс. На карьерах при массовом взрыве используют от 20–30 до 
150 т и более взрывчатых веществ [1]. 
К безопасности, экономичности и экологичность производства буровзрывных работ на карьерах предъявляются высокие требования. 
Буровзрывной комплекс оборудования на карьерах представлен 
большим количеством горных машин, механизмов и устройств: мощные 
буровые станки для бурения скважин диаметром 160, 216, 245, 270 и 320 мм; 
зарядные, смесительно-зарядные, доставочно-зарядные и забоечные машины 
и прочее оборудование. Для выполнения взрывных работ используют десятки видов ВВ, электродетонаторов (ЭД), капсюлей-детонаторов (КД),         
шашек из ВВ, детонирующих (ДШ) и огнепроводных (ОШ) шнуров, пиротехнических реле, взрывных машинок и минных станций, кабелей, электронных устройств для взрывания по радиосигналу и многое другое. При 
этом следует отметить, что вид ВВ непосредственно влияет на выбор типа 
зарядной техники и диаметра бурения [8]. 
В результате изучения дисциплины будущие инженеры-механики 
и технологи должны: знать обширный спектр технических средств для производства БВР; уметь осуществлять инженерное руководство технологией 
и техникой БВР, контроль производства ВР; владеть составлением проекта 
на массовый взрыв, включая выбор ВВ, расчет скважинных зарядов и определение размеров охраняемой опасной зоны при выполнении взрыва; 
знать правила безопасной эксплуатации средств механизации при БВР. 
В области БВР центральная задача, которую должны уметь решать 
горные инженеры, это выбор параметров и видов (типоразмеров) средств 
механизации БВР для проектирования и выполнения массовых взрывов на 
карьерах с учетом многих факторов. К основным из них относятся горно

Введение 
 

8 

геологические (крепость, трещиноватость, структура и степень обводненности горных массивов) и горно-технологические (высота уступов, тип 
экскаватора и транспорта горной массы, масштаб взрыва и др.) факторы, 
характеризующие условия взрывного разрушения горных пород уступа. 
Изучение данного пособия позволит приобрести студентам навыки самостоятельного решения этой сложной инженерной задачи. 
В пособии приведены практические работы, при выполнении которых необходимо определить рациональный диаметр скважинных зарядов, 
выбрать способ бурения и тип бурового станка, рассчитать производительность и количество буровых станков; вычислить основные параметры 
взрывных работ, размеры опасных зон по разлету кусков, по действию 
ударно-воздушной волны (УВВ) для людей и оборудования [14]. 
Для удобства решения поставленных задач каждая практическая               
работа содержит необходимые теоретические и методические сведения, 
справочный материал и примеры расчетов БВР. 

1.1. История изобретения, совершенствования и применения взрывчатых веществ 
 

9 

 
Г л а в а  1 

 
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ВЗРЫВА 
 
 
1.1. История изобретения, совершенствования 
и применения взрывчатых веществ 
 
История развития взрывных работ непосредственно связана с созданием, производством ВВ и средств их инициирования, созданием средств 
бурения, классификацией горных пород для оценки их сопротивляемости 
разрушению при бурении и взрывании, разработкой теории детонации ВВ 
и разрушения горных пород, развитием промышленности по добыче 
скальных полезных ископаемых (ПИ) [3, 6]. 
Первым известным взрывчатым веществом был черный порох – 
смесь селитры, серы и угля в различных соотношениях, использовавшийся 
с далекой древности в Китае для фейерверков, во второй половине X в. он 
стал применяться в военных целях. В XI в. его начали использовать арабы 
в военных целях. Примерно в XIV в. черный порох стали применять в Западной Европе и России для огнестрельного оружия и разрушения военных 
укреплений. 
Первый завод по промышленному изготовлению пороха в России 
был построен в Москве в 1494 г. 
В 1552 г. при Иване Грозном был произведен первый массовый 
взрыв – взорван заряд из 48 бочек пороха при осаде Казани. 
В горном деле порох впервые начал применяться в 1627 г. в Венгрии. 
Черный порох господствовал свыше пяти веков, вплоть до XIX в. 
Взрывные работы с применением пороха проводились следующим образом. Заряд пороха засыпали в шпур и вводили в заряд железный прут так, 
чтобы его конец выходил из шпура, затем шпур забивали глиной, прут вынимали, а полученное отверстие в забойке заполняли порохом, образуя огнепроводный канал. В устье шпура размещали кусок скомканной бумаги, 
обеспечивающий задержку от момента ее поджигания до воспламенения 
пороха. Для воспламенения зарядов применяли камышовые трубки, заполненные порохом. 
Бурное развитие промышленности в XIX в. способствовало созданию и производству новых ВВ и средств инициирования (СИ). В 1800 г. 
в Англии Э. Говардом была открыта гремучая ртуть. В 1812 г. в России            
П. Л. Шилинг впервые применил электрический воспламенитель для взры