شکستن سنگ با استفاده از مواد منفجره از ابتداي قرن هفدهم هم زمان با شناسايي باروت شروع شد . در سال 1813 نيترو سلولز توسط T.J Plonze ساخته شد . در سال 1867 آلفرد نوبل براي سهولت حمل نيتروگليسيرين آن را جذب دياتوميت کرد و جسمي پلاستيکي شامل 75% نيتروگليسيرين بدست آمد . اين ماده مي تواند تا سه برابر وزن خود نيتروگليسيرين جذب کند و محصول آن Guhar Dynamite ناميده شد . ديناميت مشتق از کلمه يوناني (dynamis) به معني نيرو مي باشد در سال 1875 آلفرد نوبل نوعي ديناميت از ژلاتين انفجاري ساخت که مخلوط ژلاتيني شکل از 92% نيتروگليسيرين و 8% نيترو سلولز بود که هنوز هم از مواد منفجره قوي صنعتي است . به دنبال آن در سال 1879 از مخلوط کردن نيترات سديم و ساير مواد به ژلاتين انفجاري مواد منفجره ضعيفتر به دست آمد . انواع زيادي از مواد منفجره بر اين اساس ساخته شده اند . مواد منفجره اکسيژن مايع در 1895 ساخته شد و نيترات آمونيوم بعنوان ماده منفجره در سال 1867 توليد گرديد ، اما کاربرد مخاوط آن با سوخت مايع بعنوان ماده منفجره صنعتي از سال 1955 ميلادي متداول شد . در سال 1920 از اختلاط دي نيترو گليکول به ديناميت ها از يخ زدن آنها جلوگيري شد . در دهه هاي 1950 و 1960 مواد منفجره ژله اي و در دهه هاي 1960 و 1970 مواد منفجره اموليسيون ساخته و به بازار مصرف تحويل شد
ماده منفجره : ترکيبي شيميايي يا مخلوط مکانيکي است که در اثر جرقه ، ضربه ، حرارت و يا شعله در مدت کوتاهي تجزيه شده و مقدار زيادي گاز و حرارت توليد مي کند .
مي توان گفت هر ماده سوختني قابل انفجار است در صورتي که شرايط مورد لزوم زير فراهم گردد.
.1. اکسيژن به حد کافي موجود باشد .
.2. امکان ترکيب سريع اکسيژن با ماده سوختني فرهم گردد.

ويژگي هاي مواد منفجره

.1. حساسيت
حساسيت گوياي مقدار تحريکي است که براي وادار کردن ماده منفجره به فعل و انفعال لازم است حساسيت يک ماده منفجره به ساختمان ملکولي ، اندازه کريستالها ، وزن مخصوص ، رطوبت و درجه حرارت بستگي دارد . وزن مخصوص بالا ، جذب رطوبت و پوشش کريستالها سبب کم شدن حساسيت مي گردد.
.2. سرعت انفجار
سرعت انفجار همان سرعت تجزيه شدن يا سوختن ماده منفجره يا به عبارت ديگر حرکت موج انفجار در سرتاسر ماده منفجره مي باشد . اگر سرعت سوختن ماده منفجره بيش از سرعت صوت باشد آن را اتفجار مي گويند و چنان چه کمتر از سرعت صوت باشد اين پديده را سوزش مي نامند . مواد منفجره قوي سنگها را به قطعات ريز بدل مي کنند و مواد منفجره با سرعت کم سبب توليد قطعات بزرگ سنگ در آتشباري ها مي گردد.
.3. قدرت ماده منفجره
عوامل موثر در قدرت ، حجم گاز و حرارت انفجارند . هر چه حرارت توليد شده بيشتر باشد ، يعني فعل و انفعال کامل تر انجام پذيرد ، قدرت ماده منفجره بيشتر است . از بين دو ماده منفجره که حجم گاز مساوي داشته باشند آن که حرارت بيشتر توليد مي کند قدرت بيشتري دارد .
.4. چگالي
چگالي ماده منفجره وزن واحد حجم ماده منفجره بکار رفته در ساختمان فشنگ آن مي باشد . هر چه چگالي ماده منفجره بيشتر باشد سرعت انفجار و قدرت آن بيشتر مي باشد. در مورد مواد منفجره ژله اي ممکن است که دو نوع ماده منفجره داراي چگالي يکسان اما انرژي کاملاً متفاوت باشند . در صورتي که چگالي از حد معيني عبور کند ممکن است انفجار ناقص صورت گيرد يا اينکه ماده منفجره به جاي انفجار ، بسوزد . لذا هر نوع ماده منفجره داراي يک چگالي اپتيموم است که به ازا آن انفجار کامل صورت مي گيرد . واضح که براي سنگهاي سخت بايد مواد منفجره با چگالي بيشتر به کار برد .
.5. رطوبت
سبب تجزيه ماده منفجره مي شود .
.6. آتش گيري
برخي از مواد منفجره در اثر يک جرقه منفجر مي شوند و بعضي فقط مي سوزند اما نظر به اين که مواد منفجره سوختني هستند خطر آتش گيري آنها و يا بخار و گاز متصاعد وجود دارد . اين خاصيت در حمل و نقل و انبارداري بايستي مورد توجه قرار گيرد . يکي از علل کم شدن مصرف اکسيژن مايع همين خاصيت آتش گيري آن مي باشد . در سالهاي اخير سعي شده که مواد منفجره آتشگير نباشند اما به هر حال بايستي اين نکته را مد نظر گرفت که اين مواد سوختني هستند و بايستي از نزديک شدن شعله و کشيدن سيگار در جوار آنها خودداري کرد . و به همين دليل خصيت آتش گيري است که توصيه مي شود در شرايط رعد و برق شديد از استعمال هر گونه ماده منفجره اي خودداري کرد .
.7. سميت
له طرق مختلف سميت مواد منفجره بروز مي کند . تماس با نيتروگليسيرين سبب نفوذ آن از راه پوست دست شده و سردرد شديدي مي آورد . خوردن گرد و غبار و بخار ترکيبات نيترو ممکن است به فاجعه منجر شود . سميت مواد منفجره بعد از انفجار نيز به نحوي بروز مي کند ، زيرا پس از انفجار گازهاي از قبيل SO2 ,SH2 ,CO2 ,CO و غيره در فضا پراکنده مي گردد ، که ضررهاي هر يک به نوبه خود مشخص است .
از جمله گازهاي حاصل از انفجار ، انيدريد کربنيک CO2 است و با اين که گازي سمي نيست ، اما در بسياري از موارد پس از انفجار توليد گاز سبب مرگ افراد شده است زيرا وجود مقدار زياد آن سبب لختي ماهيچه ها و از کار افتادن قلب و ريه مي گردد.
اگر غلظت انيدريد کربنيک در هوا به 18% حجمي برسد موجب خستگي مي گردد.
براي پايين آوردن سميت گازهاي حاصل از انفجار رعايت اين نکات لازم است :
.1. تعادل اکسيژن برقرار باشد .
.2. داخل چال خوب پاک بوده و عاري از خرده ريزه حفاري باشد .
.3. قطر بحراني در نظر گرفته شود .
.4. چال خوب مسدود شده باشد .
.5. انفجار کامل صورت گيرد .
.6. فشنگ هاي مواد ناريه با هم تماس داشته باشند .
.8. فراريت
مواد منفجره نبايد فرار باشند ، زيرا قراريت سبب مي شود که گاز درون ظرف جمع شده و آن را تحت فشار قرار دهد و يا خود ماده منفجره به خصوص در حمل و نقل و نگهداري تجزيه مي گردد.

شناسايي انواع مواد منفجره

مشخصاتي که از مواد منفجره در ذيل آمده است همگي از

آتش کاري در معادن

تاليف رحمت الله استوار عضو هيئت علمي دانشگاه صنعتي امير کبير
و انتشارات جهاد دانشگاهي
از کليه دوستاني که خواهان مطالعه بيشتري در اين زمينه هستند مي توانند با تهيه اين کتاب از آن بهره مند شوند

آزيد (ازتور) سرب

ازتور سرب در اثر شعله منفجر مي شود . گرچه سرعت انفجار ازتور سرب از فولمينات جيوه کمتر است و به همين لحاظ قدرت شکنندگي آن نيز کمتر مي باشد ، با اين حال موارد استعمال آن بيش از فولمينات جيوه مي باشد و اين به دليل پايداري زياد آن است. در درجه حرارت 80 سانتي گراد بالاي صفر اگر به مدت 15 ماه نگهداري شود خواص خود را حفظ مي کند در حالي که فولمينات جيوه در اين درجه حرارت به مدت 5/1 روز ده درصد خلوص خود را از دست مي دهد . بطور کلي بعلل پايداري ، ارزاني و فراواني در برابر رطوبت هيدروليز مي شود . اسيد حاصله با مس ترکيب شده و ازتور مس خيلي حساس بوجود مي آيد لذا بايد از تماس آن با مس جلوگيري کرد .

دي آزودي نيتروفنل (DDNP)

مثل ازتور سرب در چاشني ها به جاي فولمينات جيوه گرفته است . پايداري آن بيش از فولمينات جيوه و کمتر از ازتور سرب است طبق آزمايشات انجام شده در محيطي با حرارت 50 درجه سانتي گراد بالاي صفر حداقل سي ماه دوام دارد در حالي که فولمينات جيوه در چنين شرايط 9 ماه پايدار مي باشد . بعلاوه درجه حرارت 50 درجه سانتي گراد بالاي صفر براي مدت 12 ماه در زير آب دوام مي کند . قدرت منفجر کردن آن از ازتور سرب و فولمينات جيوه بيشتر است .

فولمينات جيوه

براي اولين بار توسط نوبل در سال 1861 به عنوان چاشني نيترو گليسيرين بکار گرفته شد . مخلوط فولمينات جيوه داراي تعادل اکسيژن منفي است اضافه کردن مواد اکسيژن دار به آن نظير باروت ، نيترات پتاسيم و کلرات پتاسيم تحت آزمايش قرار گرفت و نتيجه گيري گرديد که مخلوط 80-20 و 90-10 فولمينات جيوه و کلرات پتاسيم ( 80% فولمينات جيوه و 20% کلرات پتاسيم ) – مزاياي زير را بر فولمينات جيوه دارد .
قدرت آتش زنه بيشتر و خردکنندگي بيشتر و ايمني زياد در حمل و نقل .

فولمينات نقره

اين ماده بعلت قيمت و حساسيت بيش از فولمينات جيوه ، هرگز مصرف تجارتي پيدا نکرده است . بلکه مقداري در کارهاي آتشکاري مصرف مي شود .

استيفنات سرب

به عنوان خرج آتش زنه مصرف نمي شود به عبارت ديگر خرج چاشني ها را تشکيل نمي دهد بلکه چون به حرارت حساس است و و در اثر گرماي جريان برق زود آتش مي گيرد ، براي آتش زدن ازتور سرب در چاشني هاي الکتريکي مصرف مي شود .

تتراسن (تترازن)

سهولت انفجار ، حرارت زياد ناشي از انفجار ، و حجم گازهاي توليد شده باعث گرديده اند که تتراسن بعنوان يک ماده منفجره در ساختن چاشني ها بکار گرفته مي شود . در درجه حرارت کمتر از 75 درجه بالاي صفر پايدار و 100 درجه بالاي صفر تجزيه مي شود .

نيترات آمونيوم (AN)

نيترات آمونيوم ارزان ترين و ايمن ترين ماده اکسيژن دار مي باشد که در ساختمان اغلب مواد منفجره صنعتي و نظامي به عنوان ماده اکسيژن دهنده به کار مي رود . بيشترين مورد مصرف آن در ساختن آنفو و مواد منفجره ژله اي مي باشد . بعلاوه در ترکيب کود هاي شيميايي نيز به مقدار زياد مصرف مي شود .
نيترات آمونيوم دانه اي (پودري) که براي سهولت جريان و مقاومت در مقابل رطوبت ، دانه هايش با موادي خاص پوشيده شده ، همراه با سوخت بعنوان مواد منفجره مصرف مي شود . ماده اي که براي پوشش دانه هاي نيترات آمونيوم مصرف مي شود Keiselguhr به ميزان 2تا 3 درصد و يا موادي نظير سولفنات ها به ميزان ا درصد و يا ترکيب هر دو مي باشد .
در گرماي معمولي به ضربه حساس نيست . حداقل فاصله لازم براي سقوط وزنه 2 کليوگرمي به منظور انفجار 100 سانتي متر مي باشد . با بالا رفتن درجه حرارت ، اين فاصله کاهش مي يابد ، به نحوي که در حرارت 150 و 175 درجه يانتي گراد فاصله لازم سقوط وزنه براي انفجار نيترات آمونيوم به ترتيب 70 و 30 سانتي متر است . در درجه حرارت 325 درجه سانتي گراد بالاي صفر در عرض 3 ثانيه کاملا منفجر مي شود و در حرارت پايين تر تجزيه مي شود . نيترت آمونيوم سمي نيست و کار يا آن احتياطهايي شديد لازن ندارد اما بايد توجه داشت که به هر حال بالقوه ماده منفجره است و اکسيد کننده مي باشد در بعضي موارد سوزش و خارش و اگزما مشاهده شده است .

پرکلرات آمونيوم

بعنوان اکسيژن دهنده به کار مي رود و حساسيت آن خيلي کم است . در ساختن خرج هاي پرتابي انفجار به کار مي رود . مقدار اکسيژن ان 35% بيش از نيترات آمونيوم است و اين امر علي رقم قيمت بيشتر موجب کاربردهاي مخصوصي براي آن مي شود .

نيترو سلولز (NC)

نام هاي ديگر نيترات سلولز است . مقدار ازت يکي از عوامل تعيين کننده خواص نيترو سلولز است نيتروسلولزي که در خرج هاي پرتابي به کار مي رود داراي ازت 12 تا 15/13 درصد است و آن چه که در تهيه ژله انفجاري به کار مي رود 11 تا 12 درصد ازت دارد و نيتروسلولز مصرفي در مواد منفجره صنعتي 8 تا 5/11 درصد ازت دارد .
درحال حاضر مواد منفجره نيتروسلولزي در زمره مواد منفجره قوي شناخته مي شوند . نيتروسلولز به ضربه حرارت و جرقه الکتريکي حساس است لذا حمل آن در مناطق خشک و جايي که احتمال وجود الکتريسيته ساکن باشد خطرناک است و به همين دليل در آب يا الکل حمل و نقل مي شود . نيتروسلولز سمي نيست اما حمام رفتن و تغيير لباس براي کساني که با آن کار مي کنند ضروري است .

نيتروگليسيرين (NG)

به نام هاي تري نيترات گليسيريل و يا نيترات گليسيريل نيز ناميده مي شود در گرماي عادي مايع و بي رنگ است . در سال 1846 به وسيله Sorbero تهيه و در سال 1861 به وسيله نوبل به عنوان ماده منفجره به کار گرفته شد . نيتروگليسيرين يکي از اجزاي اصلي مواد منفجره صنعتي است . در ساختن خرج هاي پرتابي نيز به کار مي رود . مختصري نيز مصرف دارويي دارد . مصرف 0006/0 گرم سبب اتساع شريان ها مي شود . در درجه حرارت معمولي فرار نيست و در گرماي 50 درجه سانتي گراد بالاي صفر کمي فرار و در 100 درجه کاملا فرار است .
حساسيت آن به ضربه مثل فولمينات جيوه است و با بالا رفتن درجه حرارت حساسيت آن نيز افزايش پيدا مي کند . در گرماي 4 تا 8 درجه سانتي گراد بالاي صفر يخ مي بندد . چنانچه نيتروگليسيرين داراي حباب هوا باشد حساسيتش ه ضربه بالا مي رود . قدرت خردکنندگي نيتروگليسيرين بسيار بالا ، معادل پتن و به مراتب بيش از تي ان تي است نيتروگليسيرين از موادي است که تعادل اکسيژن ان مثبت است لذا مي توان آن را با ساير موادي که احتياج به اکسيژن دارند مخلوط کرد . نيتروگليسيرين از راه پوست جذب بدن مي شود بخار آن نيز پس از تنفس وارد خون مي گردد و موجب سر درد شديد مي شود تماس مکرر با نيتروگليسيرين براي کارگراني که با آن کار مي کنند عادي مي شود . به هر حال خوردن قهوه غليظ مقداري از سر درد را مي کاهد . حما آن در مقادير زياد بسيار خطر ناک است و احتياط هاي ويژه اي را نياز دارد .

گليکول دي نيترات (GDN)

يکي از مواد منفجره نادري است که تعادل اکسيژن آن صفر است . قدرت خردکنندگي آن زياد است در درجه حرارت 22- زير صفر يخ مي بندد . براي پايين آوردن درجه انجماد انواع ديناميت ها در ساختمان ديناميت مصرف مي شود . چون فراريت آن بيش از نيتروگليسيرين است بخار بيشتري وارد دستگاه تنفسي مي شود و سبب اتساع رگ ها ، و سبب تشديد ضربان قلب و سر درد شديد مي گردد .

نيترو استارچ

ماده اي جامد و ترد شبيه نشاسته است . نيترواستارچ يکي از عوامل مهم تشکيل دهنده مواد منفجره صنعتي است و از آن به جاي نيتروگليسيرين استفاده مي شود . اين گونه مواد منفجره در مقابل يخ زدگي مقاوم اند و تماس با آن ، سردرد ندارد .

پنتا اريتريتول تترا نيترات (PETN)

نام هاي ديگر آن ، پانتريت و نيتروپنتا اريتريت است . به سهولت آتش نمي گيرد . در برابر ضربه خيلي حساس است و براي کم کردن حساسيت به آن پارافين يا دي نيترو تلوئون و تي ان تي اضافه مي کنند . مخلوط آن با نسبت هاي مختلف با تي ان تي را پانتوليت مي نامند وزن مخصوص آن 7/1 است .

سيکلونيت (RDX)

به نام هاي سيکلوتري متيلن تري نيترامين هگزوژن ، منفجره 4T ، هگزاهيدرو 1و 3 5 تري نيترو تريازين نيز معروف است . به عنوان خرج مبنا در چاشني ها و يکي از اجزا تشکيل دهنده مواد منفجره صنعتي به کار مي رود . خردکنندگي و قدرت RDX به مراتب بيش از تتريل و معادل PETN است . پايداري RDX بيش از PETN و تقريبا معادل TNT است در انباري به حرارت 85 مدت 10 ماه و در حرارت 100 مدت 100 ساعت خواص خود را حفظ مي کند . RDX چندان سمي نيست اما براي کساني که روزانه با آن سرو کار دارند تغيير لباس و حمام رفتن الزامي است . RDX به سبب پايداري زياد ، فراواني و ارزاني مواد اوليه به مقدار زياد توليد و مصرف مي شود .

تري نيتروتولوئن (TNT)

اسامي ديگر آن عبارتند از تروتيل ، تريتون ، تريتول ، تولئيت ، تريليت در ساختن مواد منفجره صنعتي ، خرج هاي پرتابي ، بمب ها نارجک و خرج هايي نظير آماتول و پانتوليت به کار مي رود . وزن مخصوص TNT برابر 56/1 مي باشد و در صورت فشرده شدن تا 6/1 مي رسد . سولفور سديم ، تي ان تي را تجزيه مي کند و مقداري مواد غير منفجره به وجود مي آيد و از اين خاصيت براي از بين بردن تي ان تي استفاده مي شود . يکي از خواص عمده تي ان تي پايداري آن است . در حرارت 65 بيش از 20 سال خواص خود را حفظ مي کند . و در گرماي 75 براي مدت شش ماده تغيير نکرده باقي مي ماند .

باروت

باروت خرج پرتابي است و در کشورهاي صنعتي جز در موارد نادر براي انتقال آتش از آن استفاده نمي شود .
باروت مخلوطي مکانيکي از نيترات سديم يا پتاسيم ، زغال و گوگرد است . در حالي که هيچ کدام آنها ماده منفجره نيستند . باروت از مواد منفجره کند سوز است و سرعت سوختن آن در مقايسه با مواد منفجره قوي خيلي کمتر از آنهاست .
سرعت سوختن باروت نيترات سديم دار کمتر از نوع باروت نيترات پتاسيم دار است . ازدياد زغال سبب کمتر شدن سرعت سوختن مي شود . نوع و کيفيت زغال در سرعت سوختن باروت موثر است . زغال بيد و توسه سريعتر از زغال بلوط مي سوزند .

آنفو

آنفو حروف اول کلمات (Ammonium Ntrite Fuel Oil) به معني مخلوط نيترات آمونيوم و سوخت مايع است . بطور کلي آنفو 5/94% نيترات آمونيوم است که دانه هاي ضد لاي پوشيده شده و 5/5% سوخت مايع هم جذب آن گرديده است .
افزودن آلومنيوم به آنفو سبب افزايش قدرت آن مي شود .

ديناميت

ديناميت يک اسم عام است که به بسياري از مواد منفجره خشک شامل مواد سوختني کربناته و نيتروگليسرين اطلاق مي شود . ديناميت اولين بار توسط نوبل ساخته شد و مرکب از 75% وزني نيتروگليسرين و 25% دياتوميت بود . گرچه دياتوميت تا سه برابر وزن خود نيتروگليسيرين جذب مي کند اما قدرت اين نوع ديناميت به مراتب کمتز از نيتروگليسيرين است . پس از آن به جاي دياتوميت از موادي نظير نيترات سديم (SN) چوب و غيره استفاده شد و گرچه اين مواد کمتر از دياتوميت نيتروگليسيرين جذب مي کند اما ماده منفجره حاصله به مراتب قوي تر از ديناميت ( نيتروگليسيرين – دياتوميت) است .

انواع ديناميت ها

ديناميت ها را بر حسب نوع مواد ترکيبي طبقه بندي مي کند . عمده مواد تشکيل دهنده ديناميت ها عبارتند از : نيتروگليسيرين ، نيترات سديم ، نيترات آمونيوم ، نيترو سلولز و سوخت کربناته مثل چوب . اما در ساختمان ديناميت ها علاوه بر مواد فوق ، مواد چسبنده ، مواد ضد اسيد و مقداري رطوبت نيز به کار مي رود.
انواع ديناميت ها عبارتند از : ديناميت استرايت ، ديناميت آمونياکي ، ديناميت استرايت ژلاتيني ، ژلاتين انفجاري ، ديناميت آمونياکي ژلاتيني ، ديناميت نيمه ژلاتيني .

اکسيژن مايع (LOX)

چنان چه مواد سوختني از قبيل خاک اره و گرد زغال را در اکسيژن مايع فروبريم تا 5/3 برابر وزن خود مي تواند اکسيژن جذب مي کند . در اين حالت با نزديک کردن شعله ، خاک اره يا گرد زغال منفجر مي شود . چون که اکسيژن مايع به سرعت تبخير مي شود . اين نوع آتش کاري هيچ گونه عوارض فيزيولوژيکي از قبيل سردرد و غيره را ايجاد نمي کند . بيش از 30 سال است که از اکسيژن مايع در انفجار استفاده نمي شود. اين نوع ماده منفجره در آتشباري در معادن روباز به کار مي رفته است .
منبع:univer30t.com