Друк

Нуянзін В. М., Трегубов Д. Г., Майборода А. О., Трефілова Л. М., Мазуров В. С. Моделювання вибухонебезпечних властивостей амонійної селітри. С. 160-176.

 

Моделювання вибухонебезпечних властивостей амонійної селітри

 

Нуянзін Віталій Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-4785-0814

 

Трегубов Дмитро Георгійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1821-822X

 

Майборода Артем Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-6108-9772

 

Трефілова Лариса Миколаївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-9061-4206

 

Мазуров Володимир Сергійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0009-0009-0415-7834

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-11

 

Ключові слова: амонійна селітра, вибухонебезпечність, надмолекулярна будова, кластер, схильність до детонації, радіус ураження

 

Анотація

 

Систематизовано уявлення стосовно механізмів виникнення вибухових властивостей амонійної селітри агропризначення. Показано, що сучасні уявлення лише частково описують випадковість таких подій без обґрунтування чітких механізмів розвитку. Систематизовано напрямки зміни властивостей селітри за різних добавок та умов зберігання, а також шляхи підвищення стійкості її будови під час зберігання. Порівняно механізми запобіганню виникненню вибухової здатності для типових агросумішей селітри з сульфатом амонію або карбонатом кальцію. Наведено схеми хімічних перетворень амонійної селітри під час розкладання за умов температурного впливу або інших шляхів ініціювання. Показано, що питомий тротиловий еквівалент вибуху амонійної селітри коливається у межах 0,45–1,35 залежно від набору супутніх факторів. Оцінено можливі наслідки вибуху для селітри агропризначення масою 3000 т на підставі усередненого тротилового еквіваленту вибуху. Оцінено можливі наслідки вибуху агросумішей селітри порушеного складу масою 10000 т за коефіцієнтом участі у вибуху. Проведено моделювання варіантів надмолекулярної будови амонійної селітри для стабільного стану та для моменту ініціювання вибухових перетворень з визначенням показника схильності до детонації КD на основі показника «легкості плавлення». Встановлено, що схема «лінійний кластер на основі нітробазису» дає високий показник схильності до детонації КD>1, що не відповідає дійсності; для тетрагональних ґраток отримано КD<1, що показує відсутність вибухових властивостей; за умов руйнування кристалічної будови для димерів зі схемою кластеризації нітрогрупами «на зустріч» отримано КD >1, що визначає значні вибухові властивості. Можливість утворення різних надмолекулярних структур визначає можливість формування різних вибухових властивостей.

 

Посилання

 

1 Трегубов Д. Г., Мінська Н. В., Гапон Ю. К., Тарахно О. В. Теорія процесів горіння, вибуху та пожежогасіння. Х.: НУЦЗ України, 2024. 416 с. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/20224

  1. Tregubov D., Minska N., Slepuzhnikov E., Hapon Yu., Sokolov D. Substances explosive properties formation. Problems of Emergency Situations. 2022. № 36. Р. 41–53. doi: 10.52363/2524-0226-2022-36-4
  2. Гончаров О. Аміачна селітра: добре добриво з недоброю вдачею. Ч. 1, 2. AgroONE. 2020. № 59(10). С. 10–15. URL: https://www.agroone.info/publication/ amiachna-selitra-dobre-dobrivo-z-nedobroju-vdacheju-2/
  3. Tsopa V., Cheberyachko S., Deryugin O., Sushko N., Stanislavchuk О. (2023). Analysis of the causes of the ammonium nitrate explosion in the port of Beirut. Bulletin of Lviv State University of Life Safety. 2023. № 27. Р. 95–108. doi: 10.32447/20784643.27.2023.11
  4. Mariz, J., Soofastaei, A. Advanced Analytics for Rock Blasting and Explosives Engineering in Mining. Advanced Analytics in Mining Engineering. Switzerland: Springer, Cham. 2022. Р. 363–477. doi: 10.1007/978-3-030-91589-6_13
  5. Kuskovets S., Fylypchuk V., Kuskovets А. Explosion and fire safety of ammonia nitrate in the conditions of its long-term storage. Bulletin National University of Water and Environmental Engineering. Technical sciences. 2022. № 1(97). Р. 336–345. URL: https://ep3.nuwm.edu.ua/24835/
  6. Guidance for sea transport of solid ammonium nitrate based fertilizers. Brussels, Belgium: Fertilizers Europe, 2024. 40 р. URL: https://www

.fertilizerseurope.com/?s=ammonium+nitrate

  1. Reetz H Fertilizers and their Efficient Use. Paris, France: IFA, 2018. 114 р. URL: https://www.fertilizer.org/wp-content/uploads/2023/01/2016_ifa_reetz.pdf
  2. Poplawski D., Hoffmann J., Hoffmann K. Effect of carbonate minerals on the thermal stability of fertilisers containing ammonium nitrate. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. (2016). № 124(3). Р. 1–14. doi: 10.1007/s10973-015-5229-1.
  3. Tsadilas C. Nitrate Handbook: Environmental, Agricultural, and Health Effects. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2022. 446 р. doi: 10.1201/9780429326806
  4. Negovanovic M., Kricak L., Milanovivic S., Dokic N., Simic N. Ammonium nitrate explosion hazards. Podzemni radovi. 2015. № 27. Р. 49–63. doi: 10.5937/podrad1527049N
  5. Meyer R., Köhler J., Homberg A. Explosives. Weinheim: Wiley-VCH, 2016. 442 p. ISBN: 9783527689613
  6. Тарахно О. В., Трегубов Д. Г., Жернокльов К. В., Коврегін В. В. Основні положення процесу горіння. Виникнення процесу горіння. Х.: НУЦЗ України, 2020. 408 с. URL; http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/11382
  7. Himanshu V., Mishra A., Roy M., Singh P. Blasting Technology for Underground Hard Rock Mining. Singapore: Springer, 2023. 123 р. с doi: 10.1007/978-981-99-2645-9
  8. Babrauskas V., Leggett D. Thermal decomposition of ammonium nitrate. Fire and Materials. 2020. Vol. 44(2). Р. 250–268. doi: 10.1002/fam.2797
  9. Tregubov D., Slepuzhnikov E., Chyrkina M., Maiboroda A. Cluster Mechanism of the Explosive Processes Initiation in the Matter. Key Engineering Materials. 2023. Vol. 952. P. 131–142. doi: 10.4028/p-lZz2Hq
  10. TУ У 24.1-05607 824-041:2024. Вапняково-аміачна селітра (BAC). Техні-чні умови. Мінекономіки. Рівно: ДП «Львівстандартметрологія», 2024. 39 с.
  11. Skyba O., Briankin S., Rybachok D., Lukianets O., Ozeran H. Improvement of methodological aspects of testing fire structures and protective shelters for resistance to excess pressure of a shock blast wave. Scientific works of State Scientific Research Institute of Armament and Military Equipment Testing and Certification. 2025. № 2(24). Р. 96–102. doi: 10.37701/dndivsovt.24.2025.11
  12. Tregubov D., Tarahno O., Sokolov D., Trehubova F. The identification of hydrocarbons cluster structure by melting point. Problems of Emergency Situations. 2021. № 34. Р. 94–109. doi: 10.52363/2524-0226-2021-34-7
  13. Tregubov D., Trefilova L., Minska N., Hapon Yu., Sokolov D. Nonlinearities correlation of n-alkanes and n-alcohols physicochemical properties. Problems of Emergency Situations. 2024. № 1(39). С. 4–24. doi: 10.52363/2524-0226-2024-39-1
  14. Hapon Yu., Tregubov D., Slepuzhnikov E., Lypovyi V. Cluster Structure Control of Coatings by Electrochemical Coprecipitation of Metals to Obtain Target Technological Properties. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 334. Р. 70–76. doi: 10.4028/p-4ws8gz
  15. Djerdjev A. M., Priyananda P., Gore J., Beattie J. K., Neto Ch., Hawkett B. S. The mechanism of the spontaneous detonation of ammonium nitrate in reactive grounds. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2018. Vol. 6(1). P. 281–288. doi: 10.1016/j.jece.2017.12.003
  16. Wang X., Chenxi P., Xingliang W., Feiyang X., Nian Y., Dabin L., Sen X. Experiment-based cause analysis of secondary explosion of ammonium nitrate in fire conditions. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2022. Vol. 77. Р. 104780. doi: 10.1016/j.jlp.2022.104780
  17. Kaim S. D. High-Energy Ejection of Molecules and Gas-Dust Outbursts in Coal Mines. Entropy (Basel). 2021. № 23(12). Р. 1638. doi: 10.3390/e23121638