Вибухові речовини

Вибухо́ві речови́ни (ВР) — хімічні сполуки або механічні суміші речовин, здатні під впливом зовнішньої дії (початкового імпульсу) до швидкого самопоширюваного хімічного перетворення (вибуху) з виділенням великої кількості теплоти та утворенням газів, які спричиняють різке підвищення тиску й виконують механічну роботу з руйнування або переміщення навколишнього природного середовища.

Історична довідка

Перші ВР (чорний порох) з’явилися в Китаї у 9 ст. У 13–14 ст. порох поширився в країни ісламського світу та Європи; опис його властивостей є у працях Р. Бекона. Наукові основи вибухових процесів сформовано у 17–18 ст. у працях Р. Бойля «Скептичний хімік» (англ. «The Sceptical Chymist»; 1661) та А. Лавуазьє «Елементарний трактат з хімії» (фр. «Traité élémentaire de chimie»; 1789).

У 19 ст. відкрито основні вибухові сполуки: нітроцелюлозу (К. Ф. Шенбейн; 1846); нітрогліцерин [А. Собреро (1812–1888; Італія); 1847]; тринітротолуол [Й. Вільбранд (1839–1906; Німеччина); 1863]; динаміт (А. Нобель; 1867).

Теоретичні основи детонації розроблено наприкінці 19 — початку 20 ст. у працях М. Бертло «Про силу вибухових матеріалів» (англ. «Sur la force des matières explosives»; 1883), Д. Л. Чепмена (1869–1958; Велика Британія) та Е. Жуге (1860–1936; Франція) у так званій теорії Чепмена — Жуге (1899–1905).

У 20 ст. подальший поступ у вдосконаленні ВР пов’язаний зі створенням нових високоефективних сполук і оптимізації теорії вибуху.

В Україні розвиток ВР пов’язаний насамперед із гірничою промисловістю Донецького вугільного басейну та Криворізького залізорудного басейну (19–20 ст.), де впроваджували промислові вибухові матеріали (амоніт, динаміт) для проведення буровибухових робіт. Наукові дослідження вибухових процесів і технологій їхнього застосування проводили в установах НАН України, профільних гірничих і хіміко-технологічних інститутах (зокрема в Інституті геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України розробляли теорію вибуху в гірських масивах і методи підвищення ефективності вибухових робіт). У 20 ст. сформовано науково-технічні школи з буровибухових робіт, що забезпечили широке впровадження вибухових технологій (вибухових робіт) у гірничій справі та будівництві.

Характеристика

Вибух є різновидом швидкої екзотермічної реакції, що відбувається з утворенням продуктів зі значно більшим об’ємом, ніж вихідна речовина.

Основні ознаки ВР:

висока швидкість хімічного перетворення;
значне виділення енергії;
утворення великої кількості газоподібних продуктів;
здатність до самопоширення реакції після ініціювання.

Джерелом енергії вибуху є хімічна енергія зв’язків, яка вивільняється у процесі переходу системи в більш стабільний стан.

До найважливіших характеристик ВР належать:

швидкість детонації (поширення вибухового фронту);
теплота вибуху — кількість енергії, що виділяється;
чутливість — здатність реагувати на механічні, теплові чи інші впливи;
бризантність — здатність руйнувати тверді матеріали;
фугасність — здатність виконувати роботу з переміщення.

ВР потребують початкового імпульсу для запуску реакції. Такими імпульсами можуть бути: механічний удар або тертя, нагрівання, електричний розряд або дія іншої ВР (детонатора). Процес ініціювання залежить від чутливості конкретної речовини. Детонація супроводжується різким стрибком тиску і температури, що забезпечує високу руйнівну дію.

ВР становлять підвищену небезпеку, тому їхнє виробництво, транспортування, зберігання та використання суворо регламентуються. Основні вимоги безпеки включають: контроль умов зберігання (температура, вологість); обмеження механічних впливів; використання спеціальних засобів ініціювання; дотримання правил транспортування.

Класифікація

ВР класифікують за різними ознаками.

За характером вибухового перетворення:

бризантні (детонуючі) ВР — для них характерна детонація (надзвукове поширення реакції), використовують для дроблення гірських порід, у військовій справі;
метальні (порохи) — горять із високою швидкістю (дефлаграція), застосовують для метання снарядів;
ініціювальні — чутливі речовини, що слугують для збудження вибуху інших ВР.

За агрегатним станом: тверді, рідкі, газоподібні (вибухонебезпечні газові суміші).

За складом: індивідуальні хімічні сполуки, механічні суміші (амоніт, динаміт).

За призначенням: промислові, військові, спеціальні (піротехнічні, дослідницькі).

За стрибком тиску і температури, що забезпечує високу руйнівну дію.

Застосування

Сфери застосування

ВР використовують у різних галузях: гірничій промисловості (руйнування гірських порід, проведення вибухових робіт); будівництві (демонтаж споруд; прокладання тунелів); військовій справі (боєприпаси, інженерні заряди); нафтогазовій галузі (інтенсифікація видобування корисних копалин); наукових дослідженнях (моделювання високотемпературних і високотискових процесів). Застосування ВР визначається їхніми фізико-хімічними властивостями (швидкість детонації, чутливість, безпека, вартість тощо). Вибір ВР визначається умовами застосування: у промисловості переважають дешеві та безпечні суміші на основі аміачної селітри, у військовій техніці — високоефективні індивідуальні сполуки з високою бризантністю.

ВР у гірничій промисловості

Для руйнування гірських порід найчастіше застосовують промислові ВР на основі аміачної селітри: амоніти, грануліти, емульсійні та водогелеві ВР. У сухих умовах широко використовують ANFO (суміш аміачної селітри з дизельним пальним), у вологих — водостійкі емульсійні суміші. Для ініціювання застосовують капсульні детонатори з первинними ВР (азид свинцю, тетразен).

ВР у будівництві

У процесі демонтажу споруд і прокладання тунелів застосовують переважно амоніти, динаміти та емульсійні ВР, що забезпечують контрольоване руйнування. Для точних робіт використовують малочутливі суміші з регульованими параметрами детонації.

ВР у військовій справі

Основними є бризантні ВР індивідуального складу: тринітротолуол (тротил), гексоген (RDX), октоген (HMX), пентрит (PETN), а також їхні композиції. Застосовують у боєприпасах, інженерних зарядах і кумулятивних системах (боєприпасах кумулятивних). Ініціювання здійснюється чутливими первинними ВР (азид свинцю, гримуча ртуть).

ВР у нафтогазовій промисловості

Для перфорації свердловин та інтенсифікації видобутку використовують переважно високобризантні речовини (гексоген, октоген, пентрит) у складі кумулятивних зарядів, а також спеціальні перфораційні системи з контрольованою дією.

ВР у піротехніці

У піротехніці застосовують повільно горючі або низькобризантні суміші (чорний порох, суміші на основі перхлоратів і нітратів), що забезпечують світлові, звукові та димові ефекти без значної руйнівної дії.

ВР у наукових дослідженнях

У дослідженнях вибухових процесів і високих тисків застосовують як стандартні бризантні речовини (тротил, гексоген), так і спеціальні модельні склади з точно відомими характеристиками для вивчення детонації та ударних хвиль.

Література

Biringuccio V. De la pirotechnia. Venezia : Curtio Navò, 1540. Репринт : New York : Dover, 1959. 477 с.
Cooper P. W. Explosives Engineering. New York : John Wiley & Sons, 1996. 480 p.
Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Донбас, 2004. Т. 1. 640 с.
Bacon R. Opus Majus. Cambridge : Cambridge University Press, 2010. 500 p.
Cooper P. W. Explosives Engineering. 2nd ed. Hoboken : John Wiley & Sons, 2010. 600 p.
Симанович Г. А., Хоменко О. Є., Кононенко М. М. Руйнування гірських порід вибухом. Дніпропетровськ : Національний гірничий університет, 2014. 207 с.
Інженерні боєприпаси, які використовувались (можуть використовуватись) збройними силами РФ або НЗФ на сході України (за досвідом проведення ООС (раніше АТО)) : метод. посібник / [Яковець О. В., Щебетюк О. Д., Гритчук М. Д. та ін.] ; Командування Сил підтримки Збройних Сил України, військ. частина А2641, Центр оператив. стандартів і методики підготовки ЗСУ. Київ, 2020. 128 с.
Сиротюк В. Г., Куліченко Ю. І., Янюк Т. С. та ін. Гірничі роботи. Чернівці : Букрек, 2021. 136 с. URL : https://dvgrz.dsns.gov.ua/upload/6/4/7/9/7/girnici-roboti.pdf
Akhavan J. The Chemistry of Explosives. 4th ed. Cambridge : Royal Society of Chemistry, 2022. 194 p.

Автор ВУЕ

В. С. Білецький

Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Вибухові речовини // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Вибухові речовини (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 07.07.2026