[7]. - Использование взрывчатых веществ
Таблица 5.4 - Состав продуктов взрыва смесей аммиачной селитры
С тротилом
Состав смеси, % |
Кислородный баланс, % |
Содержание газов в ПВ, % | ||||||
Аммиачная селитра |
Тротил |
CO2 |
CO |
NO |
H2 |
CH4 |
N2 | |
95 |
5 |
+18 |
16,6 |
4,55 |
- |
0,55 |
1,2 |
76,1 |
88 |
12 |
+8,7 |
27,9 |
4,9 |
3,2 |
0,5 |
1,6 |
61,9 |
83 |
17 |
+4 |
32,1 |
5,3 |
2,4 |
1,7 |
1,6 |
57 |
79 |
21 |
+0,3 |
32,3 |
5,7 |
2,7 |
1,9 |
1,8 |
55,6 |
70 |
30 |
-8,2 |
26,6 |
13,9 |
0,7 |
2,3 |
2,2 |
54,4 |
Таблица 5.5 - Состав продуктов взрыва смесей тротила, аммиачной Селитры и калиевой селитры | ||||||
Состав смесей, % |
Кислородный баланс, % |
Количество ядовитых газов, л/кг | ||||
Тротил |
Аммиачная селитра |
Калиевая селитра |
СО |
Окислы азота |
Сумма в пересчете на СО | |
37,6 |
62,4 |
- |
-15,3 |
125 |
2,7 |
142,6 |
22 |
78 |
- |
-0,7 |
30,4 |
5,5 |
66 |
17,6 |
82,4 |
- |
+3,5 |
20 |
13,3 |
106,5 |
17,6 |
62,4 |
20 |
+7,4 |
16,6 |
5,3 |
51,1 |
При взрывании в лабораторных условиях в вакуумированном сосуде (бомбе Бихеля) [5] образуется бесцветная моноокись азота (NO), которая при контакте с воздухом переходит в окрашенные окислы: азотистый ангидрид, двуокись азота, четырехокись азота (N2 O3 , NO2 , N2 O4 ). Например, в шахтных условиях образуются одновременно и примерно в равных количествах NO2 и NO. Последняя в течение довольно долгого времени может сохраняться в разрыхленной породе и постепенно переходит в двуокись. Двуокись азота легко растворяется в воде, и поэтому ее концентрация в атмосфере влажных забоев шахт быстро падает. Окись углерода в воде растворяется плохо.
В связи с сильным влиянием кислородного баланса на образование ядовитых газов, при взрывах в подземных условиях применяют ВВ с кислородным балансом, близким к нулевому.
Исследования влияния горючей оболочки патронов на образование ядовитых газов показали, что степень такого взаимодействия зависит от кислородного баланса ВВ и температуры взрыва. С увеличением этих параметров доля сгоревшей оболочки возрастает и соответственно увеличивается образование окиси углерода. Для ВВ с нулевым кислородным балансом влияние оболочки патронов невелико. Так, увеличение массы парафинового покрытия на патронах аммонита 6ЖВ с 2,3 до 4,8 г на 100 г ВВ привело к увеличению содержания CO в продуктах взрыва от 30,1 до 34,1 л на 1 кг ВВ. Тем не менее нормативными документами на патронированные ВВ ограничивается масса бумаги до2 г и масса гидроизолирующего покрытия на патронах до 2,5 г на 100 г ВВ.
Таким образом, одной из причин образования токсичных газов - окиси углерода и окислов азота - является избыток или недостаток кислорода в составе ВВ. Однако и ВВ с близким к нулевому кислородным балансом образуют при взрыве некоторое количество ядовитых газов. Так, хорошо изготовленный аммонит 6ЖВ в патронах диаметром от 32 до 36 мм образует при взрыве около 30 л/кг окиси углерода и до 5 л/кг окислов азота. Наличие этих газов в продуктах взрыва ВВ с нулевым кислородным балансом является следствием того, что окислы азота, первоначально образовавшиеся при взрывном разложении селитры, и окись углерода, образовавшаяся при разложении тротила и других нитросоединений, при быстром охлаждении продуктов взрыва не успевают полностью прореагировать между собой с образованием нетоксичной двуокиси углерода. Часть их остается в первоначальном виде.
Описанный механизм образования ядовитых газов позволяет объяснить зависимость этого процесса от качества изготовления смесевого ВВ, диаметра патронов, величины инициирующего импульса, дисперсности ВВ и других факторов, влияющих на полноту химических реакций при взрыве, а также зависимость образования продуктов взрыва от свойств взрываемых горных пород. Так, по данным Б. Я. Светлова, в лабораторных условиях крупнодисперсный аммонит 6ЖВ (размер частиц от 0,2 до 0,5 мм) образовывал почти в пять раз больше окислов азота, чем тонкодисперсный (размер частиц менее 0,2 мм). Им же установлено, что некоторые вещества способны снижать образование ядовитых газов при взрыве ВВ, каталитически воздействуя на вторичные реакции в продуктах взрыва с участием окислов азота. К таким веществам, в частности, относятся соли или окислы щелочных металлов. Из таблицы 5.5 видно, что в составе, содержащем нитрат калия, несмотря на положительный кислородный баланс, образуется окислов азота значительно меньше, чем в составе без калиевой соли.
Свойства горных пород также могут влиять на конечный состав продуктов взрыва в результате химического воздействия вещества породы на продукты реакции, связывания или растворения их (грунтовыми водами), физического воздействия на процесс охлаждения газов, закалку и установление ложного равновесия в охлажденных газах.
В этой связи Б. Д. Росси предложил классифицировать горные породы по признаку их влияния на образование ядовитых газов при взрыве ВВ. К группе I отнесены апатиты, нефелины, калийные руды, молибденовые руды, некоторые медные и полиметаллические руды, при взрывании которых аммонитом 6ЖВ количество ядовитых газов в пересчете на условную окись углерода (для окислов азота переводной коэффициент равен 6,5) составляет мене 40 л на 1 кг ВВ. К группе II отнесены угли и вмещающие породы, свинцово-цинковые, мартитовые железные и золотоносные руды, в которых аммонит 6ЖВ образует при взрыве от 40 до 100 л/кг ядовитых газов. К группе III отнесены джеспилитовые железные руды, в которых образуется более 100 л/кг ядовитых газов.
Свойства некоторых пород могут оказывать большее влияние на образование ядовитых газов, чем свойства самого ВВ. Например, чем выше коэффициент крепости, тем больше образуется окиси углерода и в ряде случаев меньше окислов азота (таблица 5.6) [41].
Таблица 5.6 - Количество ядовитых газов в различных породах при их взрывании
Горная порода |
Состояние породы |
Коэффициент крепости |
Количество ядовитых газов, л/кг | ||
CO |
NO2 |
CO+6,5NO2 | |||
Мартитовая руда |
Влажная |
4 |
10,3 |
5,1 |
43,5 |
Гидрогематитовая |
Сухая |
4 |
7,0 |
5,4 |
42,1 |
Хлоритовые Сланцы |
Сухие |
6 |
18,6 |
1,3 |
27,0 |
Гидрогематитовые Мартитовые Роговики |
Сухие |
8 |
29,8 |
1,2 |
37,6 |
Джеспилиты Сильно Трещиноватые |
Сухие |
12 |
20,4 |
4,5 |
49,7 |
Джеспилиты Трещиноватые |
Сухие |
12 |
34,1 |
1,2 |
41,9 |
Влажные |
14 |
33,4 |
1,6 |
43,8 |
В связи с сильным влиянием свойств горных пород на образование ядовитых газов при взрывах нет единой нормы по этому показателю для различных ВВ, но соблюдается правило, что в одинаковых условиях взрывания каждое новое ВВ, предназначенное для работ в подземных условиях, должно выделять при взрыве ядовитых газов в расчете на один килограмм не больше, чем аммонит 6ЖВ, принятый за эталон.
Наиболее эффективной и необходимой мерой борьбы с образовавшимися ядовитыми газами в забое является достаточно хорошее проветривание его непосредственно после взрыва и во время уборки взорванной горной массы. На отдельных горных предприятиях для нейтрализации ядовитых газов используют водяные завесы, заслоны, а также комбинированные перемычки (воздушно-водяные перемычки). Например, на Шерегешской шахте (Кузнецкое рудоуправление) при проведении опытно-промышленных испытаний способов и средств гашения ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрывания при массовых взрывах использовали водяные и комбинированные перемычки в горных выработках бурового и откаточного горизонтов [42].
Водяную перемычку (рисунок 5.6) возводили в выработке на определенном расстоянии от места взрывания. Она представляла собой деревянный каркас в виде емкости (внутри проложена полиэтиленовая пленка), наполненный водой. В нижней части каркаса располагали заряды ВВ (аммонит 6ЖВ), которые взрывали от общей коммутационной сети с зарядами массового взрыва при нулевом замедлении, что обеспечивало достаточно эффективное гашение ударной воздушной волны.
При установке воздушно-водяной перемычки (рисунок 5.7) отдельные полиэтиленовые мешки, определенной формы и объема, наполняли водой и укладывали друг на друга от почвы до кровли выработки. Емкости с водой устанавливали вогнутой стороной перемычек навстречу УВВ. В нижней части емкости размещали заряды ВВ, соединяя их общей коммутационной сетью с зарядами, расположенными в воздушной перемычке, и зарядами массового взрыва. Воздушная перемычка устанавливалась непосредственно за водяной перемычкой, со стороны, противоположной направлению ударной волны, с использованием емкостей, заполненных сжатым воздухом через клапаны из шахтной сети до избыточного давления 0,03...0,05 МПа. Воздушная перемычка взрывалась в первую очередь для образования воздушной "пробки". При взрыве водяной перемычки во вторую очередь или одновременно с воздушной образовывалась воздушно-водяная смесь, которая устремлялась направленным потоком в сторону ведения взрывных работ для нейтрализации энергии ударной волны.
В емкостях с водой размещался химический поглотитель для нейтрализации продуктов взрыва, состоящий из окиси кальция и алюминия и гидроокиси натрия в соотношении 0,5:0,3:0,2. Состав и количество химического поглотителя, который применялся для нейтрализации токсичных веществ, образовавшихся при взрывных работах, были определены по химическому составу и количеству ВВ, использованных при взрыве. Токсичные вещества, выделившиеся в результате взрыва, соприкасались с частицами химического поглотителя, распределенными равномерно по всему потоку воздушно-водяной смеси, вступали с ними в химическую реакцию и нейтрализовывались.
1 - горная выработка; 2 - вода; 3 - заряды ВВ; 4 - емкость со сжатым воздухом; 5 - клапан; 6 - химические поглотители;7 - коммутационная сеть; 8 - емкости с водой
Рисунок 5.7 - Схема воздушно-водяной перемычки в горной выработке
В результате проведенных в Шерегешской шахте [42] опытно-промышленных испытаний способов защиты горных выработок и нейтрализации продуктов взрыва путем применения водяных и воздушно-водяных перемычек при массовых взрывах установлено: разрушения горных выработок отсутствовали; нарушений электроснабжения, воздушных и водяных коммуникаций не обнаружено; скважины в смежных блоках остались в рабочем состоянии; химические поглотители, размещенные в емкостях с водой, позволили нейтрализовать до 90 % токсичных веществ, выделившихся в результате взрыва, что дало возможность сократить время проветривания шахты с 72 до 19 часов.
Таким образом, показана высокая эффективность нейтрализации токсичных продуктов взрыва и защита от ударной волны методом исполь-зования водяных и воздушно-водяных перемычек в горных выработках при массовых взрывах.
Похожие статьи
-
Токсичность взрывчатых веществ и продуктов взрыва - Использование взрывчатых веществ
Важной мерой промышленной санитарии при эксплуатации ВВ является защита людей от токсичного действия ВВ и продуктов их взрыва. Контакт с ВВ и их...
-
Энергетические характеристики Критериями действия взрыва являются количество тепла, выделяемое при взрыве, объем образующихся газообразных продуктов и...
-
Введение - Общее понятие о взрывчатых веществах
В большинстве случаев техногенные аварии связанны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества и/или энергии....
-
Оценка безопасности при механических воздействиях - Использование взрывчатых веществ
В разделе 4.2 изложены общепринятые методы определения чувствительности к различным механическим воздействиям на ВВ, применяемые в лабораторных условиях,...
-
Разрушающие факторы взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
Детонация ВВ Детонация представляет собой самоподдерживающийся процесс перемещения по ВВ со сверхзвуковой скоростью ударного фронта (скачка давления),...
-
Горение взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
Взрыв представляет собой одну из форм химического превращения взрывчатых веществ. Другой его формой является горение. Для горения также характерны...
-
Область применения взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
На протяжении многих веков ВВ состоят на службе у человека. И сегодня существуют области человеческой деятельности, где без взрывчатых веществ обойтись...
-
На основании значительных исследований на базе реальных повреждений типовых зданий и промышленных сооружений, вызванных ударными волнами при взрывах ВВ,...
-
Критерии оценки взрывоопасности при вибрации - Использование взрывчатых веществ
Критерии оценки взрывоопасности при получении и переработке взрывчатых материалов с применением вибрации существенно отличаются от рассмотренных выше...
-
Чувствительность к удару - Использование взрывчатых веществ
Чувствительность ВВ к удару определяют в основном на копрах, состоящих из двух, иногда из трех строго параллельных вертикальных направляющих, по которым...
-
ЛИТЕРАТУРА - Использование взрывчатых веществ
1. Штетблехер, А. А. Пороха и взрывчатые вещества / А. А. Штетблехер. - М.: ОНТИ: Главная редакция химической литературы, 1936. - 610 с. 2. Бесчастнов,...
-
Безопасность взрывных работ при наличии блуждающих токов - Использование взрывчатых веществ
Одним из опасных явлений при эксплуатации ВВ являются преждевременные взрывы зарядов ВВ, которые могут происходить в результате "ложного" воздействия на...
-
Самодельные взрывные устройства - Общее понятие о взрывчатых веществах
Пожалуй, нет сейчас в мире ни одного государства, которое не сталкивалось бы с проблемой использования самодельных взрывных устройств. Возьмем, например,...
-
Тротил - Общее понятие о взрывчатых веществах
Взрывчатое вещество бризантное нормальной мощности. Известно под названиями: -Тринитротолуол. -Тол. -Тринит. -Нитротол. -Тротил. Аббревиатуры: -ТНТ....
-
Общее понятие о взрывчатых веществах (ВВ) - Общее понятие о взрывчатых веществах
Взрыв - это процесс очень быстрого превращения взрывчатого вещества в большое количество сильно сжатых и нагретых газов, которые, расширяясь, производят...
-
Чувствительность ВВ к механическим воздействиям - Использование взрывчатых веществ
При выполнении взрывных работ взрывные материалы подвергаются различного рода механическим воздействиям в процессе испытания, транспортировки, заряжания,...
-
Стойкость взрывчатых веществ - Использование взрывчатых веществ
Немаловажным критерием безопасности ВВ при хранении является Стойкость взрывчатых веществ. ВВ способны не только взрываться от действия начальных...
-
Бризантные ВВ применяются для снаряжения боеприпасов (всех видов снаряды, мины, авиабомбы), производства нитроцеллюлозных (бездымных) порохов и средств...
-
Чувствительность ВВ к совместному воздействию - Использование взрывчатых веществ
Кроме достаточно изученных и описанных выше воздействий на ВВ в процессе подготовки, переработки и эксплуатации, могут возникать сопутствующие...
-
Чувствительность ВВ к разрядам статического электричества - Использование взрывчатых веществ
Многие производственные процессы, особенно с применением диэлектрических материалов, сопровождаются образованием и накоплением электростатических...
-
Возбуждение взрывных превращений и начальный импульс - Использование взрывчатых веществ
Наличие взрывчатых свойств у того или иного вещества определяет его потенциальную способность к взрывным превращениям в форме горения или детонации....
-
Чувствительность к разбуриванию - Использование взрывчатых веществ
Чувствительность ВВ к разбуриванию имеет особенно важное значение, так как при взрывании в шахтах зачастую остаются так называемые "стаканы" с остатками...
-
Чувствительность к трению - Использование взрывчатых веществ
Чувствительность ВВ к трению определяют применительно к требованиям техники безопасности при изготовлении и использовании ВВ. Применяемые методы в той...
-
Анализ опасности взрывчатых веществ В нашей стране многие годы было принято, что тема трагических событий и катастроф в сфере материального производства...
-
Смесевые взрывчатые вещества - Использование взрывчатых веществ
Смеси на основе жидких нитропарафинов и солей гидразина (астралиты) Жидкие ВВ давно привлекали внимание исследователей в связи с повышенной плотностью,...
-
В процессе пневмотранспорта сыпучих ВВ за счет накопления зарядов могут возникать следующие электрические разряды. 1. Искровые разряды, при которых...
-
Испытание взрывчатых веществ - Общее понятие о взрывчатых веществах
В целях определения пригодности для хранения и применения при взрывных работах ВМ на базисных складах должны быть подвергнуты испытаниям. Испытания...
-
В большинстве случаев для предотвращения опасных проявлений статического электричества стараются устранить или, по крайней мере, уменьшить величину...
-
Чувствительность ВВ к тепловому импульсу - Использование взрывчатых веществ
Обычно тепловые воздействия подразделяются на гомогенный - равномерный подогрев всей массы ВВ до некоторой критической температуры с развитием процесса...
-
Пластит - очень популярная в средствах массовой пропаганды взрывчатка. Особенно, если требуется подчеркнуть особенное коварство супостата, ужасные...
-
Основные типы взрывчатых веществ и их классификация Взрывчатые вещества весьма разнообразны по своему химическому составу, физическим свойствам и...
-
ВВЕДЕНИЕ - Использование взрывчатых веществ
Взрывчатые вещества (ВВ) как высококонцентрированный и экономичный источник энергии кроме оборонной отрасли широко применяют в различных отраслях...
-
Способы прекращения горения с помощью различных огнетушащих веществ
Описаны основные условия горения, показаны наиболее преспективные способы прекращения горения, классификация огнетушащих веществ, способов и приемов...
-
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ - Использование взрывчатых веществ
Взрывчатое вещество токсичность безопасность Эксплуатационная безопасность заключается в совокупности всех мероприятий по обеспечению безопасности работ...
-
Литература - Общее понятие о взрывчатых веществах
1. Штетблехер А. А. Пороха и взрывчатые вещества / А. А. Штетблехер. - М.: ОНТИ: Главная редакция химической литературы, 1936. - 610 с. 2. Бесчастнов М....
-
Прием, отпуск и учет взрывчатых материалов - Общее понятие о взрывчатых веществах
Поступившие на базисные склады ВМ немедленно помещаются в хранилища и оприходуются на основании заводских и транспортных документов или наряда-накладной...
-
Испытание взрывчатых веществ, Доставка ВМ к месту работы - Общее понятие о взрывчатых веществах
Доставка ВМ к месту работы Доставка ВМ непосредственно к месту работы допускается в заводской упаковке, исправных сумках или кассетах под наблюдением...
-
Наиболее полно проведено изучение электростатических явлений, сопровождающих пневмозаряжание россыпных ВВ в СКГМИ на экспериментальном стенде (рисунок...
-
КРИТЕРИИ БЕЗОПАСНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ - Использование взрывчатых веществ
В технической литературе и научных публикациях к взрывчатым характеристикам ВВ относят Чувствительность веществ к различным внешним воздействиям...
-
Оценка электростатической безопасности при эксплуатации ВВ - Использование взрывчатых веществ
Одним из перспективных направлений в области совершенствования техники и технологии взрывных работ, повышения производительности труда является...
[7]. - Использование взрывчатых веществ