Материал: Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

и вычисления разности между соответствующими величинами кис­ лородного баланса различных компонентов, входящих в состав ВВ. Например, аммонит № 6 содержит 21% тротила (кислородный ба­

Полученная величина и будет характеризовать числовое значение кислородного баланса аммонита № G.

Химический состав газообразных продуктов взрыва имеет чрез­ вычайно большое значение при подземных взрывных работах, так

как обмен воздуха в этих условиях затруднен и продукты взрыва

могут загрязнять атмосферу подземных выработок, вызывая забо­ левание или отравление работающих.

Исследованиями установлено, что ВВ с положительным кисло­

родным балансом сильно склонны при взрыве образовывать значи­ тельные количества окислов азота, а ВВ с отрицательным кисло­ родным балансом при окислении входящего в их состав углерода

образуют преимущественно окись углерода. Если составить хими­

ческое уравнение взрывчатого превращения для какого-либо ВВ с отрицательным кислородным балансом, например для тротила, то

влияние химического состава становится очевидным:

2C7H5N3O6 -= 12СО + 2С + 3N2 + 5Н2/

Поэтому все современные промышленные ВВ, допущенные к применению в подземных условиях, рассчитываются на нулевой

или близкий к нему кислородный баланс.

Даже при соблюдении этого условия вследствие частичного участия материала оболочки в реакции взрыва все же образуется некоторое количество окиси углерода. Так как реакция взрывчато­ го превращения не идет по идеальному направлению с выделением

только продуктов предельного окисления, то образование неболь­

шого количества ядовитых газов присуще даже ВВ с нулевым кис­

лородным балансом и при нормальном развитии процесса детона­

ции. Но если процесс взрывчатого превращения протекает ненор­ мально, т. е. происходят неустойчивая детонация и переход в выго­

рание, то даже при благоприятном кислородном балансе обязатель­

но образуется большое количество окислов азота. Образование

последних сопровождается поглощением теплоты за счет умень­ шения теплоты, выделяющейся при взрыве, с соответствующим

снижением энергии взрыва и производимой им механической работы. Причиной выгорания ВВ могут служить: повышенная про­ тив нормы влажность, слеживаемость, а также недостаточно мощ­

ный или недоброкачественный детонатор. Все перечисленные при-

184

чины возможны в случае применения ВВ, содержащих аммиачную селитру, т. е. практически почти всех современных промышленных

ВВ. Это обстоятельство обязывает строго контролировать состоя­ ние ВВ, а также качество детонаторов.

Отсутствие удовлетворительной лабораторной методики опре­ деления количества ядовитых газов в продуктах взрыва ВВ, пред­ назначенных для подземных работ, не позволяет разработать кон­ кретные требования к этим ВВ.

Расчет вентиляции подземных горных выработок производится из предположения, что 1 кг ВВ образует не более 50 л ядовитых газов, считая на условную окись углерода, под которой понимается

суммарное количество ядовитых газов. Учитывая степень токсично­ сти каждого из них, при подсчете принимаются поправочные ко­ эффициенты, равные 6,5 для окислов азота и 2,5 — для сероводоро­ да и сернистого газа.

Фактически количество ядовитых газов в продуктах взрыва современных промышленных ВВ колеблется (в переводе на услов­ ную окись углерода) от 15 до 100 и более литров на 1 кг ВВ.

Количество и состав ядовитых газов в продуктах взрыва зави­ сят от целого ряда факторов. Помимо характера и величины кис­ лородного баланса, сильное влияние оказывают: вес бумажной

оболочки и водоизолирующего покрытия патрона ВВ, степень влаж­ ности, слежалости и плотность ВВ, величина частиц отдельных компонентов, величина коэффициента использования шпура, место

расположения патрона-боевика, величина забойки и пр. Наиболее сильное влияние оказывает характер горных пород: их физическое состояние и химический состав. Так, например, при взрывании в щелочных породах, в частности в апатите, суммарное количество ядовитых газов сравнительно невелико; в джеспилитах (железный рудник) это количество повышается в несколько раз. Более мелкое дробление разрушаемых пород увеличивает количество ядовитых газов. В общем виде те условия, которые обеспечивают устойчивую детонацию, ведут к снижению количества ядовитых газов.

Из числа ядовитых газов при взрывных работах в практически опасных количествах наблюдаются окислы азота, окись углерода, сернистый газ и сероводород. Образование первых двух возможно при всех условиях, а сероводорода и сернистого газа — только при наличии серы или сернистых соединений, например при взрывании

угля с включением серного колчедана и т. п.

Окись углерода — бесцветный газ без вкуса и запаха, горит си­ ним пламенем. Наблюдающийся при ее появлении характерный запах присущ не окиси углерода, а сопутствующим ей газам и аэро­ золям пыли. Окись углерода при содержании ее в воздухе подзем­ ных выработок не более 0.02 мг/л (0,0016% по объему) не вызывает

каких-либо опасных последствий для организма. Рабочие допуска­ ются после взрывания в подземную выработку при условии содержа­ ния окиси углерода 0,23 мг/л (0,02%) и непрерывно продолжающем­ ся интенсивном проветривании.

185

Окислы азота при обычной температуре имеют вид желто-бурых паров, интенсивность окраски которых тем больше, чем выше тем­ пература. При смешивании паров окислов азота с воздухом окрас­ ка смеси тем интенсивнее, чем выше концентрация этих паров. Они имеют резкий характерный запах; при большой влажности подзем­ ных выработок легко соединяются с влагой, конденсируясь на стен­ ках выработок. Сравнительно безопасная концентрация окислов азота составляет 0,002%. После взрывания выработка должна

интенсивно проветриваться до возвращения в нее рабочих и с такой

же интенсивностью проветривание должно производиться в течение первых двух часов после прихода рабочих. Нормально допустимая

концентрация окислов азота в условиях долговременного пребыва­ ния людей не должна превышать 0,00025% по объему.

При сравнении этих газов нужно отметить, что по токсичности окислы азота в 6,5 раза более опасны, чем окись углерода, по стой­ кости более опасной является окись углерода, которая при отсут­ ствии вентиляции сохраняется в выработках долгое время. Будучи

по удельному весу примерно равной воздуху (удельный вес 0,98),

окись углерода легко сорбируется отбитой породой; допущенные в забой после надлежащего проветривания рабочие начинают про­

изводить разборку породы и подвергаются действию задержав­ шейся в куче породы окиси углерода. Для предупреждения таких случаев полезно перед началом и.во время разборки продувать взорванную породу сжатым воздухом при помощи обычного буро­ вого шланга.

Сероводород—газ без цвета с характерным запахом тухлых

яиц, очень ядовит; в воздухе подземных выработок встречается сравнительно редко. Предельно допустимая концентрация считает­

ся 0,00069% по объему.

Сернистый газ — бесцветный с резким раздражающим запахом. Предельно допустимая концентрация составляет 0,0007% по объему.

В воздухе выработок после взрыва обычно присутствуют раз­

личные ядовитые газы, но, как правило, окись углерода и окислы азота, вследствие чего необходимо учитывать их совместное дейст­ вие на организм. Интенсивность совместного действия зависит от количественных соотношений, в которых находятся составные ча­ сти смеси; подобные комбинации могут быть весьма многочисленны,

но их токсическое воздействие пока мало изучено. Общепризнанной является необходимость суммирования их токсического воздействия на организм. Поэтому при одновременном образовании окислов азота и окиси углерода предельная допустимая концентрация сме­ си этих газов не должна быть в сумме выше 100%. Так, например, если концентрация окислов азота в воздухе выработки составляет 60% от допустимой, то концентрация окиси углерода не должна превышать 40% от предельно допустимой, иначе работа в забое не

может быть разрешена. Для уменьшения содержания ядовитых га­ зов после взрывания в воздухе подземной выработки следует ис­ пользовать малогазовые ВВ или организовать интенсивное провет­ ривание при употреблении обычных ВВ.

186

Время, необходимое для интенсивного проветривания при суще­ ствующих средствах вентиляции, устанавливается начальником участка отдельно для каждого рабочего забоя. Удаление окиси уг­

лерода может производиться только проветриванием. Снижение концентрации окислов азота, помимо проветривания, посредством которого удаляются из забоя и эти газы, может производиться пу­

тем применения нейтрализующей забойки. В качестве нейтрализую­ щей забойки используют мелкую известь-пушонку, которую вместе с обычной глиняной забойкой вводят -в шпур после помещения в него заряда. В момент взрыва известь-пушонка разбрасывается давлением газов и вследствие легкости частичек находится в воз­ духе подземной выработки во взвешенном состоянии. Частицы из­ вести-пушонки начинают реагировать с окислами азота, нейтрали­ зуя их. Другим способом нейтрализации является орошение забоя,

для чего неподалеку от места взрыва устанавливают бачок с водой,

которая с помощью сжатого воздуха распыляется в воздухе выра­ ботки. Вода, поглощая окислы азота, конденсируется на боках и

почве выработки.

Большое значение для снижения количества ядовитых газов, образующихся при взрыве имеет контроль качества и состояния. ВВ. При содержании в составе ВВ влаги не выше допустимого и отсутствии слежалости взрыв заряда будет проходить нормально с устойчивой детонацией и в результате будет обеспечен наиболее благоприятный состав газов взрыва.

§45. Безопасные расстояния при взрывных работах

ихранении взрывчатых веществ

Производство взрывных работ сводится к разрушению горного

массива или иной твердой среды. Однако специфические свойства ВВ, а также средств взрывания при некоторых условиях могут вы­ зывать опасность разрушения или повреждения окружающих со­

оружений, если последние расположены на близком расстоянии. Эта опасность может возникнуть не только при производстве

взрывных работ, но и при хранении взрывчатых материалов. По­ этому необходимо создавать такие условия, при которых как скла­ ды ВМ, так и окружающие их сооружения находились бы в пол­ ной безопасности.

Если при взрывных работах, особенно большими зарядами, опасность повреждения окружающих сооружений можно характе­ ризовать как внешнюю опасность, то при хранении ВМ опасность создается также и для камер-хранилищ самого склада, иначе говоря, возникает внутренняя опасность. В связи с этим при всех работах с ВМ следует обеспечивать как внутреннюю, так и внешнюю безопасность.

Внутренняя опасность характерна только для складов

ВМ и достигается определенным режимом работы склада, а также путем рассредоточения хранимых ВМ в разных помещениях, от­ деленных друг от друга такими расстояниями или защищенных

187

валами, при которых детонация ВВ в одном из хранилищ не может

быть передана ВМ, хранящимся в соседних хранилищах. Внешняя опасность может возникать как при взрывных

работах, так и при хранении ВМ. Под внешней опасностью пони­ маются серьезные повреждения различных сооружений, располо­ женных на сравнительно небольших расстояниях от места взрыв­ ных работ или от склада ВМ. При рассмотрении вопроса о внешней

основе раздельного анализа всех явлений, возникающих при взры­ ве и являющихся угрозой как для находящихся поблизости людей, так и для различных сооружений.

Принято различать следующие опасные явления: а) сейсмиче­

ская волна, вызывающая колебания грунтов; б) волна детонации;

заряда) не пропорциональна опасности других явлений. Это мож­ но показать на примерах. Так, величина радиуса зоны сейсмиче­ ской опасности пропорциональна корню кубическому из величины заряда, причем наименьшее опасное действие сейсмической волны присуще зарядам, расположенным открыто на поверхности; волна

от зарядов, заглубленных в грунт, несравненно более опасна.

Величина же радиуса зоны опасности действия воздушной ударной волны пропорциональна корню квадратному из веса взрываемого заряда, причем, как раз наоборот, величины этого радиуса дости­ гают наибольших значений при взрывании зарядов, не углубленных в грунт, а расположенных открыто на поверхности.

Рассматриваемые явления вызывают и опасность, различную по своим последствиям. Непосредственное воздействие сейсмиче­

ской волны на человека, как правило, может не приниматься во внимание, а действие воздушной ударной волны сказывается весь­ ма значительно. Наиболее мощным разрушительным действием обладает детонационная волна (правильнее, удар продуктов дето­ нации на сравнительно небольших расстояниях от заряда), но опасность ее действия учитывается только при решении вопроса о

возможности или невозможности передачи детонации ВВ, находя­ щемся в соседнем хранилище в случае взрыва другого хранилища.

Вопрос о правильном расчете безопасных расстояний имеет первостепенное значение как при рассмотрении условий хранения взрывчатых материалов, так и при определении степени безопасно­

сти взрывных работ. Обоснованный научный подход при решении этих вопросов успешно дан М. А. Садовским в виде предложенных им формул расчета зон опасности по сейсмической, детонационной и воздушной ударной волне. Эти формулы учитывают влияние

188