Материал: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

Изменение суммарного объема ядовитых газов в зависимости от типа ВВ и крепости пород показано иа рис. 67 .

При скальном аммоните № 1, имеющем более высокую темпера­ туру взрыва но сравнению с угленитом Э-6 , гидрозабойка тоже способствует некоторому снижению температуры, но не настолько, чтобы обеспечить полное затухание непрореагировавших при дето­ нации частиц ВВ, поэтому часть их догорает с выделением промежу­ точных продуктов, что и дает увеличение окислов азота. Кроме того, под действием высокой температуры происходит частичное

сгорание полиэтиленовой оболоч­ ки гпдрозабойкн, которая, имея большой отрицательный кислород­ ный баланс, способствует допол­ нительному образованию окиси углерода.

§ 56. Методы определения концентрации ядовитых газов в производственных условиях

Камерный метод. Метод осно­ ван на определении концентра­ ции ядовитых газов в изолиро­ ванной камере, представляющей собой обособленную часть глухой горной выработки. Изоляция камеры достигается путем отде­ ления частиц горной выработки (15—40 м) с помощью перемычки из газонепроницаемой ткани (бре­ зент, прорезиненная ткань).

Сразу после взрываппя перемычку опускают и в образованную камеру входят бойцы ВГСЧ, снабженные кислородными аппаратами, производят перемешивание газов в камере с помощью кусков плотной ткани пли с помощью вентилятора и отбирают пробы воздуха. Число точек взятия проб н их расстояние от места взрыва устанавлива­ ются в каждом отдельном случае в зависимости от местных условий.

На основании анализа проб воздуха рассчитывают среднюю концентрацию ядовитых газов и определяют их количество в камере.

Суммарный объем ядовитых газов, выраженный в условной окиси углерода, подсчитывают по формуле

7с = 7со “I” ®’^7No+NOi "Ь ^’^7so:+HjS* л^кг

где g — количество окиси углерода образующееся при взрывании

1 кг ВВ, л/кг; gNO+No2 — количество окислов азота, л/кг; gso.+H.s — количество сернистых газов, л/кг.

208

Несмотря на то, что камерный метод продолжительное время был единственным для определения «газовости» ВВ в производ­ ственных условиях, он является слишком трудоемким, а для шахт, опасных по газу или пыли, вообще неприемлем, так как предусмат­ ривает отключение вентиляции. Кроме того, этот метод не отражает фактической газовости после взрыва вследствие того, что произво­ дится замер концентрации только той части ядовитых газов, которые выбрасываются в атмосферу выработки и не учитывают газы, адсорбированные на поверхности отбитой горной массы и окружаю­ щими породами.

№ N 0h %

Бескамериый метод. В последние годы для определения ядовитых газов в подземных выработках шахт все большее распространение находит бескамерный метод, суть которого заключается в расчете объема ядовитых компонентов, исходя из общего количества воз­ духа, поданного в забой для полного удаления продуктов взрыва.

Для получения исходных данных производят отбор проб руднич­ ного воздуха на произвольном расстоянии от забоя (50—100 м), но не ближе зоны отброса газообразных продуктов взрыва, вели­ чина которой с достаточной точностью определяется по эмпириче­ ской формуле, выведенной для тупиковых забоев горизонтальных выработок,

L — 11,5 - f , м,

где А — количество одновременно взрываемого ВВ, кг; S — пло­ щадь сечения выработки, м2.

Пробы набирают через определенные промежутки времени с мо­ мента подхода газового облака к замерной станции и до полного их исчезновения. Одновременно с этим измеряют скорости движения воз­ духа в вентиляционных трубах с помощью анемометра. По установлен­ ной средней скорости воздушной струи и диаметру вентиляционных

труб подсчитывают количество воздуха, подаваемого в выработку для разжижения и удаления взрывных газов,

Q = FcpiS1, м8/мин.

На основании химического анализа отобранных проб строят график, отражающий зависимость концентрации окиси углерода и окислов азота (прп наличии сернистых газов строится третья кри­ вая) на замерной станции от времени проветривания (рис. 68), по которому определяют площади фигур, образованных кривыми.

Дальнейший расчет сводится к определению удельного объема ядовитых компонентов по формулам:

4co = J7 r ^ 10’ л/кг;

ступности проведения неограниченного количества опытов в любой

в подземных условиях. Последнее достигается за счет того, что время замеров концентраций ядовитых газов в струе воздуха, про­ ходящей через замерную станцию, включает в себя погрузку породы и другие операции, способствующие высвобождению газообразных продуктов взрыва из мест возможного скопления.

§ 57. Методы отбора проб и химического анализа рудничного воздуха

Отбор проб рудничного воздуха может производиться в специаль­ ные емкости с последующим анализом газовой смеси в газоанали­ тических лабораториях или же экспрессным методом, более эффек­ тивным, надежным и простым для определения концентрации ядо­ витых газов.

Широкое распространение получил экспрессный метод опреде­ ления ядовитых газов с помощью химического газоопределнтеля ГХ-4, который позволяет непосредственно в шахте определять концентрации окиси углерода, окислов азота и сернистых газов.

Принцип анализа основан на просасывании исследуемого воз­ духа через индикаторные трубки и протекании в них специфиче­

210

При определении объема ядовитых газов с помощью газоопределителя ГХ-4 участвуют не меиее двух человек, ко­ торые в изолирующих самоспасателях находятся на замерной станции, опре­ деляют количество воздуха, поступа­ ющего в забой, и ведут анализ руднич­ ной атмосферы.

Перед началом анализа в индика­ торной трубке отламывают оба запаян­

14*

трубку вынимают, записывают иа ией порядковый номер и время прошедшее с момента взрыва, фиксируемое секундомером. В такой последовательности замеры повторяются до прекращения потем­ нения трубок, что соответствует полному разгазированию приза­ бойного пространства.

Частота повторения замеров определяется интенсивностью про­ хождения газового облака. В первые минуты после взрыва концен­ трация ядовитых газов в воздушном потоке резко возрастает и через 5—10 мин достигает своего максимума, а затем также быстро сипжается. Этот отрезок времени соответствует прохождению через замерную станцию ядовитых газов, выброшенных в рудничную атмосферу в виде пылегазового облака, поэтому требует особенной тщательностп п быстроты замеров, которая регламентируется дли­ тельностью прокачивания воздуха через трубку на одно сжатие меха. Для окиси углерода это время равно 8—9 с, для окислов азо­ та — 20—30 с. Обычно за 1 мин расходуется две-три трубки па СО н одна-две — на окислы азота. В дальнейшем изменение концентра­ ции ядовитых газов происходит гораздо медленнее, поэтому интервал между замерами можно увеличивать до 2 мин и более. Протягива­ ние воздуха через трубки в процессе анализа следует производить по всему сечению выработки, что способствует усреднению получае­ мых результатов.

Г л а в а XV

СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ

§ 58. Краткая характеристика инициирующих ВВ

Характерной особенностью инициирующих взрывчатых веществ (ПВВ) является то, что горение пх легко переходит в детонацию. ИВВ также легко детонируют под воздействием простого начального импульса (луча огня, накола, удара и т. п.) Именно этн особенности позволили использовать их для пзготовлеппя инициаторов. Однако вследствие высокой чувствительности ИВВ к начальному импульсу при производстве их, а также при их применении следует принимать особые меры предосторожности. В настоящее время из ИВВ наиболее широко используют гремучую ртуть, азид свинца н тринитрорезорцинат свинца (Т1ГРС).

Гремучая ртуть Hg (ONC) 2 относится к классу солей гремучей кислоты — фульминатов и получается при взаимодействии металли­ ческой ртути, азотной кислоты и этилового спирта. По внешнему виду гремучая ртуть представляет собой кристаллический порошок белого или серого цвета с насыпной плотностью 1,22—1,25 г/см3. Плотность кристаллов колеблется от 4,30 до 4,42 г/см3.

Свободно насыпанная в небольшом количестве (до 1 г) гремучая ртуть при поджигании дает вспышку; при воспламенении в больших

212

количествах происходит взрыв. Если же гремучую ртуть запрессо­ вать под давлением 250—350 кгс/см2, то при воспламенении ее всегда происходит взрыв. Однако если увеличивать давление прессования, то можно достичь такой плотности гремучей ртути, при которой она, воспламеняясь от луча огня, будет только выгорать, ие взрываясь и не инициируя взрыв вторичного ВВ.

Гремучая ртуть при обычной температуре (15—20° С) химически устойчива. При повышении температуры гремучая ртуть начинает разлагаться, причем заметное разложение наблюдается при длитель­ ном нагревании уже при 50° С. При 90—95° С гремучая ртуть разла­ гается быстро, ио еще без взрыва (температура вспышки гремучей ртути равняется 160—165° С).

Химическое разложение гремучей ртути можно вызвать концен­ трированными азотной, серной и соляной кислотами, а также концен­ трированными щелочами.

Сухая гремучая ртуть практически ие реагирует с металлами, Однако в присутствии влаги реакция происходит довольно активно. Особенно бурно реагирует влажная гремучая ртуть с алюминием, образуя при этом пористое вещество, обладающее взрывчатыми свой­ ствами и высокой чувствительностью к внешним воздействиям. Поэтому гремучую ртуть при производстве электродетонаторов по­ мещают в медную или бумажную гильзы.

Азид свинца РЬ (N3) 2 представляет собой мелкокристаллический белого цвета порошок плотностью 4,73 г/см3. Азид свинца практиче­ ски не растворим в воде, при 18° С в 100 см3 воды растворяется 0,023 г азида свинца.

Во влажной среде в присутствии углекислого газа азид свинца разлагается с образованием азотпстоводородной кислоты, которая с некоторыми металлами может давать весьма опасные в обращении азиды. Так, с медью азотистоводородная кислота образует азид окисной меди, чрезвычайно опасный в обращении. Поэтому азпд свннца нельзя снаряжать в медные или латунные оболочки; его запрессовывают в алюминиевые оболочки.

По отношению к нагреванию азид свинца значительно более стоек, чем гремучая ртуть; температура вспышки его равна 350° С.

К механическим видам воздействия (удар, трение и т. п.) азид свинца менее чувствителен, чем гремучая ртуть. Азид свинца также значительно труднее, чем гремучая ртуть, воспламеняется от луча огня. Это является его существенным недостатком: для безотказ­ ного действия детонаторов необходимо поверхность азида свинца покрывать слоем тринитрорезорцината свинца.

В противоположность гремучей ртути, прессование почти не изменяет чувствительности азида свинца к начальному импульсу.

Азид свинца обладает высокой инициирующей способностью- (примерно в 10 раз большей, чем гремучая ртуть).

Теплота взрыва азида свинца равна 364 ккал/кг. Объем газоввзрыва составляет 308 л/кг. Скорость детонации азида свинца 4,5— 4,8 м/с.

213-