книги из ГПНТБ / Шепелев С.Ф. Газовость промышленных взрывчатых веществ на рудниках

А К А Д Е М И Я Н А У К К А З А Х С К О Й ССР

И Н С Т И Т У Т Г О Р Н О Г О Д Е Л А

С. Ф. ШЕПЕЛЕВ, В. Н. КУСТОВ, В. М. МУН

ГАЗОВОСТЬ

ПРОМЫШЛЕННЫХ

ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

НА РУДНИКАХ

Ф

И з д а т е л ь с т в о « Н А У К А » К а з а х с к о й ССР

А Л М А - А Т А - 1 9 7 4

Ту- /JVi ^

УДК 622.8(075.8)

В книге рассматриваются вопросы образования ядови­ тых газов при ведении взрывных работ в подземных выра­ ботках, вопросы влияния некоторых физико-технических ха­ рактеристик горных пород на газообразование, количествен­ ной оценки задержания продуктов взрыва в отбитой руде и динамики выделения газов при ее выпуске. Описываются приемы определения газовости ВВ в производственных ус­ ловиях, существующие пробогазоотборники. в том числе ав­ томатические конструкции ИГД АН КазССР. Приводятся по­ ложения по определению общего количества образующихся газов при взрыве промышленных ВВ. Даются обширные фак­ тические данные по газовости ВВ, полученные в условиях производства, в том числе на горных предприятиях Казах­ стана.

Книга рассчитана на широкий круг специалистов — на­ учны х работников, производственников, проектировщиков и конструкторов, а также на студентов и преподавателей учебных заведений горного профиля.

Илл. 38, табл. 25, библ. 56.

Ответственный редактор О. А. Ахметов

0371—040 Ш м 405(07)—74 3 4 - 7 4

Издательство «Наука» Казахской ССР. 1974

Г л а в а 1

ГАЗООБРАЗНЫЕ ПРОДУКТЫ ВЗРЫВА

Взрывы современных промышленных ВВ относят к ка­ тегории химических, под которыми подразумевается вне­ запное химическое превращение вещества, сопровождаю­ щееся выделением тепла и образованием газообразных продуктов. Работа по разрушению горного массива осу­ ществляется стремящимися к расширению нагретыми взрывными газами, и превращение ВВ в механическую ра­ боту будет тем полнее, чем больше образуется газов. Но объем последних служит и критерием допуска к примене­ нию ВВ на подземных работах, так как заключает в себе значительное количество ядовитых газов — окиси углеро­ да и окислов азота. Поэтому с расширением ассортимента и увеличением количества применяющихся ВВ санитарногигиеническое состояние атмосферы подземных выработок может существенно ухудшиться.

Общий объем газообразных продуктов нетрудно опре­ делить теоретически по реакции взрывчатого превраще­ ния, а также непосредственными измерениями после взрыва определенной навески ВВ в стальной бомбе. Оцен­ ка же количества ядовитых газов сопряжена с большими трудностями, поскольку здесь сказываются эффективность работы заряда, характер взрываемой среды, состав оболоч­ ки патронов и физико-химические свойства ВВ. Сущест­ венное значение имеет и незавершенность химического разложения ввиду разного охлаждения газообразных про­ дуктов при взрывах в шпурах и скважинах. В этой связи, опираясь на экспериментальные данные, процесс газооб­ разования целесообразно рассматривать применительно к конкретным горнотехническим условиям. Однако это не исключает широкой возможности теоретического поиска, основанного на анализе физико-химических явлений при взрыве.

5

Краткая характеристика ВВ, рекомендуемых к применению на подземных работах

Все взрывчатые вещества, применяемые в горной про­ мышленности, подразделяются на два класса — химиче­ ски однородные ВВ (тротил, нитроглицерин, пироксилин и др.) и взрывчатые механические смеси (аммониты, динамоны, акваниты, зерногранулиты и т. д.). Наибольшее рас­ пространение получили ВВ второго класса, так как они дешевле, безопаснее в обращении и обладают высокой раз­ рушающей способностью.

Взрывчатые вещества, рекомендованные к использова­ нию на подземных горных работах, по внешнему состоя­ нию можно разбить на следующие категории:

Е. Прессованные Аммонит скальный № 1.

II. Патронированные и россыпные ВВ, не содержащие нитроэфиров

Из указанных ВВ в последние годы широкое примене­ ние получили гранулированные, водонаполненные и низ­ копроцентные нитроглицериновые, позволяющие механи­ зировать процесс зарядки, а также повысить безопасность при их изготовлении и использовании.

Почти все промышленные ВВ относятся к механиче­ ским смесям, способным к совместному химическому взрывчатому превращению, в состав которых входят окис­ литель, например аммиачная селитра, и горючие компо­

6

ненты. Если в качестве горючих компонентов используют­ ся невзрывчатые органические соединения, то такие ВВ выделяют в группу динамонов. Сюда относятся также гранулиты и игданит. В порошкообразные динамоны по­ мимо аммиачной селитры и горючих составляющих до­ бавляются алюминий и минеральное масло, однако в игданитах таких добавок нет. Это двухкомпонентная смесь из аммиачной селитры и дизельного топлива (4—6 %). В аммонитах и зерногранулитах в качестве горючей добавки используются взрывчатые нитросоединения — обычно тротил, — а высокоработоспособные ВВ этой группы со­ держат гексоген. В составе последних могут присутство­ вать и невзрывчатые горючие компоненты. Аммониты от зерногранулитов отличаются более мелкодисперсной структурой; это же относится и к аммоналам, только в их состав для повышения работоспособности вводится алюминиевая пудра. Для увеличения мощности и прида­ ния пластичности в аммиачно-селитренные ВВ добавляют до 15% нитроэфиров и они относятся к группе детонитов.

В настоящее время быстрое развитие и распростране­ ние получают водонаполненные взрывчатые вещества (акваниты и акватолы), которые отличаются высокой во­ доустойчивостью, скоростью детонации, большой плот­ ностью и подвижностью массы, а также безопасностью в обращении. ВВВ состоят из кислородоносителя, горючих компонентов и растворителя (воды). В целях обеспечения достаточной плотности заряжания необходимо, чтобы жидкая фаза составляла около 50 %, поэтому один или не­ сколько твердых компонентов должны хорошо растворять­ ся в воде. Помимо отмеченных составных частей многие

ВВВ содержат нитросоединения, выполняющие роль сен­ сибилизаторов, а также желирующие вещества для пре­ вращения жидкой суспензии в вязкую.

В таблице 1 приведена краткая техническая характе­ ристика взрывчатых веществ, используемых на шахтах, не опасных по газу и пыли. Как видно из таблицы, они имеют кислородный баланс, близкий к нулевому, так как последний во многом определяет состав и количество газо­ образных продуктов взрыва.

При положительном кислородном баланее кислород, необходимый для окисления горючих компонентов, со­ держится в ВВ в избытке и образование взрывных газов протекает с поглощением тепла, что снижает взрыв. При этом весь углерод окисляется в СОг, а водород — в воду.

При отрицательном балансе происходит неполное окисление горючих компонентов и в продуктах взрыва

7