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

Устойчивость руды и вмещающих пород средняя. Кре­ пость по шкале М. М. Протодьяконова — 9—10. В этих условиях испытывались два вида ВВ — детонит 10А и аммонал ВА-4 (табл. 12).

Сопоставительная оценка этих данных с результатами, полученными в рудных забоях, показывает, что газовость взрывчатых веществ здесь несколько ниже. Это обусловли­ вается различной геологической характеристикой пород и в основном уменьшением их крепости.

Газовость ВВ при взрывах по породе определялась в двух забоях: в вентиляционно-доставочном штреке 6-5-730, а также в подходной выработке к породоспуску у горизонта в районе шахт Капитальная и Слепая. В первом забое испытывались аммонал ВА-4 и детонит 10А, а во втором — скальный аммонит № 1.

Вентиляционно-доставочный штрек 6-5-730 проходил­ ся по породам лежачего бока, которые представлены хо­ рошо рассланцованными серицито-хлорито-кварцевыми

ставлены порфироидами. Породы слаборассланцованные, устойчивые. Крепость по шкале М. М. Протодьяконова — 12—14. В таблице 13 показаны значения газовости ВВ,

Таблица 13

которые были получены в вышеописанных условиях. Газовость в породном вентиляционно-доставочном

6-5-730 и в третьем рудном штреках оказалась равной для однотипных испытываемых взрывчатых веществ, а имен­ но, для детонита 10А и аммонала ВА-4.

Результаты имеют расхождение в пределах 2 % , т. е, для однотипных пород и РУД с одинаковой трещиноватостью и крепостью величина газовости ВВ имеет отличие в пре-

101

делах допустимой погрешности. В то же время из таблиц 12 и 13 видно, что увеличение крепости, устойчивости и уменьшение трещиноватости пород ведет за собой резкий рост газовости. Так, газовость скального аммонита № 1 возрастает на 30% — с 18,4 до 24,8 л/кг, при увеличении крепости по шкале М. М. Протодьяконова — от 10—11 до 12—14.

Ввиду того что технология очистной выемки и геоло­ гическое строение руд БЬлоусовского и Иртышского руд­ ников идентичны, на последнем исследования по оценке газовости ВВ проводились только в породном забое северозападного штрека IV горизонта.

Породы штрека представлены серицито-кварцевыми сланцами средней устойчивости. На протяжении всего по­ левого штрека в породах отмечается большое количество тектонических трещин. Азимут падения большинства из них колеблется в пределах 180—360°, углы падения основ­ ных трещин, как правило, крутые — порядка 60—85°. На всем протяжении в породах отмечается слабое окварцевание в виде редких прожилков. С появлением дайки порфиров окварцевание увеличивается и представлено в виде прожилков и гнезд. Местами из кровли штрека отмечается редкий капеж воды. Крепость пород по М. М. Протодьяконову — 10—14.

Одновременно в забое было взорвано 28 шпуров с об­ щим весом заряда 36 кг. Взрывные работы осуществля­ лись детонитом 10А, газовость которого в данных горно­ геологических условиях составила 28 л/кг.

Определение газовости ВВ на рудниках Джезказганского горно-металлургического комбината

В течение 1972 г. на Восточно-Джезказганском рудни­ ке ДГМК проводились исследования по определению газо­ вости ВВ, применяемых для взрывных работ в подземных условиях. Эксперименты ставились в проходческих забоях 9-й панели, расположенной на горизонте 130 м залежи Златоуст-2. Оруденение приурочено к серым песчаникам. В большей части кровли панели залегают красные песча­ ники и алевролиты. Крепость рудного тела и вмещающих пород по М. М. Протодьяконову — 12, породы сухие.

Опыты проводились в вентиляционном и 23 штреках этой панели. Газовость определялась для двух видов ВВ: детонита 10А и гранулита АС-8. Для установления газо­ вости ВВ применялись камерный и бескамерный методы. Для отбора проб в первом случае использовались бойцы

102

27 отряда ВГСЧ, а во втором — автоматический пробоот­ борник газов конструкции ИГД АН КазССР. Обрабаты­ вали газовые пробы в лаборатории ВГСЧ.

Для исследований количества выделяющихся ядови­ тых газов в атмосферу камерным способом использовался вентиляционный штрек панели 9. Газовость определя­ лась для шпуровых зарядов с длиной шпуров 3 м. Среднее сечение штрека 19,6 м2, длина камеры 85 м. Отбор проб осуществлялся в четырех сечениях по длине камеры и в трех по высоте. Результаты анализа газовых проб приве­ дены в таблице 14.

Зная процентное содержание газа по объему и объем камеры, в которой отбирались пробы, и предварительно приведя все компоненты ядовитых газов к условной окиси углерода, нетрудно подсчитать общее количество выделив­ шихся в атмосферу ядовитых газов по формуле

103

где V T— объем выделившихся ядовитых газов, приве­ денных к условной окиси углерода, м3;

У к— объем экспериментальной камеры, ж3; СОусл— среднее содержание ядовитых газов в каме­

ре, %.

Зная Vr и общее количество используемого огнепро­ водного шнура при взрыве, а также учитывая, что при сгорании 1 м его образуется около 1 л ядовитых газов, можно подсчитать объем ядовитых газов, выделившихся непосредственно от взрывчатых веществ и, соответственно,, их газовость. Для этого полученный объем ядовитых газов переводился в литры и делился на общее количество взрывчатых веществ.

В таблице 15 приводятся основные данные проведен­ ных опытов.

Таблица 15-

Среднее содержание ядовитых газов в % пр объему и объем выделившихся ядовитых газов в атмосферу пред­ ставляют сумму ядовитых газов, выделившихся при сго­ рании ОШ и взрыве ВВ. Газовость же ВВ дана в чистом виде.

Как видно из таблицы 15, газовость детонита 10А для данных пород ВДР составляет 27,3 л/кг. При взрывании 88 кг гранулита АС-8 с инициатором детонитом 10А (26 кг) количество выделившихся ядовитых газов в атмос­ феру равнялось 30,5 л на 1 кг ВВ. Тогда, зная газовость детонита 10А, можно вычислить ее и для гранулита АС-8; она равна 30,9 л/кг.

Для подтверждения правильности установленных ре­ зультатов газовости, полученных камерным способом, бы­ ли проведены исследования по ее определению бескамер­

104

ным методом. Для этой цели, как уже говорилось выше,. использовался автоматический пробоотборник газов. Опы­ ты проводились в 23 штреке 9-й панели. Было отобрано 8 проб через определенные промежутки после взрыва

(табл. 16).

Основные же технические и экспериментальные дан­ ные взрывов приведены в таблице 17, где процентное со­ держание окислов азота пересчитано на СОусл.

Зная время отбора проб после взрыва и процентное со­ держание газов по объему, строим зависимость С0усл в % от времени (рис. 33). Далее, вычисляя площадь под кри­ вой, определим общее количество газов, выделившихся после взрыва, по формуле

105

где V r — объем образовавшихся ядовитых газов, м3; п — площадь под кривой, слг2; С — процентное содержание СОусл , %;

Q — количество воздуха, проходящее по выработке,

м3/сек;

t — масштаб координаты времени, сек.

Рис. 33. Изменение содержания СОусл в зависимости от времени после взрыва на рудниках ДГМК.

Через выработку проходило 2,2 м3/сек воздуха, пло­ щадь под кривой на рисунке 33 равняется 26,5 см2. Под­ ставляя полученные данные в формулу (IV.2), получаем

лг 26,5-0,01-10-60-2,2 0 _ о

Учитывая, что было взорвано 40 шпуров и полная дли­ на ОШ равнялась 120 м, можно подсчитать, что непосред­ ственно от ВВ выделилось 3380 л ядовитых газов. Зная эту величину, нетрудно, как и при камерном методе, опреде­ лить газовость используемых на ВДР взрывчатых ве­ ществ.

Сравнивая результаты определения количества ядови­ тых газов (табл. 17), образующихся при взрыве от 1 кг ВВ, полученных камерным и бескамерным методами, можно видеть их идентичность, что говорит о большой точности проведенных экспериментов и достоверности по­ лученных результатов.

Ядовитые газы при взрывных работах на рудниках Текелийского свинцово-цинкового комбината

Согласно методике, приведенной в главе II, газовость ВВ в производственных условиях следует определять при взрыве всего комплекта шпуров. Однако это может дать большие расхождения в результатах, так как работа ВВ в шпурах неодинакова, что ведет и к различному газооб­ разованию. Поэтому на рудниках ТСЦК количество выде­

106

лившихся ядовитых газов в данных конкретных условиях определялось при взрывании одного шпура. В этом случае газовость должна зависеть в основном от горно-геологиче­ ских условий и вида ВВ. Первые при экспериментах ис­ ключались, поскольку опыты проводились в однотипных условиях наиболее распространенных руд и пород данно­ го месторождения. Бескамерным методом определялась газовость ВВ при взрывании скважинных зарядов. Камер­ ный метод использовался при экспериментах в выработ­ ках, проходимых по руде и породе, причем количество об­ разующихся ядовитых газов устанавливалось для шпуро­ вых и наружных зарядов, а на Текелийском руднике и для свободно подвешенных.

Ввиду того что способ взрывания при проходке отдель­ ных выработок был огневой, учитывалась и газовость огшепроводного шцура, которая составляла 1,04-1,3 л/м

107

[49]. В таблице 18 приведены результаты экспериментов при определении газовости ВВ камерным способом.

В таблице 18 количество окислов углерода и азота ука­ зано без учета газовости ОШ, а СОусл — с учетом. Следует*-

отметить, что пробы брались и на сернистый газ, но при анализе он не был обнаружен, а альдегиды сопутствовали всем экспериментам с игданитом. Из сравнения получен­ ных результатов видно, что газовость колеблется в широ­ ких пределах для одного и того же ВВ при взрывах в раз­ личных горных породах и зависит от вида заряда.

Наименьшее количество газов образуется при взрыва­ нии ВВ в шпурах, для подвесных зарядов оно в несколько раз больше, но изменяется незначительно.

При взрывании наружных зарядов количество ядови­ тых газов увеличивается за счет меньшей работы и не­ посредственного их выделения в выработанное простран­ ство, а также наблюдается значительное колебание в ре­ зультатах, объясняемое неидентичностью расположения зарядов на грунте. Газовость ВВ резко повышается для наружных и свободных зарядов за счет увеличения коли­ чества окислов азота, в то время как окись углерода по­ вышается несущественно. Таким образом, взрываемая среда играет существенную роль в образовании окислов азота и при взрывании в шпурах последние проявляют большую химическую активность.

Результаты взрывов наружных зарядов непатронированных ВВ подтверждает ранее высказанное положение, что одним из основных факторов в образовании ядовитых газов является бумажная оболочка и ее гидроизолирую­ щее покрытие. Анализируя экспериментальные данные, можно сказать, что, хотя бумажно-парафиновая оболочка имеет резко отрицательный кислородный баланс, она влияет не только на образование окиси углерода, но и окислов азота, т. е. оказывает влияние на реакции взрыв­ чатого превращения ВВ, резко их замедляя.

Как показали опыты, количество ядовитых газов уве­ личивается и с возрастанием крепости пород. Это хорошо видно при определении газовости на одних и тех же руд­ никах, но в разных геологических условиях. Однако опы­ ты на рудниках с различной крепостью пород не выявили этой зависимости. Здесь, очевидно, большое влияние ока­ зывает минералогический состав пород.

В таблице 20 приведены некоторые результаты по определению газовости ВВ при взрывах скважинных заря­ дов на Текелийском руднике.

При сопоставлении данных таблиц 18 и 19 видно, что.-

108

газовость ВВ скважинных зарядов несколько меньше, чем шпуровых для одного и того же ВВ. В этом случае, оче­ видно, наблюдается частичная адсорбция продуктов взры­ ва обрушенным массивом, а также увеличивается работа, которую производит ВВ при взрыве, что указывает на бо­ л ее полное взрывчатое превращение.

Как видно из таблицы 19, газовость для скважинных зарядов составляет 24,6 л/кг, что несколько ниже, чем у шпуровых, и это шголне согласуется с работами А. Г. Алек­ сеева. "э

Несколько опытных взрывов, проведенных на руднике Кок-Су, дали аналогичные результаты, хотя по сравнению с экспериментами на руднике Текели была получена неко­ торая разница. Особенно это касается наружных зарядов ввиду использования непатронированных ВВ. Это свиде­ тельствует о том, что оболочка патронов играет сущест­ венную роль в образовании ядовитых газов.

Газовость ВВ на предприятиях Золотушинского рудоуправления

На -Золотушинском рудоуправлении применялось толь­ ко одно взрывчатое вещество — аммонит 6ЖБ, для кото­ рого и определялась газовость при ведении взрывных ра­ бот как в породных, так и в рудных забоях. Величина газовости устанавливалась камерным способом, причем со­ гласно методике, приведенной во второй главе, пробы брались бойцами ВГСО.

Экспериментальные наблюдения по породе осуществ­ лялись <в двух забоях — в 8-м Северном и 36-м Южном ор- 'те 10-го горизонта.

109