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

чество проходящего воздуха Q—3,98 мъ/сек при п = 1,35. Зависимость СОусл от времени начала выпуска руды,

витых газов, выделившихся из камеры при выпуске ру­ ды, составляло 240 лг3, а полный объем пустот в камере —

5907 лг3 при Q= 3,72 м3/сек и л = 1,35.

Рис. 34. Изменение СОусл в камерах рудника Текели в зависимости от времени, прошедшего от начала выпуска отбитой руды: а — блок

52; б — 64; в — 59; г — 60.

Опытная кривая, построенная по экспериментальным данным зависимости СОусл в % от времени, хорошо удов­

летворяет уравнению (V.35).

На рисунке 34, а, б представлена зависимость СОусл в% от времени после начала скреперования для 52 и 64 бло-

132

ков, где А — опытные данные, а кружочки — вычислен­

ные по формуле (V.35). Если отношение — > 3 0 0 , то па-

дение концентрации ядовитых газов в камере будет опи­ сываться экспоненциальной зависимостью вида

Это выражение аналогично уравнению (V.16) при условии,

что ^-«ССо, а коэффициенты тп=С0 и г — — , т. е. при

у

отношении — > 3 0 0 изменением объема самой камеры в

единицу времени можно пренебречь.

Например, при взрыве камеры I очереди 59-го блока объем ее заполнения равнялся 28,4%, а интенсивность

выпуска — 13,2 м3/час при-^- =560. Общее количество вы­

делившихся ядовитых газов составляло 51,7 м3, а полный объем пустот 8045 м3 при Q = 2,02 м3/сек и л = 1,35.

При массовом взрыве в 60-м блоке камеры I очереди последняя заполнялась на 37,0%. Интенсивность выпуска

была равна л = 15,6 м3/час и отношение-^- =708, а объем

(V.36), где k — коэффициент турбулентной диффузии, вы­ численный для частично заполненной камеры, соответст­ венно для первого и второго случаев 0,0241 и 0,02, (рис. 34, в, г),

Из приведенных примеров следует, что выведенные ра­ нее теоретические зависимости описывают изменение концентрации газов в камере при выпуске руды из блока, в то время как, зная изменение С, нетрудно подсчитать необходимое количество воздуха, требуемое для проветри­ вания камеры в целом.

133

C0v

па_ gC(V+nat) .

В уравнениях (V.38) и (V.39) величина /е характеризует процентное заполнение камеры рудой, причем с увеличе­ нием заполнения она резко уменьшается.

А — количество взрываемого ВВ, d — общее количество газов, выделяющихся при взрыве 1 кг В В ^0,9 мл иУ „ — общий объем пустот в камере.

Приведенная зависимость хорошо удовлетворяет урав­ нению

Одновременно проводились эксперименты по опреде­ лению процесса вымывания ядовитых газов из отбитой

134

руды в проходческих забоях. Для этой цели использова­ лись отборники газовых проб, описанные в главе III.

Исследования проводились на Золотушинском и Текелийском рудниках. Наблюдения на Золотушинском руд­ нике осуществлялись в 26-м и 36-м Южных ортах 10-го го­ ризонта. В 26-м орте средняя кусковатость взорванной породы составляла 1,5—2 см без пыли и 0,5 см с пылью в 36-м орте.

На Текелийском руднике опыты ставились в 1-м орте горизонта скреперования 61 и 63 блоков. В 61-м блоке взор­ ваны две ниши под дучки, по 14 кг ВВ в каждой из них.

В качестве ВВ использовался аммонал ВА-8. Скорость воздуха в орте равнялась 0,45 мг/сек при сечении 3,8 м2. Отбитая порода имела максимальную кусковатость 25X X 20X15 см, в среднем около 3 см, кроме того, имелось много пыли. Такая же кусковатость наблюдалась и при взрывании на горизонте скреперования 63 блока, где бы­ ло взорвано 8 кг ВВ, из них 2 кг аммонала ВА-8 и 6 кг гранулита АС-8. Скорость воздуха в орте — 0,15 ж/сек. Ре­ зультаты опытов приведены в таблице 23.

Зависимости изменения концентрации ядовитых газов во времени показаны на рисунке 36, где кривые 1 и 2 ха­ рактеризуют процесс выделения газов на глубине 45 и

135

30 см соответственно. Экспериментальные кривые 3 я 4 показывают изменение концентрации на глубине 60—■ 70 см, а кривая 5 — на 45—50 см.

Рис. 36. Изменение концентрации СОуСл в функции времени.

Приведенные данные довольно хорошо группируются вокруг кривых 2-го порядка, согласующихся со степенным законом — СОусл = a tb. Однако кривая 3 описывается

экспоненциальным законом СОуол = aebt , где t — время

проветривания, мин; а и Ь— опытные константы со сле­ дующими значениями (табл. 23).

Кривая 5 практически совпадает с кривой 2, хотя на­ бор проб осуществлялся на разной глубине, в этом случае основное значение имеет начальная концентрация, кото­ рая зависит от количества взрываемого ВВ и от отбитой массы породы.

Таким образом, если проветривание проходческого за­ боя до допустимой концентрации осуществляется за 15— 20 мин, то для удаления газов из отбитой руды (породы) потребуется намного больше времени. Например, при: крупности отбитой породы 1,5—2 см (кривая 3) для пол­ ного удаления газов из глубины 60—70 см потребуется около 2,5 час при включенном вентиляторе частичного проветривания. С уменьшением фракции время газовыде­

136

ления возрастает и наблюдается переход от экспонен­ циального закона к степенному. Так, на глубине 60—70 см (кривая 4) газы удерживаются породой в течение 180 час.

Из графиков на рисунке 36 видно, что выделение газов из поверхностной зоны происходит несколько быстрее (кривые 1 и 2), что можно объяснить большой скоростью диффузии газов в свободное пространство, т. е. в этом слу­ чае градиент концентрации газов между свободным про­ странством и поверхностной зоной породы значительно больше, чем между различными слоями породы. В более глубоких слоях это различие сказывается меньше. Пере­ сечение кривых объясняется различной начальной кон­ центрацией ядовитых газов в отбитой породе и различной глубиной отбора проб.

Проведенные эксперименты свидетельствуют о том, что взрывные газы могут в течение продолжительного вре­ мени удерживаться взорванными породами, что следуетучитывать. Это особенно касается массовых взрывов, когда отбивается большой объем руды и при выпуске и скрепе­ ровании горной массы наблюдаются выбросы газов. В зна­ чительной степени газы могут быть нейтрализованы с по­ мощью орошения.

Овлиянии горнотехнических характеристик пород

иконструкций зарядов на величину газовости ВВ

Проводимые в последние годы лабораторией проветри­ вания выработок ИГД АН КазССР исследования на раз­ личных рудниках цветной металлургии Казахстана позво­ лили накопить значительное количество данных по вели­ чине газовости ВВ, а их анализ — выявить некоторые зако­ номерности по количеству ядовитых газов, выделяющихся в атмосферу после взрывных работ в зависимости от гор­ нотехнических характеристик взрываемых пород.

На рисунке 37 представлены зависимости газовости ВВ от крепости отбиваемых пород по шкале М. М. Протодьяконова при взрывании водоустойчивого аммонала (кривые 1 и 2) и детонита 10А (кривые 3 и 4). Кривые 1 и 3 соответствуют определению газовости в породных забо­ ях с различной крепостью, а 2 и 4 — в рудных. Эти зави­ симости довольно сложно выразить математически, хотя рост количества выделившихся ядовитых газов при возра­ стании крепости пород здесь очевиден. Аналогичные дан­ ные были получены и для скального аммонита № 1.

Например, на руднике им. XXII партсъезда КПСС Зыряновского свинцового комбината при крепости пород 10—14 газовость этого ВВ составила 20,1 л/кг, а на Бело-

137-

усовском руднике при крепости пород 12—14 — 24,8 л/кг. Взрывы аммонита 6ЖВ в породах крепостью 8—10 на Текелийском руднике показали, что его газовость равна

.27,9 л/кг, а на Зыряновском для пород крепостью 14 — •40 л/кг.

Рис. 37. Изменение газовости ВВ от крепости взрываемых пород и руд на свинцово-цинковых месторождениях.

Найденные зависимости характерны для однотипных по минералогическому составу пород, а именно — свинцо­ во-цинковых. Однако данные, полученные на других руд­ никах, не согласуются с этими кривыми. Так, для медно­ цинковых руд Золотушинского рудника крепостью 10— 12 при взрыве аммонита 6ЖВ выделяется 44,5 л/кг ядови­ тых газов, что даже больше, чем газовость этого ВВ на За­ падном руднике при /= 1 4 .

Анализируя результаты экспериментов с различными ВВ, нетрудно убедиться, что их газовость обусловливается в основном геологической характеристикой месторожде­ ния и преимущественно минералогическим и петрогра­ фическим составом руд и пород, их крепостью, трещинова­ тостью и обводненностью.

Большое влияние на выделение ядовитых газов в сво­ бодное пространство оказывает и конструкция зарядов. В таблице 24 показана сравнительная величина газовости для шпуровых и скважинных зарядов.

Как видно из таблицы, средняя газовость скважинных зарядов несколько ниже, чем шпуровых. Это происходит, по-видимому, вследствие увеличения работы, производи­ мой ВВ при взрывах скважин за счет большего проникно­ вения газов в окружающие породы. Взрыв в камере проис-

138

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. А з а р н о в и ч А. Е., Т и х о м и р о в А. П. Современныепромышленные взрывчатые вещества, их оценка и условия рацио­ нального применения на карьерах МЦМ СССР. М., 1969.

2. Взрывчатые вещества простейшего состава. Под ред. Н. В-

4.Борьба с ядовитыми газами при взрывных работах и новые методы испытаний промышленных ВВ. Под ред. Б. Д. Росси. М., 1970^

5.Р о с с и Б. Д. Ядовитые газы при подземных взрывных рабо­ тах. М., 1966.

при взрывных работах и новые методы испытаний промышленных ВВ». М., 1970.

10.Я р е м б а ш И. Ф. К вопросу определения количества ядо­ витых газов, образующихся при взрыве ВВ. «Уголь», 1969, № 12.

11.В о р о н и н В. Н. Основы рудничной аэрогазодинамики. М.,

1951.

цессов при производстве массовых взрывов в условиях шахт Крнвбасса. Автореф. дисс. КГРИ. Кривой Рог, 1969.

16. А л е к с е е в А. Г. О нормировании ядовитых газов в про­ дуктах взрыва, образующихся при массовых взрывах и при проходкевыработок. «Изв. вузов, Горный журнал», 1961, № 4.

17. Вредные газы при взрывании на горных работах. Сб. статей, под ред. Б. Д. Росси. М. — Л., 1940.

140