Средства взрывания их общая характеристика.
Лекция 4
Взрыв и взрывчатые вещества. Классификация взрывчатых веществ по условиям применения. Средства взрывания их общая характеристика. Хранение взрывчатых веществ.
1. Взрыв и взрывчатые вещества.
2. Классификация взрывчатых веществ по условиям применения.
3. Средства взрывания их общая характеристика.
4. Хранение взрывчатых веществ.
Взрыв и взрывчатые вещества.
ВЗРЫВЧАТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ называют химические соединения или механические смеси, которые под действием внешнего импульса (нагревание, удар, искры огня) способны взрываться. Взрыв промышленных ВВ протекает в форме детонации, которая распространяется со сверхзвуковой скоростью по всей массе ВВ.
ВЗРЫВОМ ВВ называют его чрезвычайно быстрое (сверхзвуковое) химическое превращение, при котором выделяются тепло и большое количество сжатых газов, способных производить механическую работу разрушения и перемещения окружающей среды.
Взрывы делят на физические и химические.
При физических взрывах, вызванных, например, взрывом парового котла, баллонов с газом и т.п., изменяется только физическое состояние вещества с сохранением постоянства его химического состава. В горном деле примерами таких взрывов являются отбойка угля при помощи металлических патронов "кардокс", содержащих жидкую углекислоту, или металлических патронов "эрдокс", содержащих сжатый воздух.
|
|
|
Химическое превращение вещества является обязательным условием химического взрыва. Взрывчатое химическое превращение вещества обуславливается наличием трех факторов: высокой скоростью, образованием газов или паров, выделением теплоты.
Общими чертами физических и химических взрывов является то, что выделяющаяся энергия при взрыве переходит в механическую работу, которую совершают сжатые газы, имевшиеся до взрыва (физический взрыв) или образовавшиеся в момент взрыва (химический взрыв). Высокая скорость выделения энергии как следствие высоких скоростей изменения состояния вещества и весьма высокое давление (от десятков до сотен тысяч атмосфер) сжатых газов предопределяет особый быстропротекающий разрушительный характер механического действия взрыва.
Ядерные взрывы.
Например, взрыв атомной бомбы. При ядерных взрывах под действием нейтронов происходит раскол (распад) ядер атомов тяжелых металлов. При этом образуются свободные нейтроны, которые бомбардируют соединения ядра атомов тяжелых элементов и происходит их распад с выделением внутриядерной энергии.
Термоядерные взрывы.
Например, взрыв водородной бомбы. При этом происходит синтез (соединение) тяжелых изотопов ядер легких элементов. Тяжелый изотоп водорода дейтерий и тритий соединяются друг с другом, образуя ядро атома гелия. При этом также выделяется внутриядерная энергия.
|
|
|
1 Н2 + 1Н3 ® 2Не4 + n (нейтрон).
В промышленных целях используются физические и химические взрывы. Чтобы процесс превращения можно было отнести к взрыву необходимо одновременное исполнение следующих трех условий:
1. процесс должен протекать очень быстро – в тысячные доли секунды;
2. должно выделяться большое количество тепла;
3. должно образоваться большое количество газов.
Например, при взрыве 1 кг аммонита выделяется 3500-5000 кдж/кг – тепловой энергии, температура взрыва достигает 4000° по Цельсию, при этом выделяется до 800-1000 литров газообразных продуктов, создающих огромное давление в замкнутом объеме, до 5-10 тысяч мегапаскаль (МПа).
Классификация промышленных ВВ по условиям применения
Одна из важнейших мер по обеспечению безопасности взрывных работ в шахтах, опасных по газу или разрабатывающих пласты, опасные по взрыву пыли – применение специальных ВВ, уменьшающих вероятность воспламенения взрывоопасной рудничной атмосферы. Такие ВВ называют предохранительными Поэтому особое место в системе классификации ВВ занимает классификация по предохранительности, т.е. по условиям применения. В ее основу положены опасность выработок по метану и угольной пыли, а также условия взрывания зарядов ВВ.
|
|
|
По условиям применения промышленные ВВ делятся на две группы и восемь классов (табл. 1).
Чем больше номер класса, тем выше уровень предохранительности ВВ, т. е. ВВ более безопасно в отношении воспламенения газопылевоздушной смеси (чтобы упростить различие классов ВВ, патроны ВВ помещают в оболочки разного цвета или наносят полосу установленного цвета).
Конкретная область применения ВВ различных классов приведена в ЕПБ. Однако ВВ более предохранительное допускается применять в условиях, оговоренных для менее предохранительных, т. е. допускается согласно табл. 1, перемещение ВВ снизу вверх (перемещение ВВ по области применения в обратном порядке строго запрещено).
Таблица 1 Классификация промышленных ВВ по условиям применения
| Класс ВВ | Условия применения | Цвет оболочки патрона (полосы) | ||
| Непредохранительные ВВ | ||||
| I | Для взрывания только на земной поверхности | Белый | ||
| II | Для взрывания на земной поверхности и в подземных выработках, в которых отсутствуют выделение горючих газов и образование взрывчатой угольной пыли | Красный | ||
| Предохранительные ВВ
| ||||
| III | Для взрывания только по породе в подземных выработках, в которых выделяется метан, но отсутствует взрывчатая угольная пыль | Синий | ||
| IV | Для взрывания по углю и породе в подземных выработках, проводимых по пласту, опасному по взрыву пыли, в которых есть выделение метана, кроме выработок с повышенным выделением горючих газов; для сотрясательного взрывания в забоях подземных выработок угольных шахт | Жёлтый | ||
| V | Для взрывания по углю и породе в подземных выработках с повышенным выделением горючих газов, проводимых по пласту, опасному по взрыву пыли (особо опасных) | – // – | ||
| VI | Для взрывания по углю и породе в выработках с повышенным выделением горючих газов, проводимых в условиях, когда возможен контакт боковой поверхности шпурового заряда с газовоздушной смесью, находящейся в пересекающих шпур трещинах горного массива либо в выработке; для взрывания в угольных и смешанных забоях восстающих (с углом более 10°) выработок, в которых выделяется горючий газ, при длине выработок более 20 м и проведении без предварительно пробуренных скважин, обеспечивающих проветривание за счёт общешахтной депрессии | – // – | ||
| VII | Для ведения специальных взрывных работ: взрывного перебивания деревянных стоек при посадке кровли, при ликвидации зависаний горной массы в углеспускных выработках, для дробления негабаритов в забоях подземных выработок и др. | – // – | ||
| Специальный (С) | Для взрывных работ в шахтах опасных по взрыву серной пыли, водорода и тяжёлых углеводородов | Зелёный | ||
Средства взрывания их общая характеристика.
Средства инициирования зарядов предназначены для возбуждения взрыва зарядов ВВ в массе. Среди них выделяют: средства огневого взрывания – капсюли детонаторы и огнепроводный шнур, средства электрического взрывания – электродетонаторы и средства взрывания с помощью детонирующего шнура.
| Рис.1Капсюль-детонатор: 1 – гильза; 2 – чашечка; 3 и 4 – первичное и вторичное ВВ; 5–кумулятивная выем-ка |
Первичное – гремучая ртуть или ТНРС с азидом свинца; вторичное – тетрил. Первичное инициирующее ВВ запрессовано в чашечку с отверстием 2мм. С одного конца дульце, в него вводится огнепроводной шнур. С другого конца гильзы – кумулятивная выемка. Диаметр гильзы -49-51 мм. От пламени огнепроводного шнура через отверстие в чашечке взрывается первичный инициатор, от него детонация передается вторичному инициатору – тетрилу. Количество первичного инициатора в КД – 0,5 г , а вторичного 1 г.
Марки КД:
КД-8А – в алюминиевой гильзе азидо-тетриловый.
КД-8М(С) – в медной или стальной гильзе гремучертутно-тетриловый.
КД – 8Б – в бумажной гильзе гремучертутно-тетриловый.
Упаковка – 100 штук КД помещаются в картонную коробку дульцами вверх в гнезда картонной прокладки.
5 картонных коробок в картонный футляр (коробку больших размеров).
10 футляров – в деревянный ящик, по углам которого забиты металлические полоски, ящик опломбирован свинцовой пломбой.
Капсюли-детонаторы инициируются от пламени огнепроводного шнура, введенного в дульце КД до упора в чашечку с первичным инициирующим ВВ.
Огнепроводной шнур был изготовлен Бикфордом в 1831 году. Он представляет собой шнур в хлопчатобумажной или пластиковой оплетке (оболочке), внутри которой находится сердцевина из дымного (черного) пороха.
Наружный диаметр шнура 5,5 мм, диаметр пороховой сердцевины 2 мм. Наружная оболочка гидроизолирована афальтитом или пластиковая. Количество черного пороха на 1 м длины – 6 г.
Марки шнура:
| Рис. 2. Огнепроводный шнур ОШП: 1 – направляющая нить; 2 – пороховая сердцевина; 3 и 4 – нитяные оплетки; 5 – пластикатовая оболочка |
ОШ-А; ОШ-ДА (огнепроводной шнур асфальтированный или двойной афальтированный)
Правила пользования ими описаны в инструкциях, прилагаемых к техническому паспорту прибора. Их нельзя вскрывать с целью замены источника тока или ремонта. Они должны быть опломбированы и в установленное паспортом время сдаваться в проверочную лабораторию для проверки на исправность.
Электродетонатор мгновенного действия (рис.3.1,а) представляет собой капсюль-детонатор с закреплённым в нём (в дульце гильзы) электровоспламенителем (ЭВ), имеющем следующее устройство (рис. 3.2). Два изолированных провода (медные, реже железные или биметаллические) длиной 2…4 м и диаметром 0,5…0,6 мм свиты вместе на длину 5…10 см. Кончики их на 5…10 мм очищены от изоляции и разведены в виде вилочки, к концам которой припаян металлический мостик накаливания, длиной 2…4 мм и диаметром 30…35 мк из нихрома (сплава никеля с хромом). Крепление мостика к проводам может быть эластичное (рис. 3.2, а) и жесткое (рис.3.2,б).
Мостик и часть зачищенной вилочки покрыты легковоспламеняющимся твёрдым составом, который охватывает их в виде крупной твёрдой капли (воспламенительной головки). 
| Рис. 3.1. Конструкции электродетонаторов: а – мгновенного действия; б – короткозамедленного и замедленного действия; 1–пластиковая пробка;2– антистатический экран;3–электровоспламенитель;4– гиль-за;5–шелковая сетка;6и 7– зажигательный и замедляющий состав; 8 – чашечка; 9 и 10 – первичное и вторичное ВВ |
| Рис 3.2. Электровоспламенители с креплением мостика к проводам: а – эластичным; б – жестким; 1 – мостик; 2 и 3 – внутренний и наружный слой воспламенительной головки; 4 – провода; 5 – латунные полоски; 6 – изолирующий крепежный картон; 7 – латунная обжимная скоба; 8 – ножки латунных полосок |
Электровоспламенитель закрепляется в дульце капсюля-детонатора пластиковой пробкой и обжатием гильзы. Когда по проводам пропускается ток, мостик накаляется, разогревается и воспламеняет головку. Ее пламя почти мгновенно вызывает взрыв первичного ВВ, которое возбуждает детонацию вторичного ВВ. Воспламенительная головка двухслойная. Первый слой: смесь роданистого свинца (50 массовых частей), свинцового сурика (1 часть) и склеивающего вещества – 4%-ного нитролака. Второй слой: смесь бертолетовой соли (78 массовых частей) с древесным углем (22 части) и склеивающего вещества – 26%-ного водного раствора столярного клея. Воспламенительную головку лакируют нитролаком.
Хранение ВМ
Для хранения взрывчатых материалов (ВМ) строят специальные склады по типовым или индивидуальным проектам. Склад ВМ – это комплекс хранилищ с подсобными сооружениями, расположенными на круглосуточно охраняемой территории.
На всех современных шахтах, как правило, строят подземные склады ВМ ячейкового типа.
| Рис. 4. Подземный склад ВВ ячеистого типа: 1 и 6 – ячейки для хранения СИ и ВВ; 2– защитная стальная дверь; 3 – камера для выдачи ВМ; 4 – камера для проверки электродетонаторов; 5 – склад; 7 и 8 – стальные защитные двери с окнами для исходящей струи; 9 – подводящая выработка |
В подземных условиях склад ВМ представляет собой протяжённую горную выработку в виде длинного коридора, в стенках которой размещены хранилища ВМ (камеры или ячейки), вспомогательные камеры, и подводящую выработку (рис. 4). К вспомогательным относят камеры: для проверки электродетонаторов, для выдачи ВМ, для хранения кассет и сумок, для размещения электрораспределительных устройств и противопожарных средств.
Выработки склада должны быть закреплены несгораемой крепью и побелены. Ячейки и камеры располагают так, чтобы взрыв ВМ в одной из них не мог вызвать детонацию ВМ в соседних.
ВВ и СИ должны помещаться в разных ячейках (камерах).
Склады камерного типа располагают не ближе 100 м, а ячейкового – не ближе 60 м от стволов и других важных подземных выработок. От выработок, предусмотренных для постоянного передвижения людей, их удаляют соответственно на 25 и 20 м. Расстояние от склада до поверхности при складах камерного типа должно быть не менее 30, при складах ячейкового типа – не менее 15 м.
Склада необходимо проветривать струей воздуха, количество которого должно обеспечить его четырёхкратный часовой обмен во всех выработках. Исходящую из склада воздушную струю запрещается направлять в выработки со свежей струёй воздуха.
Предельная вместимость подземного расходного склада на угольных шахтах не должна превышать 7-суточного запаса ВВ и 15-суточного СИ. При этом вместимость каждой камеры в складах камерного типа не должна превышать 2 т ВВ. В складах ячейкового типа разрешается в каждой ячейке хранить не более 400 кг ВВ или 15000 электродетонаторов.
Выработки, в которых расположены ячейки (камеры) для хранения ВМ, не должны непосредственно сообщаться с главными выработками, а соединяться с ними не менее чем двумя подводящими прямолинейными или криволинейными выработками, образующими одна с другой прямые углы. Подводящие к складу выработки должны заканчиваться тупиками длиной не менее 2 м и площадью сечения не менее 4 м2. Тупики предназначены для того, чтобы гасить ударную волну, которая выходит из выработок ослабленная и уже не сможет сделать больших разрушений.
Для освещения склада применяют электролампы во взрывобезопасной арматуре, для электропроводки – бронированный кабель. Разрешается пользоваться рудничными аккумуляторными лампами.
Склад обеспечивается первичными средствами пожаротушения: огнетушителями, ящиками с песком, сосудами с водой. Разрешается оборудование автоматических средств пожаротушения. В начале подводящих выработок к камерам или ячейкам склада должны быть устроены противопожарные двери.
В шахтах, опасных по газу или пыли, склад должен быть защищён сланцевыми заслонами, которые устраивают в примыкающих к складу выработках. Последние должны периодически осланцовываться.
Классификация складов ВМ
По своему устройству и расположению относительно поверхности земли склады ВМ бывают:
поверхностные – основания хранилищ расположены на уровне поверхности земли;
полууглублённые – хранилища углублены в землю не более, чем по карниз здания;
углубленные – толща грунта над хранилищами составляет менее 15 м;
подземные – толща пород над хранилищами не менее 15 м.
В зависимости от срока эксплуатации склады разделяют на постоянные (более 3 лет), временные (до 3 лет) и кратковременные (до 1 года), считая эти сроки с момента завоза ВМ. Эксплуатация кратковременных складов может быть продлена на один последующий срок при условии их повторной приёмки комиссией.
Склады ВМ по своему назначению и условиям эксплуатации подразделяют на базисные и расходные.
ВМ должны храниться в условиях, исключающих их порчу и хищение, т.е. на специальных складах. Складом для хранения ВМ называют комплексы зданий и сооружений основного производственного и вспомогательного назначения, расположенные на общей охраняемой территории с оформлением в установленном порядке земельным отводом.
Склады классифицируются:
а) по производимым в них операциям:
1. базисные;
2. расходные.
На базисные склады ВМ завозят со складов заводов-изготовителей или с других базисных складов. Они предназначены для снабжения ВМ расходных складов.
Расходные склады ВМ предназначены для выдачи ВМ взрывникам для непосредственного использования на местах взрывных работ.
Емкость базисных складов не ограничена. Емкость отдельных хранилищ не должна превышать 420 тонн для любых ВВ и 600 тонн для аммиачной селитры.
Емкость расходных постоянных ВВ не должна превышать:
ВВ – 240 тонн, детонаторов – 300 тысяч штук, ДШ – 400 тысяч м, ОШ – без ограничения.
б) по срокам службы (хранения) склады подразделяются на:
1. постоянные – более 3 лет;
2. временные – от 1 года до 3 лет;
3. кратковременные – до 1 года.
Общая емкость временного расходного склада должна составлять: ВВ – 120 тонн, детонаторов – 150 тысяч штук, ДШ – 200 тысяч м.
А в кратковременных складах: ВВ – 60 тонн, детонаторов – 75 000 штук, ДШ – 100 000 м.
Емкость отдельных хранилищ на расходных складах не должна превышать: постоянных складов – 120 т, временных складов – 60 т, кратковременных складов – 30 т.
На постоянных складах должен быть пожарный водоем емкостью не менее 50 м3 и пожарный сарай, в котором храниться противопожарное оборудование (мотопомпа, пожарные шланги, огнетушители и т.д.).
Вокруг каждого хранилища ВМ в радиусе 5 м должен быть снят дерн, а вокруг ограды из колючей проволоки в 10 м от нее – паханная полоса шириной 5 м или канава шириной 1,5 м и глубиной 0,5 м (защита от напольных пожаров).
Территория склада ограждается оградой из колючей проволоки, высота ограды – 2 м.
Контрольные вопросы:
1. Понятие о взрыве и условиях протекания взрыва.
2. Средства инициирования зарядов ВВ.
3. Понятие о взрывчатых веществах, их состав.
4. Классификация ВВ по условиям применения.
5. Классификация складов ВМ.
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 1702; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!