«Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» (стр. 21 из 31)
u - средняя по сечению скорость транспортируемого воздуха, м/с;
D и L – диаметр проходного сечения и длина трубы, м.
Большие электростатические заряды могут образовываться в потоке ВВ, поступающего из пневмопровода в приемный бункер или зарядную полость, а также в облаке пыли, выходящем с отработанным воздухом из устья шпура или скважины. Поэтому при оценке электростатической безопасности процессов транспортирования ВВ необходимо иметь данные по параметрам электризации, полученные на производственных установках или приближенных к ним.
4.5 Чувствительность ВВ к совместному воздействию
Кроме достаточно изученных и описанных выше воздействий на ВВ в процессе подготовки, переработки и эксплуатации, могут возникать сопутствующие воздействия, например, возникновение электростатического разряда с одновременным механическим воздействием при защемлении, ударе или других механических нагрузках на ВВ. Хотя такие факторы имеют малую вероятность появления, тем не менее, исключать их из оценки комплексной безопасности нельзя, поскольку в современных условиях разработка новых более эффективных и мощных ВВ (угленитов, граммонитов и др.) с использованием более чувствительных компонентов требует всестороннего подхода к условиям их безопасной переработки. На рисунке 4.14 представлена схема модельной установки определения чувствительности ВВ совместного воздействия факторов (электростатический разряд и скользящее трение).
 |
| Рисунок 4.14 - Схема установки определения чувствительности ВВ к совместному воздействию |
Конструктивно устройство представляет элемент фрезерного станка, на станине которого закреплена диэлектрическая подложка 1 с исследуемым веществом 2. На вещество воздействует стальной заземленный имитатор скольжения 3 с определенной скоростью движения и заданным давлением прижатия Р (кг/см2). В подложку введен высоковольтный электрод 4, на который электростатический разряд синхронно поступает с генератора импульсов 5 при замыкании контактной группы SA, механически связанной с имитатором. В качестве исследуемого вещества был испытан состав ВВ на основе граммонита с различными флегматизирующими и горючими добавками. Чувствительность совместного воздействия (механическое трение и электрический разряд) оценивалась частостью
,%.В таблице 4.10 приведены результаты экспериментов, из которых следует, что при определенных факторах механической нагрузки и электрического разряда (V= 1,8 м/с, W =162 мДж) при раздельном их воздействии, образец не воспламеняется (
=0). При совместном же воздействии данных факторов (Р, V, W) существует пропорциональная зависимость вероятности воспламенения от энергии электрического разряда при варьировании электрической емкости и напряжения на конденсаторе С генератора 5.Таблица 4.10 – Экспериментальные данные по чувствительности
состава ВВ к совместному воздействию
| Вид воздействия | V, м/с | C, пФ | U, кВ | W, мДж |  , % |
| Механическое | 0,8 | - | - | - | 0 |
| Электрический разряд | - | 20×103 | 7,5 | 112 | 0 |
| Совместное | 0,8 | 20×103 | 7,5 | 112 | 100 |
| Механическое | 1,8 | - | - | - | 0 |
| Электрический разряд | - | 20×103 | 9,0 | 162 | 0 |
| Совместное | 1,8 | 20×103 | 6,5 | 92 | 100 |
| Совместное | 1,8 | 10×103 | 5,0 | 47 | 14 |
| Совместное | 1,8 | 10×103 | 5,5 | 57 | 25 |
| Совместное | 1,8 | 10×103 | 6,5 | 68 | 40 |
| Совместное | 1,8 | 10×103 | 7,0 | 93 | 50 |
| Совместное | 1,8 | 4,7×103 | 5,0 | 33 | 9 |
| Совместное | 1,8 | 2,8×103 | 6,0 | 31 | 16 |
| Совместное | 1,8 | 7,8×102 | 9,0 | 27 | 50 |
| Совместное | 1,8 | 7,8×102 | 9,5 | 20 | 100 |
Учитывая, что значения Wмин определялись в окрестности пробивного напряжения, для качественного объяснения полученных результатов может быть применена модель электромеханического пробоя [33], согласно которой электрическая прочность материала пропорциональна механической прочности. В рамках этой модели и объясняется влияние сопутствующего механического воздействия имитатора на воспламеняемость от искровых разрядов. Сопутствующие механические воздействия совершают часть работы, необходимой для пробоя, понижают значение пробойного напряжения Uпр, а следовательно, и минимальную энергию зажигания Wмин.
5 обеспечение безопасности при эксплуатации ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Эксплуатационная безопасность заключается в совокупности всех мероприятий по обеспечению безопасности работ с ВВ на всех этапах, начиная со стадии изготовления опытных образцов в лабораторных условиях на ручных операциях и заканчивая уничтожением неиспользованных ВВ и их остатков после проведения взрывных работ. Перечень работ при обращении с ВВ, когда требуется обеспечение безопасности, можно охарактеризовать следующими образом:
· отработка опытных образцов, макетов и изделий на стадии проектирования;
· лабораторные испытания образцов на заданные характеристики;
· натурные испытания готовых изделий и полуфабрикатов на испытательных стендах и полигонах;
· собственно эксплуатация ВВ и изделий на их основе;
· сбор и уничтожение неиспользованных ВВ и их остатков.
При транспортировке, хранении, эксплуатации ВВ, человек непосредственно контактирует как с малыми навесками, так и с крупногабаритными изделиями, измеряемыми десятками тонн. На всех перечисленных этапах разработаны и действуют различные инструкции, правила, нормы, стандарты, наставления [34-37], которые регламентируют условия безопасного обращения с взрывчатыми материалами (ВМ). Практически все регламентирующие материалы разработаны на основе критериев безопасности, характеризующих чувствительность ВМ к тем или иным видам воздействий. Но, несмотря на обеспечение каждого рабочего места, участка, цеха инструкциями и наставлениями, проведение инструктажей и дополнительного обучения, аварии на объектах с использованием ВВ, приносящие разрушения и гибель людей, продолжают происходить.
Иногда человек нарушает требования безопасности, не понимая особенностей технологического процесса и результатов последствий таких нарушений. Анализ аварийных ситуаций показывает значимость человеческого фактора. Коэффициент травматизма и аварийности значительно снижается, когда человек, работая на опасных и особо опасных операциях, понимает сущность производственных операций и результаты последствий нарушений технологического процесса. Исходя из этого, ниже рассмотрены некоторые вопросы эксплуатационной безопасности, позволяющие более глубоко освоить существующие рекомендации по технике безопасности при обращении с ВВ.
5.1 Оценка разрушающей способности взрывов
и безопасности человека от ударной волны
На основании значительных исследований на базе реальных повреждений типовых зданий и промышленных сооружений, вызванных ударными волнами при взрывах ВВ, широко используется в мировой практике формула, устанавливающая зависимость массы заряда взрывчатого вещества m (эквивалентна энергии взрыва Е) от расстояния R, соответствующего расстоянию от места взрыва до объекта разрушения:
, (5.1)где К – константа соответствующего уровня разрушения.
При массе m>5000 кг формула (5.1) принимает вид
или 
. (5.2)Известные и найденные по характеру разрушений тротиловые эквиваленты позволяют определить энергию взрыва Е различных ВВ. Однако при этом следует учитывать и конкретные условия взрыва.
Известно, что первоначально вся энергия сосредоточена в источ-нике в форме потенциальной энергии. В момент взрыва она переходит как в тепловую и кинетическую энергию различных областей и фрагментов системы, так и в энергию излучения.
Энергия волны взрыва как движущейся части газовой среды складывается из тепловой энергии
(5.3)и кинетической
, (5.4)где r - плотность ВВ;
С – теплоёмкость;
q0, q - начальная и конечная температуры;
V – объём волны.
На поздней стадии развития процесса суммарная энергия волны Е=ЕТ+ЕК оказывается величиной постоянной и не изменяется во времени. Это постоянство на стадии слабого взрыва характерно для всех взрывных процессов. При взрывах конденсированных ВВ на образование воздушной ударной волны расходуется практически вся (более
90 %) энергия взрыва.