«Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» (стр. 26 из 31)
| Таблица 5.7 – Экспериментальные данные по чувствительности | ||||||
| ВВ | Материал бойка | Угол заострения бойка, градус | Энергия удара, кгс·м | Число опытов | Число взрывов | Частость взрывов, % |
| Состав 54 | сталь 45 | 55 | 22 | 200 | 4 | 2,0 |
| Состав 54 | сталь 45 | 55 | 19 | 200 | 3 | 1,5 |
| Состав 54 | сталь 45 | 55 | 16 | 420 | 0 | 0 |
| Состав «H» | ВК-15 | 55 | 22 | 14 | 5 | 36 |
| Состав 54 | ВК-15 | 110 | 16 | 10 | 0 | 0 |
| Состав «H» | ВК-15 | 110 | 16 | 10 | 2 | 20 |
| Аммонит 6ЖВ | ВК-15 | 55 | 65 | 100 | 0 | 0 |
| Аммонит 6ЖВ | ВК-15 | 110 | 40 | 200 | 0 | 0 |
На основании экспериментальных данных сделаны выводы по ориентации на применение тротилосодержащих составов для механизированного заряжания.
При испытании промышленных ВВ ударом плоской поверхностью в определенных условиях происходят вспышки ВВ, что может привести к возбуждению взрыва. Наличие очагов возбуждения установлено опытами, в которых использовались поддоны из дюралюминия, латуни и стали со шлифованными поверхностями, на которых оставались следы микровзрывов.
Вспышка является первой и необходимой предпосылкой возникновения взрыва. Если испытываемое ВВ мало отличается по детонационной способности, частость вспышек может служить показателем опасности их применения. С увеличением площади соударения (диаметра бойка) вероятность взрывов увеличивается: при диаметре бойка 10 мм в опытах не было вспышек и взрывов, а при диаметре бойка
20 мм и энергии удара 65 кгс·м все испытанные ВВ давали взрывы, что объясняется механизмом «горячих точек» при ударе.
Из таблицы 5.7 видно, что испытанные ВВ в результате ударов плоской поверхностью по свободно лежащему заряду дают вспышки или взрывы. Наиболее безопасными, как и при ударах заостренным бойком, оказались ВВ, не содержащие гексогена и нитроэфиров.
Из приведенных опытов сделан вывод, что для снижения травматизма целесообразно ориентироваться на применение ВВ, не содержащих чувствительных сенсибилизаторов.
На различных операциях с ВВ при эксплуатации, в том числе операции заряжания ВВ в скважины, широко применяют материалы из различных сплавов на основе алюминия и меди. В таблице 5.8 приведены результаты оценки влияния материала и чистоты его обработки на частость вспышек и взрывов [43] в опытах с зерногранулитом 79/21 на поддонах с относительно «чистой» поверхностью (Ra от 2,5 мкм до 0,63 мкм), имеющих царапины и вмятины глубиной до 1 мм. При каждом значении энергии удара проводилось от 100 до 180 опытов.
| Таблица 5.8 – Экспериментальные данные по чувствительности | ||||
| ВВ | Число опытов | Число вспышек | Число взрывов | Частость взрывов, вспышек, % |
| Детонит 6А | 14 | 8 | 4 | 86 |
| Детонит 10А | 14 | 3 | 1 | 29 |
| Победит ВП-6 | 29 | 3 | 0 | 10 |
| Тротил (гранулированный) | 29 | 16 | 0 | 55 |
| Алюмотол | 29 | 18 | 0 | 62 |
| Аммонит 6ЖВ | 29 | 7 | 0 | 24 |
| Динамон | 29 | 3 | 0 | 10 |
| Гексонит 3 | 15 | 3 | 0 | 20 |
| Гексамон | 29 | 4 | 0 | 13 |
В результате анализа данных таблицы 5.9 авторами [43] сделаны выводы:
· при соударении деталей, изготовленных из стали, дюралюминия или латуни, с энергией удара до 10 кгс×м случаев вспышек зерногранулита 79/21 не было;
· для стали, дюралюминия и латуни повышение чистоты обработки соударяющихся поверхностей снижает вероятность вспышек;
· при соударении стальных деталей с шероховатой поверхностью вероятность вспышки выше, чем при соударении деталей из дюралюминия и латуни.
| Таблица 5.9 – Экспериментальные данные по чувствительности | |||||||
| Показатели | Тип поддона | Сталь | Дюралюминий | Латунь | |||
| Энергия удара, кгс×м | гладкие | 10 | 20 | 10 | 20 | 10 | 20 |
| Частость вспышек, % | гладкие | 0 | 21 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Энергия удара, кгс×м | изношенные | 10 | 20 | - | - | 10 | 20 |
| Частость вспышек, % | изношенные | 0 | 48 | - | - | 0 | 13 |
5.4 Оценка электростатической безопасности при
эксплуатации ВВ
Одним из перспективных направлений в области совершенствования техники и технологии взрывных работ, повышения производительности труда является механизация процессов заряжания зарядов ВВ с использованием пневмотранспорта, когда ВВ движется по шлангам к зарядным камерам потоком сжатого воздуха во взвешенном состоянии. При этом процессе возникает ряд нежелательных и опасных явлений: образование пылевого облака с различным фракционным спектром из частиц ВВ, при движении которых образуются заряды статического электричества, разряд которых может привести к вспышкам взвешенной пыли ВВ.
Обеспечение электростатической безопасности основывается на данных по электростатическим показателям, характеризующих чувствительность ВВ и средств взрывания к воздействию разрядов статического электричества (см. раздел 4) и выявлению параметров электростатических полей в производственных условиях. Явления и теоретические основы электризации пневмотранспорта изложены сотрудниками ВНИИПО, МИХМа в монографии [29] на основе работ, проводимых в лабораторных условиях на различных диэлектрических материалах. На натурных установках исследования пневмотранспорта с ВВ проводились в секторе физико-технических горных проблем Института физики Земли АН СССР, ИГД им. А.А. Скочинского, Северокавказском горно-металлургическом институте (СКГМИ), МакНИИ (г. Макеевка), Казахском политехническом институте и других предприятиях [7, 44-46].
5.4.1 Исследование опасности электростатических разрядов
в пневмозаряжающих устройствах
В процессе пневмотранспорта сыпучих ВВ за счет накопления зарядов могут возникать следующие электрические разряды.
1. Искровые разряды, при которых возможен электростатический пробой диэлектрической стенки шланга. В этом случае условие пробоя материала шланга будет [29, 47]
s £ eeоЕпр , (5.10)
где s - максимальная плотность электростатических зарядов на поверхности материала, мкКл/см2;
e, eо – диэлектрическая проницаемость материала и вакуума соответственно;
Епр – пробивная напряженность материала (электрическая прочность), кВ/см.
2. Разряды, имеющие место при резком нарушении механической целостности пневмотранспортирующей магистрали. Пробой возможен с наэлектризованного материала на заземленные части оборудования. Тогда в выражении (5.10) значение пробивной напряженности Епр определяется свойствами газа (воздуха), в котором транспортируется ВВ. Максимальное значение пробивной напряженности для воздуха равно Епр=3×106 В/м.
3. Искровые разряды с проводящих элементов (металлические соединительные муфты) магистральных шлангов на заземленные элементы оборудования. Энергия электростатических зарядов, накапливаемых на проводящих элементах, определяется как энергия заряженного конденсатора
, (5.11)где С – электрическая емкость металлических элементов, относительно земли, пФ;
U – потенциал на элементе, В.
4. Разряды с внутренней поверхности шланга на заземленные предметы. Условием отсутствия скользящих разрядов в соответствии с ГОСТ 12.1.018 [46] является
s £ 0,4×К×sпр , (5.12)
где s - плотность зарядов на поверхности шланга, мкКл/см2;
К – коэффициент безопасности;
sпр – плотность зарядов, соответствующая диэлектрической прочности материала шланга, мкКл/см2.
5. Электрические разряды, происходящие внутри шланга. Например, между разнополярными объёмами концентраций взвешенных частиц.
Наиболее опасными являются последние три вида разрядов, так как в этих случаях искра имеет непосредственный контакт с пылевоздушной смесью ВВ. Среди электростатических разрядов внутри шланга следует выделить разряды, скользящие по внутренней поверхности шланга, и разряды, происходящие в потоке транспортируемого материала.