Способ определения количества газообразных продуктов взрыва
Изобретение относится к методам определения количества газообразных продуктов взрыва промышленных ВВ, необходимых для оценки их работоспособности и газовой вредности. Цель изобретения - повышение точности результатов за счет приближения условий испытаний к натурным, В открытую буровую скважину закладывают исследуемый заряд взрывчатого вещества . После подрыва заряда производят забор газовых проб со дна скважины, в которых затем измеряют концентрацию газообразных продуктов взрыва инструментальными методами, определяют фоновое отношение азота к кислороду и с помощью математического выражения определяют количество газообразных продуктов взрыва .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4827875/23 (22) 22.05.90 (46) 30.11.92. Бюл. N 44 (71) Институт горного дела (72) В. В. Оборин и В. П. Ветлужских (56) Светлов Б. Я., Яременко Н. Е. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ, M.; Недра, 1973, с. 101-105, Росси Б. Д. Ядовитые газы при подземных взрывчатых работах. М.: Недра, 1966, с. 72-77. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА (57) Изобретение относится к методам оп ределения количества газообразных и родукИзобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности, к определению количества газообразных продуктов взрыва взрывчатых веществ (ВВ), необходимого для оценки их работоспособности и газовой вредности. На открытых и подземных работах при расчетах систем вентиляции, времени проветривания после взрывных работ и т.п, экспериментальное определение параметров газообразных продуктов взрыва BB производят в строго фиксированном объеме. например, в специальной бомбе, в камерах из стали или бетона, в изолированной горной выработке. Заряд массой от 10 до 200 г устанавливают по центру внутренней полости стальной бомбы. Затем полность изолируют (герметизируют) крышкой. После подрыва заряда в бомбе устанавливается постоянное давление. берут пробы газообразных продуктов из внутренней полости .бомбы. которые анализируют известными «312 1778493Al тов взрыва промышленных ВВ, необходимых для.оценки их работоспособности и газовой вредности. Цель изобретения — повышение точности результатов за счет приближения условий испытаний к натурным, В открытую буровую скважину закладывают исследуемый заряд взрывчатого вещества, После подрыва заряда производят забор газовых проб со дна скважины, в которых затем измеряют концентрацию газообразных продуктов взрыва инструментальными методами, определяют фоновое отношение азота к кислороду и с помощью математического выражения определяют количество гзообразных продуктов взрыва. способами и определяют концентрацию газов. Объем газообразных продуктов, отнесенный к 1 кг ВВ определяют по формуле Ъ Vx = Vp (л/кг) 4 где Сх — концентрация данного газа в продукте взрыва, замеренная при анализе проы Vo — суммарный объем газов в нормальных условиях, л/кг; Однако данный способ вследствие малого диаметра применяемого заряда малопригоден для оценки газовости низкочувствительных ВВ, которые имеют существенно больший критический диаметр и которые в настоящее время являются ос-. новными по объему применения, Кроме того. бомба — сложная и дорогостоящая конструкция. 1778493 22,4 d Сх (л / кг), Vх 22,4 д Сх Ч" NO Наиболее близким является способ определения газообразных продуктов взрыва, в основном ядовитых, в изолированной полости (камере), представляющей часть подземной, глухой горной выработки. Изоляция камеры достигается путем отделения части горной выработки с помощью занавеса иэ газонепроницаемой ткани, В тупиковой части выработки пробуривают шпуры, в которые помещают заряд ВВ и подрывают, после взрыва занавес опускают, производят перемешивание газов в камере и отбирают пробы, которые анализируются известными способами. Однако, применяемые заряды в шпуре имеют диаметр, не достаточный для обеспечения нормального режима и полноты детонации зарядов низкочувствительных ВВ, следовательно, результаты определения непригодны для заряда большого диаметра, характерных для скважин ной отбойки в подземных условиях. Создание специальной выработки для определения гаэовости ВВ или выделение такой выработки из действующих связано с большими затратами средств. Целью изобретения является повышение точности результатов за счет прибли>кения условий испытаний к натурным, Сущность изобретения заключается в том, что в способе определения количества газообразных продуктов взрыва, включающем размещение в выработке заряда ВВ и его подрыв, определении концентрации и количества газообразных продуктов взрыва, в качестве выработки используют открытую буровую скважину, при этом количество газообразных продуктов взрыва V> определяют из выражения где 22,4 — объем моля газа, л; d-содержание азота в грамм-атомах на 1кгВВ,кг C> — концентрация х-компоненты газообразных продуктов взрыва, Д; NO, й2, Ог — концентрация окислов азота, азота и кислорода, замеренная одновременно с искомой компонентной х, ; Кв — коэффициент, характеризующий фоновые отношения концентрации азота к кислороду. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. В производственных условиях, например на карьере, бурится скважина, типичная для данных условий глубиной 10-15 м (в принципе, глубина не 35 ограничена), куда закладывается исследуемый заряд весом 10-50 кг (можно больше) из расчета, чтобы при взрыве сохранилось устье скважины и обеспечивалась нормальная детонация заряда. После подрыва заряда в буровой скважине газообразные продукты взрыва начинают вытеснять из скважины воздух в окружающую среду до выравнивания давления в скважине с атмосферным. Газообразные продукты взрыва,, оставшиеся в скважине, сохраняют свое первоначальное соотношение по составу, которое определяется анализом взятых после взрыва проб, Сохранение первоначального соотношения состава газообразных продуктов предопределяет возможность использования баланса химических элементов исходного ВВ и продуктов взрыва и позволяет исключить необходимость изоляции и замеров объема, в котором распространяются газообразные продукты взрыва. После взрыва через 5-15 мин производят забор газовых проб со дна скважины с помощью резиновых трубок или других воздухопроводящих соединений и при помощи насоса "Шинца" или другого движителя воздуха (например, воздуходувки). Газовые пробы отвозятся в лабораторию и анализируются на хроматографе или другими известными способами с получением концентраций каждой компоненты газообразных продуктов взрыва. Затем производят расчет каждой компоненты газов по формуле В знаменателе формулы — концентрация азота. эамеренная в скважине, которая содержит как азот ВВ, так и азот воздуха, который частично поступает в скважину, если замер производился через некоторое время после взрыва (30-90 мин). Разделение азота BB и азота воздуха осуществляется через вычитание поступившего в скважину кислорода воздуха, умноженного на экспериментальный коэффициент К>, Экспериментальный коэффициент К> представляет собой отношение азота к кислороду в фоновой пробе воздуха, взятой в скважине перед взрывом и изменяется в пределах 3,720-4,075. В некоторых случаях, в зависимости от условий, он может принимать значения в 1,5-2 раза больше или меньше, поэтому его определяют экспериментально, Замер фоновой пробы 1778493 22,4 d Сх Vх Таблица 1 Пример вычисления содержания азота в гранулите AC-4 рмуомлек. ен 27 14 состава атмосферы необходим также для внесения поправок в концентрацию газов. при анализе, Пример конкретного выполнения. В скважину глубиной 7 м и диаметром 5 214 мм закладывают заряд гранулита АС-4 весом 12 кг. Заряд подрывают детонирующим шнуром ДШЭ-12 с промежуточным детонатором из шашки Т-400. Через 10 мин после взрыва с помощью насоса "Шинца" и 10 воздухопроводящей резиновой трубки берут пробу воздуха на анализ. При проведении экспериментальных работ концентрация газов в скважине оказалась СО = 2,3%, СО = 7,5%, NO = 0,0125%, Нр = 15 =2,52%, СН4 = 0,82%, Ng = 78,0%, Ор = 8,7%. Предварительно взятая в скважине фоновая проба показала, что коэффициент К>, характеризирующий отношение азота к кис77,8 20 лороду р е" 20 9 = 3,722. Соде . ".ание азота в грамм- атомах на 1 кг гранулах a AC-4, исходя из его химического состава равен 22,95 (см. табл. 1). В рь-/льтате расчетов оказалось: Чсо — 12,96 л/кг; Vco-. — 42,25 л/кг; Vgg — 0,07 л/кг;Чн, — 14,19 n/Kã, Чсн„-4,62 л/кг: Результаты испытаний в сопоставлении 30 с данными, полученными с аналогичными взрывчатыми веществами во взрывной камере при взрыве зарядов в стальной трубе, то есть при условии отсутствия захвата газов породами, представлены в табл. 2. Как 35 видно из таблицы, количество газообразных продуктов взрыва для испытанных типов ВВ, определенное по известному и заявляемому способу, имеет достаточную сходимость. Формула изобретения Способ определения количества газообразных продуктов взрыва, включающий размещение в выработке заряда взрывчатого вещества и его подрыв, определение концентрации и количества газообразных продуктов взрыва, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности результатов за счет приближения условий испытаний к натурным, в качестве выработки используют открытую буровую скважину, п и этом количество газообразных продуктов взрыва Чх определяют из выражения где 22,4 — объем 1 моль газа, л; d — содержание азота, грамм-атом на 1 кr взрывчатого вещества; Сх — концентрация х-компоненты газообразных продуктов взрыва, %. NO, йг, Oz — концентрация окислов а3ота, азота и кислорода. замеренная одновременно к искомой компонентой х, %; К вЂ” коэффициент, характеризующий фоновое отношение концентрации азота к кислороду, 1778493 Таблица 2 Составитель Б.Чамаров Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Редактор Н. Коляда Заказ 4181 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Сравнительные данные по количеству газообразных продуктов взрыва в гранулотоле и гранулите АС-4
