Калякін Станіслав Олександрович. Запобігання запаленням метану від заряду, який вигорає, при вибухових роботах у вугільних шахтах вибуховими речовинами V класу : Дис... канд. наук: 05.26.01 - 2002.
Анотація до роботи:
Калякін С.А. Запобігання запалення метану від заряду, який вигоряє, при підривних роботах у вугільних шахтах вибуховими речовинами V класу.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 “Охорона праці” – Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки праці у гірничій промисловості (МакНДІ), м. Макіївка, 2002.
Дисертація присвячена питанням безпеки підривних робіт запобіжними вибуховими речовинами V класу.
У дисертації встановлено, що основними напрямками підвищення безпеки підривних робіт є збільшення стійкості ЗВР проти вигоряння за рахунок зниження їх підпалюваємості, поліпшення детонаційної здатності та водостійкості ЗВР за умови більш високої роботоздатності, ніж у вугленіта Е-6.
У дисертації обґрунтовано спосіб зниження підпалюваємості за рахунок введення до складу ЗВР вуглекислого кальція. Розроблено математичну модель, що описує запалення метано-повітряної суміші (МПС) під час підривних робіт, яка дозволила установити граничну кількість сенсибілізатора (13%) у складі ЗВР, котра забезпечує максимально можливу детонаційну здатність останнього.
Установлено оптимальну кількість інгібітора у складі ЗВР з позиції підвищення рівня запобіжності та роботоздатності.
Доказано підвищення водостійкості ЗВР заміною деревної муки полістиролом. Основні результати роботи знайшли застосування в технічних умовах на нові ЗВР V класу – вугленіти 13П і 13П/1, застосування цих ЗВР у вугільних шахтах забезпечило безпеку підривних робіт за рахунок запобігання запалення метану від заряду, який вигоряє.
В дисертацiйнiй роботi подане нове рiшення актуальної наукової задачі пiдвищення безпеки пiдривних робiт у вугiльних шахтах шляхом запобiгання запалення метану вiд вигоряючого заряду за рахунок збiльшення стiйкостi ЗВР V класу проти вигоряння на основi установлених аналiтико-експериментальних залежностей показникiв пiдпалюваємостi, запобiжних властивостей, роботоздатностi та детонацiйної здатностi ВР вiд її параметрiв.
Основнi висновки та результати роботи зводяться до наступного:
Аналiз причин аварiй, пов’язаних з використанням вугленiту Е-6 у вугiльних шахтах, показав, що дана ЗВР при пiдривних роботах може запалювати вибухонебезпечне середовище у гірських виробiтках, де допущенi до застосування ВР V класу. Однiєю з основних причин вибухiв МПС є шпуровi заряди вугленiту, що вигоряють.
Доведено, що основними напрямками пiдвищення безпеки пiдривних робiт є досягнення необхiдного рiвня стiйкостi ЗВР V класу проти вигоряння, збiльшення їх роботоздатностi та водостiйкостi.
Розглянутий механiзм запалення МПС зарядом, що вигоряє, який дозволив виявити критерiй безпеки застосування ЗВР, кореляцiйний зв’язок цього критерiя з методами випробувань ЗВР на стiйкiсть проти вигоряння та пiдпалюваємість.
Був обраний засiб пiдвищення стiйкостi ЗВР проти вигоряння, заснований на використаннi у складi ВР потрiйної сумiші солей - NaNO3-NH4Cl-CaCO3, для якого виявленi необхiднi спiввiдношення зазначених солей у сумiшi і пiдпалюваємість ЗВР.
Запропонований метод визначення кiлькостi сенсибiлiзатора у складi ЗВР, яка необхiдна для забезпечення високої детонацiйної здатностi останньої, на основi математичної моделi процесу запалення МПС детонуючим зарядом з урахуванням критичного об’єму МПС, необхiдного для її запалення, при витіканні продуктiв детонацiї ВР на межi роздiлу “заряд ЗВР-МПС”.
Розроблена математична модель, що описує вплив iнгiбiтора у складi ЗВР та енергiї його вибуху на запобiжнi властивостi та роботоздатність з урахуванням природи утворення iнгiбiтору, його концентрацiї та енергетичного внеску в корисну роботу вибуху. Використання цiєї моделi дозволило пiдвищити роботоздатність ЗВР V класу на 10…15% при зберiганнi нормативного рiвня запобiжних властивостей.
Пiдвищено водостiйкiсть ЗВР V класу шляхом замiни в його складi деревинного борошна на полiстирол та введення спецiальної гiдрофобiзованої амiачної селiтри марки ЖВК, що дозволило зберегти цей та iншi детонацiйнi показники ЗВР V класу на нормативному рiвнi протягом всього гарантiйного строку зберiгання.
Проведено експериментальнi дослiдження, результати яких пiдтверджують правильнiсть отриманих аналiтичних залежностей та математичних моделей. В результатi цього вдалося обґрунтувати безпечнi та ефективнi параметри ЗВР V класу. Розробленi зразки таких ЗВР, якi пройшли промисловi випробування на вiдповiднiсть технiчним вимогам.
Основнi положення роботи використанi при створеннi ЗВР V класу – вугленiтів 13П та 13П/1. В результатi розробленi технiчнi умови “Речовини вибуховi промисловi. Запобiжнi патронованi вугленiти 13П та 13П/1” (ТУ 1270174086-002-92), ХКО ім. Г. І. Петровського запроваджений серiйний випуск названих ЗВР. Використання з 1994р. нових ЗВР на вугiльних шахтах України дозволило запобігти запалення МПС, тобто пiдвищити безпечнiсть пiдривних робiт в умовах вугiльних шахт, де дозволене застосування ЗВР V класу.
Результати роботи можуть бути використанi спецiалiзованими науково - дослiдними iнститутами, якi займаються розробкою безпечних засобiв ведення пiдривних робiт у вугiльних шахтах, а також заводами – виробниками запобiжних підривних речовин.
Публікації автора:
Калякин С.А., Расторгуев В.М. О критических параметрах антигризутности предохранительных ВВ // Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1987. - С.41-49.
Калякин С.А., Расторгуев В.М. К вопросу воспламенения метано-воздушной смеси зарядами ПВВ, взрываемыми в канале мортиры //Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1989. - С.45-51.
Калякин С.А., Песоцкий М.К., Грицюк И.С. О методах испытаний ВВ на работоспособность // Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1985. - С.157-163.
Калякин С.А., Расторгуев В.М. Исследование энергетических показателей высокопредохранительных ВВ // Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1988. - С.40-47.
Калякин С.А., Расторгуев В.М. Исследование скорости детонации ПВВ V и VI классов в зависимости от плотности патронов и условий взрывания // Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1990. - С.58-64.
Калякин С.А., Песоцкий М.К., Грицюк И.С. О новом методе испытаний ВВ на работоспособность // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1991. - С.105-114.
Песоцкий М.К., Калякин С.А., Расторгуев В.М., Белодед А.В. О создании новых высокопредохранительных ВВ для угольных шахт. // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах / Сб. научн. тр. МакНИИ. – Макеевка-Донбасс: МакНИИ.- 1996. - С.176-181.
Калякин С.А., Шевцов Н.Р., Лабинский К.Н., Купенко И.В. Влияние забойки на процесс поджигания и выгорания шпурового заряда ВВ. // Научные труды ДонДТУ. Серия горно-геологическая, выпуск 36: – Донецк: ДонДТУ. –2001. - С.18-26.
Калякин С.А. Пути совершенствования предохранительных ВВ на современном этапе. // Матер. межд. научн. конф. “Проблемы производства промышленных взрывчатых веществ на современном этапе и утилизация боеприпасов”. – Павлоград: ПО “Павлоградский химический завод”, -1997, - С.31.
Особистий внесок автора у роботах, що надруковані у співавторстві: [1] – отриманий показник, що характеризує запобiжнiсть ВР, як функцiя, що залежить вiд маси iнгiбiтора, який запроваджується у склад ВР, теплоти та об’єму газоподiбних продуктiв вибуху; [2] – виявленi особливостi та закономiрностi взаємодiї iнгiбiтора в продуктах вибуху з МПС; [3] – виявлений вплив iнгiбiтора окислення МПС на теплоту та роботу вибуху; [4] - обґрунтовані засоби пiдвищення енергетичних показникiв ЗВР без зниження досягнутого рiвня запобiжних властивостей; [5] – розрахованi аналiтичнi залежностi швидкостi детонацiї вiд густини та проведений розрахунок основних показникiв, що характеризують детонацiйнi властивостi ВР; [6] – отриманi результати дослiдження впливу природи утворення iнгiбiтора в продуктах вибуху на роботоздатність ВР; [7] – узагальненi результати дослiджень по утворенню нових ЗВР V класу, стiйких проти вигоряння; [8] – дослiдженнi умови вигоряння шпурових зарядiв ВР; [9] – виявлена необхiднiсть пiдвищення стiйкостi ЗВР IV, V, VI класiв проти вигоряння; [10] - обґрунтована гранична кiлькiсть сенсибiлiзатора у ЗВР; [11] – обґрунтовані межi кiлькостi карбонату кальція у складi ЗВР.
