Способ контроля газового состава атмосферы после взрывов

 

Использование: изобретение относится к области исследования или анализа материалов и может быть использовано при контроле состава атмосферы после взрывов. Сущность изобретения заключается в том, что блоки размещают по концентрическим эллипсовидным линиям вокруг эпицентра взрыва, причем размеры полуосей внешнеИзрбретение относится к области исследований и контроля в строительстве и горном деле и может быть использовано при производстве крупных производственных взрывов на земной поверхности. Целью изобретения является повышение достоверности данных контроля атмосферы после взрывов. Предлагаемый способ показан на фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлена принципиальная схема размещения блоков отбо- ;ра проб атмосферы на местности вокруг эпицентра взрыва. Обозначения: 1 - участок взрыва, 2 -эпицентр взрыва, 3 - внешго эллипса определяют по формуле. Ri,2,,2.3. размеры полуосей эллипса, ближайшего к эпицентру - ri,2,,5RKi,2,3, расстояние между блоками по полуосям эллипсов - (Дг)1,2,,2;з, а расстояние между блоками по линиям эллипсов принимают как среднеарифметическое от расстояний между блоками по ближайшим смежным полуосям , где R - размеры полуосей внешнего эллипса, Rr - расчетный радиус опасного для людей распространения газов взрыва с учетом направления ветра, к - коэффициент , определяемый соотношением предельно допустимой концентрацией газов для человека и минимальный оцениваемой концентрацией , г - размеры полуосей эллипсов , ближайшего к эпицентру вэрыва, RK - радиус опасного разлета камней при взрыве с учетом направления ветра и наклона местности , (Дг) - расстояние между блоками отбора проб по линиям полуосей эллипсов, индексы 1,2,3 относятся соответственно к направлениям по ветру, против ветра и перпендикулярно ветру. 2 ил. ний эллипс размещения блоков, 4 - ближайший к эпицентру вэрыва эллипс, 5 - внутренние эллипсы, 6-:блоки отбора проб, а на фиг.2 представлена принципиальная схема устройства для отбора проб атмосферы, где обозначены: 1 - корпус, 2 - камера для размещения пробы, 3 - головка клапана, 4 - стальной шток, 5 - пружина, 6 - электромагнит , 7 - резиновый патрубок, 8 - струбцина, 9 - винт.,. Способ осуществляют следующим образом . До взрыва на местности размещают блоки отбора проб атмосферы, состоящие XI Ю 00 & о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 G 01 N 1 /22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4869831/26 (22) 25.09.90 (46) 28;02.93. Бюл. М 8 (71) Специальный проектно-изыскательский и экспериментально-конструкторский институт ".Гидроспецпроект"

{72).А;Е.Азаркович, Л,Г.Болховитинов и

А.С.Зверев (56) Инструкция по набору проб воздуха в подземных выработках. В книге "Правила безопасности при строительстве подземных .гидротехнических сооружений", с.с.135 — 142; . Авторское свидетельство СССР

М 164230, кл. G 01 N 1/22, 1989. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГАЗОВОГО СОСТАВА АТМОСФЕРЫ ПОСЛЕ ВЗРЫВОВ (57) Использование: изобретение отнбсится к области исследования или -анализа мате-риалов и может быть использовано при контроле состава атмосферы после взрывов.

Сущность изобретения заключается в том, что блоки размещают по концентрическим эллипсовидным линиям вокруг эпицентра взрыва, причем размеры полуосей внешнеИзобретение относится к области исследований и контроля в строительстве и горном деле и может быть использовано при производстве крупных производственных взрывов на земной поверхности.

Целью изобретения является повышение достоверности данных контроля атмосферы после взрывов.

Предлагаемый способ показан на фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлена принципиальная схема размещения блоков отбора проб атмосферы на местности вокруг эпицентра взрыва. Обозначения; 1 — участок взрыва, 2 - эпицентр взрыва, 3 — внеш„„Я „„1 798649 А1

ro эллипса определяют по формуле.

R1,2,3=KRr1 2.3 размеры полуосей эллипса, ближайшего к эпицентру — г1,2,з=0,5Вк1,2,з, расстояние между блоками по полуосям эллипсов — (Лг)1,2,з=г1,2,3 а расстояние между блоками по линиям эллипсов принимают как среднеарифметическое от расстояний между блоками по ближайшим смежным полуосям, где R — размеры полуосей внешнего эллипса, Вг — расчетный радиус опасного для людей распространения газов взрыва с учетом направления ветра, к — коэффициент, определяемый соотношением предельно допустимой концентрацией газов для человека и минимальный оцениваемой концентрацией, r — размеры полуосей эллипсов, ближайшего к эпицентру взрыва, R<— радиус опасного разлета камней при взрыве с учетом направления ветра и наклона местности, (hr) — расстояние между блоками отбора проб по линйям полуосей эллипсов, индексы 1;2.3 относятся соответственно к направлениям по ветру, против ветра и перпендикулярно ветру. 2 ил. ний эллипс размещения блоков,4 — ближайший к эпицентру взрыва эллипс, 5 — внутренние эллипсы, 6- блоки отбора проб, а на фиг.2 представлена принципиальная схема . устройства для отбора проб атмосферы, где обозначены: 1 — корпус, 2 — камера для размещения пробы, 3 — головка клапана, 4— стальной шток, 5 — пружина, 6 — электромагнит, 7 — резиновый патрубок, 8 — струбцина, 9 — винт., Способ осуществляют следующим образо.м.

До взрыва на местности размещают блоки отбора проб атмосферы. состоящие

1798649 из набора отдельных устройств, причем располагают их по условным концентрическим эллипсовидным линиям вокруг эпицентра взрыва. Эллипсовидные линии имеют фигуру вытянутую по направлению ветра и не, сколько сжатую в направлении против ветра (фиг.1), Внешний эллипс характеризуется размерами, трех полуосей — no ветру R>, против ветра R2 — и перпендикулярно направлению ветра - Вз.

Эти размеры определяют по формуле:

%,2,3 = Кйг.1,2,3, где Rr — расчетный радиус опасного для людей распространения газов взрыва;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

Значения Rr — находят по известным в литературе (Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Блейман И.Л. Производство массовых взрывов.

М., Недра, 1977) формулам

Яг.1 = 160 Vg (1 + 0,5Че), м, Rr.2=14с Vg, M, йг.э=160 Vg, м, где Q — масса зарядов, т; Чв — скорость ветра, Коэффициент К находят по соотношению предельно допустимой концентрации (ПДК) газов взрыва для человека (Спдк) и минимальной концентрации газов, которую необходимо учитывать по регламенту контроля С ив, с помощью формулы д„„

Современные ПДК вредных газов взрыва составляют: для оксида углерода СО—

0,02 мг/л, оксидов азота NO, N02, И205—

0.005 мг/л, сернистого ангидрида 302 —.

0,02 мг/л, сероводорода H2S — 0,015.мг/л.

Размеры полуосей эллипса, ближайшего к эпицентру взрыва, принимают по формуле г1.2,3 = 0 5ЙК.1,2,3 где Я» — радиус опасного для механизмов разлета камней при взрыве с учетом направления ветра и наклона местности, м, Индексы 1.2,3 соответствуют направлениям соответственно по ветру, против ветра и перпендикулярно ветру.

Коэффициент 0,5 учитывает повышенную прочность корпусов устройств для отбора проб атмосферы. Значения Rr принимают по действующим правилам без опасности (см, приложенйе 9 "Единых пра вил безопасности при взрывных работах"

М., Недра, 1976).

Расстояние между блоками отбора про по полуосям эллипсов (hr) принимают и условию (г)1 г! (М2 = г2 (-")Э = гз а расстояние между блоками по линиям эллипсов — как среднеарифметическое из расстояний между блоками по ближайшим смежным полуосям эллипса.

5 В каждый блок отбора проб атмосферы включают такое число устройств для отбора проб, которое равно числу моментов отбора проб в точке установки блока по регламенту контроля атмосферы.

10 Принцип действия используемых уст ройств для отбора проб атмосферы приспособлен для отбора проб при дистанционном управлении, Толстостенный металлический корпус 1 предохраняет камеру 2 от разгер15 метизации при случайном попадании камней после взрыва, Нормальное положение входного клапана 3, укрепленного нэ подвижном штоке 4 и поджимаемого пружи. ной 5, — закрытое. При подаче электротока в

20 обмотку электромагнита 6, шток 4 втягивается в электромагнитный и.входной клапан открывается, пропуская газ в камеру 2. Через резиновый патрубок 7, открываемый и закрываемый струбциной 8 с зажимающим

25 винтом 9, производят перед установкой устройств нэ местности вакуумирование камер и, после окончания отбора проб, их эвакуации для химанализа.

После установки блоков отбора проб

30 электролинии от них выводят на пульт управления, устраиваемый в безопасном месте, Для электропроводки в пределах зоны разлета камней используют бронированный кабель или принимают другие меры защиты.

После производства взрыва и появления в атмосфере газов периодически производят дистанционные поочередное (например, для одного устройства в каждом блоке) открытие на 2-3 с камер устройств в

40 моменты времени согласно принятому регламенту контроля атмосферы. Периодичность отбора позволяет получить картину распределения во времени концентраций вредных газов в атмосфере.

45 После окончания отбора проб. производят их эвакуацию из камер выполняют известными методами анализ химического состава проб атмосферы.

Некоторые дополнительные. пояснения

50 к изложенному.

Расположение блоков отбора проб по концентрическим эллипсовидным линиями и принятые соотношения между размерами полуосей эллипсов соответствуют реальной форме в плане газового облака, появляющегося в результате взрыва. на которую влияет как распространение газов в стороны от эпицентра, так и снос облака ветром, Расположение блоков замера именно в пределах

1798649 газового облака повышает достоверность контроля.

Из распространения газового облака одновременно в стороны от эпицентра взрыва и вверх следует, что концентрация 5 газов на границе двигающегося облака обратно пропорциональная кубу размеров об-. лака. Из такой закономерности вытекает принятый вид расчетной-формулы для определения коэффициента К.

Предлагаемые в данном изобретении геометрические элементы . расположения блоков отбора проб позволяют получить равномерно распределенные в плане облака данные о концентрации газов, что также повышает достоверность оценки.

Приведем примеры осуществления предлагаемого способа.

Пример1,.

Условия и регламент контроля. Производят взрыв скважинных зарядов с общей

20 массой взрывчатого вещества Q =:100 т.

Наибольшая линия сопротивления у зарядов ЧЧ = 11 м. Ожидаемая скорость ветра в период производства взрыва Ve " 2 м/с. 25

Регламентом контроля состава атмосферы после взрыва предусмотрено определение концентрации оксида углерода свыше

C<» = 0,01 мг/л и двуоксида азота свыше

Смир - 0,002 мг/л в моменты времени после 30 взрыва 3 и 30 с, 1, 3. 8, 15 и 30 мин

При осуществлении предлагаемого способа подготавливают к установке блоки отбора проб, атмосферы. B каждый .блок в соответствии с регламентом контроля вклю- 35 чают по 7 устройств (no числу моментов отбора проб) и производят вакуумирование их камер.

Затем назначают точки установки бло.40 ков на местности, для чего определяют — радиусы опасного для людей распро. странения газов взрыва ы направлениях: по ветру Я .1 160 9100 (1-0.5х2) - 1500 и, против ветра — Rã.z - 140 00 -. 650 м, 45 перпендикулярно ветру — Rr.з - 160 V)00

-740 м; — коэффициент К для оксида углерода—

К - VK62 - 1,26, для двуоксида азота К. 0,01 50

-VWm6 -1,4;

0.002 — размеры полуосей внешнего эллипса, по линии которого устанавливают блоки; в направлениях: по ветру R> = 1,4х1500

2100 м, против ветра Rz = 1.4х650 = 910 м, перпендикулярно ветру Яз - 1,4x740 = 1040 м(используют большее значение коэффициента К); — радиусы опасного для механизмов разлета камней при взрыве (с использованием рекомендаций технических руководств, например, приложения 9Г в

"Единых правилах безопасности при взрывных работах", М.; Недра, 1916} в направлениях: по ветру — Rê.1 = 240 м, против ветра—

R .z - 180 м, перпендикулярно ветру — R,,ç—

200 м; — размеры полуосей ближайшего к эпицентру взрыва эллипса установки блоков отбора проб в направлениях: по ветру — г1 =

-0,5х240 = 120 м, пр6тив ветра — г2-0,5x180 - 90 м, перпендикулярно ветру— гз = 0,5х200 100 м; расстояния между блоками отбора проб, размещаемых по прлуосям эллипсов— (Ь)1 - 120 м, (hr)z - 90м, (Ьг)з -. 100 м; — расстояния между блоками отбора проб по эллипсовидным линиям в секторах между полуосями R1 и Rz а з

b,г + Лг

220 м, в секторах между

Лr + Аг полуосями Rz и Яза2-з2

=190 м, Из полученных данных вытекает, что общее число. эллипсовидных линий,.по которым следует установить блоки; составляет — + 1 = = 18, из которых замкну 1 . 21 00 г ) . 120 тых лийий - — +1 = 90 - 11, остальRz 910

Жr ные разомкнутые, аналогично схеме фиг.1.

Затем. выполняют установку блоков на местности. Электролинии от блоков выводят.на пульт управления в безопасном месте. В пределах эоны разлета.камней принимают меры к защите электросети от повреждения камнями.

: После производства взрыва периодически (в моментц времени согласно регламенту контроля) с пульта управления дистанционно открывают и закрывают камеры одного из устройств для отбора проб в каждом блока.

Затем, по окончании отбора проб блоки снимают, выполняют эвакуацию проб йз устройств и выполняют анализ химического состава проб атмосферы стандартными методами.

П риме р2.

Условия и регламент контроля. Выполняют контроль газового состава атмосферы после взрыва на выброс зарядов массой 0&00 т. Линия наименьшего сопротивления для зарядов W 20 м, показатель действия взрыва n - 2. Ожидаемая скорость ветра

Ч - 1,5 м/с. Регламентом контроля состава

1798649

15 эпицентру, эллипсов

Ь =г

45

7 атмосферы предусмотрен отбор проб через

10 с, 1. 5, 15 и 30 мин после взрыва с оценкой концентрации оксидов азота свыше Смбфн-0,0025 мг/л.

При подготовке. к установке на местности в каждый блок включают по пяти устройств для отбора проб атмосферы по требуемому числу моментов отбора. Перед установкой камеры устройств вакуумируют.

Блоки устанавливают на местности с учетом следующих расчетных параметров: — радиусы опасного для людей распространения газов взрыва в направлениях: tlD ветРУ Вг.1 - 160 9500 (1+0,5x1,5) - 2200 м, против ветра — Rr.2 140 V5pp 1100 м, перпендикулярно ветру - Яг,з - 160 /500

=1270 м;

-коэффициент к Гт1 обе .-1,26;

0;0025, — размеры полуосей внешнего эллипса установки блоков отбора проб в направлениях: по ветру R1 1; 6 x 2200 - 2750 м, протйв ветра —. R2 = 1.26 х 1100 - 1460 м, перпендикулярно ветру.— Rs - 126 х 12701600 м;

- радиусй опасного для. механизмов разлета камней при взрыве в направлениях: по ветру 4.1 900 м, против ветра.— Як.г

700 м и перпендикулярно ветру — R„.s.=800 и; — размеры полуосей ближайщего к эпицейтру взрыва эллипса установки блоков отбора проб в направлениях: по ветру r1.-. 0,5х х 900 450 м, против ветра - гг - 0,5 х 700350 м, перпендикулярно ветру — rs - 0;5 х х800-400 м; — расстояния между блоками отбора проб по полуосям эллипсов — (Ь)1 - 450 м, (Лг)г - 350 м, (Ьг)э+400 м; — расстояния между блоками отбора. проб по эллипсовидным линиям;.в секторах между полуосями R1 и Яз а1-з

-425 м, в секторах между полуосями йг и Rs

350 + 400 аг-з — 375 м.

1, а затем выполняют анализ химического состава проб..Применение предлагаемого изобретения позволяет получить. следующий эффект:

5 .. — обеспечить возможность массового контроля состава атмосферы после взрывов; — повысить достоверность данных контроля ввиду большого количества точек измерений, равномерности их распределения в газовом облаке и множественного отбора проб атмосферы в заданные моменты времени; . — исключить пребывание людей в saraзованной зоне.

B конечном счете эти преимущества обеспечат экономический эффект за счет уточнения размеров опасных зон по распространению газов взрывов

20, Формула изобретения

Способ контроля газового состава атмосферы после взрывов, включающий размещение взрыва блоков отбора проб и., последующий анализ их химического соста25 ва. о т л.и ч а ю щ in и с я тем, что, с целью повышения достоверности данных контроля, блоки размещают по концентрическим элллипсовидным линиям вокруг эпицентра взрыва, причем размеры R полуосей внеш30 него эллипса определяют по формуле . R1,2,3= KRr.11,2;3 размеры r полуосей эллипса, ближайшего к

r1 2,3- Оэ5 К12,3

35 расстояние r между блоками по полуосям ()1.г.з 1.2.s, а расстояние между блоками по линиям эллипсов принимают как среднеарифметическое от расстояний между блоками по ближайшим смежным полуосям, где

Rr —. рассчетный радиус опасного для людей распространения газов взрыва с учетом направления взрыва;

К вЂ” коэффициент, определяемый соотношением предельно допустимой концентОбщее число эллипсовидных линий, по которым устанавливают блоки отбора проб, 2750 составляют —,+ 1 = 7, из которых замкну450 тых линий - — - 4, разомкнутых — 3.

1400.

После производства взрыва производят отбор проб атмосферы аналогично примеру

55 рации газов для человека и минимальной оцениваемой концентрацией;

Як — радиус опасного разлета камней при взрыве с учетом направления ветра и наклона местности;

Ь вЂ” расстояние между блоками отбора проб по лийиям полуосей эллипсов;

1,2,3 — индексы, относящиеся к направлениям по ветру, против ветра и перпендикулярно ветру.

1798649

Фиг. P

Составитель А. Азаркович

Техред М.Моргентал Корректор С. Лисина

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 766 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5