Способ гашения ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрыва

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для защиты горных выработок от действия ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрыва при массовых обрушениях массива горных пород. Техническим результатом является повышение эффективности гашения энергии ударной воздушной волны и нейтрализация токсичных продуктов взрыва. Для этого размещают на пути движения ударной волны емкости с водой, помещают в них заряды ВВ и взрывают их. Непосредственно за емкостями с водой устанавливают емкости, наполненные сжатым воздухом, со стороны, противоположной месту производства массового взрыва для создания воздушно-водяной перемычки. Воздушно-водяную перемычку формируют на расстоянии от места производства взрыва, определяемом по формуле L₁ = N(τ_cp + V₁ + V₂), где L₁ - расстояние от места производства взрыва до воздушно-водяной перемычки; N - скорость движения ударной воздушной волны; τ_cp - время срабатывания зарядов взрывчатого вещества; V₁ - скорость распространения водяной смеси; V₂ - скорость распространения сжатого воздуха, а в емкостях с водой перед взрывом размещают химический поглотитель, в емкостях с воздухом размещают заряды ВВ, причем заряды ВВ, размещенные в емкостях с водой и воздухом, взрывают общей коммутационной сетью с зарядами массового взрыва, при этом водяную перемычку выполняют в форме вогнутого криволинейного экрана и устанавливают вогнутой стороной навстречу ударной воздушной волне. 3 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для защиты горных выработок от действия ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрыва при массовых обрушениях массива горных пород.

Известен способ гашения ударных воздушных волн, основанный на использовании взрывогасящей перемычки (см. а.с. 1453044, E 21 F 5/00), включающей два ряда соединенных между собой эластичных емкостей с планками, заполненных рабочим агентом, и элементы соединения эластичных емкостей, снабженные сетчатыми оболочками, в которой емкости первого ряда снабжены сжатым воздухом, второго - водой и сжатым воздухом.

Недостатком данного способа является низкая эффективность гашения ударных воздушных волн при возведении в горных выработках жесткоэластичных преград на пути следования ударных воздушных волн от произведенного взрыва, отсутствие нейтрализации токсичных предметов взрыва.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ гашения ударных воздушных волн (см. а.с 968474, E 31 F 5/14), включающий размещение на пути движения ударной волны емкостей с водой, помещение в них зарядов ВВ и их взрывание.

Недостатком данного способа является недостаточная эффективность гашения ударных воздушных волн, так как отсутствует направленность движения образующейся водяной завесы в сторону произведенного взрыва, не обеспечивается нейтрализация образовавшихся при взрыве токсичных газов.

Единым техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности гашения энергии ударной воздушной волны и нейтрализация токсичных продуктов взрыва.

Единый технический результат достигается тем, что в известном способе гашения ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрыва в горных выработках, включающем размещение на пути движения ударной воздушной волны емкостей с водой, помещение в них зарядов ВВ и взрывание их, непосредственно за емкостями с водой устанавливают емкости, наполненные сжатым воздухом со стороны, противоположной месту производства массового взрыва, для создания воздушно-водяной перемычки, причем воздушно-водяную перемычку формируют соответствующим объемом и на расстоянии от места производства взрыва, определяемом по формуле: L₁=N(τ_cp+V₁+V₂), где L₁ - расстояние от места производства взрыва до воздушной водяной перемычки; N - скорость движения ударной воздушной волны; τ_cp - время срабатывания зарядов взрывчатого вещества; V₁ - скорость распространения водяной смеси; V₂ - скорость распространения сжатого воздуха, а в емкостях с водой перед взрывом размещают химический поглотитель, в емкостях с воздухом размещают заряды ВВ, причем заряды ВВ, размещенные в емкостях с водой и воздухом, взрывают общей коммутационной сетью с зарядами массового взрыва, при этом водяную перемычку выполняют в форме вогнутого криволинейного зеркала и устанавливают вогнутой стороной навстречу ударной воздушной волне.

Повышение эффективности гашения ударных воздушных волн обеспечивается установкой емкостей (например, из полиэтилена, резины и т.п.), наполненных сжатым воздухом, подаваемым из шахтовой сети (компрессором и т.п.) со стороны, противоположной месту производства массового взрыва, непосредственно за емкостями с водой. Воздушные и водяные емкости взрывают установленными в них зарядами ВВ (например, аммонитом ЖВ), размещенными в емкостях со сжатым воздухом и водой, соединенных общей коммутационной сетью с зарядами массового взрыва.

Воздушно-водяная перемычка возводится из емкостей, наполненных водой и сжатым воздухом, и формируется соответствующим объемом и на определенном расстоянии от места производства взрыва. Расстояние до воздушно-водяной перемычки от места производства взрыва определяется из математического выражения: L₁=N(τ_cp+V₁+V₂), где L₁ - расстояние от места производства взрыва до воздушной водяной перемычки; N - скорость движения ударной воздушной волны; τ_cp - время срабатывания зарядов взрывчатого вещества; V₁ - скорость распространения водяной смеси; V₂ - скорость распространения сжатого воздуха.

В емкостях с водой размещают химический поглотитель для нейтрализации продуктов взрыва, состоящий из окиси кальция, окиси алюминия и гидроокиси натрия (например, в следующем соотношении - 0,5:0,3:0,2). Состав, количество и агрегатное состояние химического поглотителя, который используется для нейтрализации токсичных веществ, образующихся при производстве взрывных работ, зависят от химического состава и количества ВВ, используемых при взрывных работах.

Применение химических поглотителей, размещенных в емкостях с водой, позволяет нейтрализовать до 90% токсичных веществ, выделяющихся в результате взрыва. За счет соприкосновения токсичных веществ с частицами химического поглотителя (распределенного равномерно по всему объему водяной перемычки) и вступления с ним в химическую реакцию происходит нейтрализация токсичных веществ.

Водяную перемычку (емкости с водой) выполняют в форме вогнутого криволинейного экрана, обращенного вогнутой стороной навстречу ударной воздушной волне для создания направленного движения воздушно-водяной смеси, обеспечивающей максимальное гашение энергии ударной воздушной волны Указанный способ поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид горной выработки с воздушно-водяной перемычкой, на фиг.2 показан разрез горной выработки с водяной перемычкой, на фиг.3 - вид по Б-Б общего вида.

Предлагаемый способ гашения ударной воздушной волны и нейтрализации продуктов взрыва в горных выработках осуществляется следующим образом: в горной выработке 1 устанавливаются емкости с водой 2, размещают в емкостях 2 заряды ВВ 3, непосредственно за емкостями с водой 2 устанавливают емкости со сжатым воздухом 4. Сжатый воздух подают из шахтовой сети через клапаны 5. В емкостях с водой 2 размещают химические поглотители 6. В емкостях со сжатым воздухом 4 помещают заряды ВВ 7 и взрывают общей коммутационной сетью 8 с зарядами ВВ 3 емкости с водой 2 и зарядами массового взрыва. Водяные емкости 2 выполняют в форме вогнутого криволинейного экрана и устанавливают вогнутой стороной навстречу ударной воздушной волне.

Перед проведением взрывных работ (массовых взрывов) в выемочных блоках при отработке месторождений подземным способом в горных выработках по всему периметру от эпицентра взрывных работ устанавливают воздушно-водяные перемычки.

Водяную перемычку устанавливают посредством наполнения отдельных емкостей 2 (например, эластичных баллонов или мешков) водой и укладкой их друг на друга от почвы до кровли горной выработки по всему сечению горной выработки. Емкости 2 с водой укладывают таким образом и из таких по форме и объему баллонов, чтобы перемычка имела форму вогнутого криволинейного экрана, причем вогнутая сторона перемычки была обращена навстречу ударной воздушной волне. В нижней части емкости с водой размещают заряды ВВ 3, соединяя их общей коммутационной сетью с зарядами 7, расположенными в емкостях со сжатым воздухом 4 и зарядами массового взрыва.

Повышение эффекта по гашению ударно-воздушной волны происходит за счет создания направленного движения образующейся водяной аэрозоли в сторону производства взрывных работ и соответственно навстречу образовавшейся при производстве взрывных работ ударно-воздушной волне.

При заполнении емкости водой воду предварительно смешивают с химическим поглотителем (окись кальция, окись алюминия, гидроокись натрия)
Воздушную перемычку устанавливают непосредственно за водяной перемычкой со стороны, противоположной месту производства массового взрыва, посредством надувных емкостей 4, заполненных сжатым воздухом через клапаны из шахтовой сети до избыточного давления 0,3-0,5 атм. Емкости 4 для сжатого воздуха изготавливаются из эластичных баллонов или мешков и укладываются друг на друга от почвы до кровли горной выработки. В емкостях со сжатым воздухом размешают заряды ВВ 7, соединяя их общей коммутационной сетью с зарядами, расположенными в емкостях с водой 3, и зарядами массового взрыва.

При производстве взрывных работ (массового взрыва) в выемочном блоке, с определенным замедлением (миллисекундами) взрываются заряды ВВ 7 и 3, расположенные в воздушных и водяных емкостях. Замедление рассчитывается в зависимости от расстояния установленной воздушно-водяной перемычки до места производства взрыва. Воздушная перемычка взрывается в первую очередь для образования воздушной "пробки", взрываемая во вторую очередь водяная перемычка и образующаяся при этом воздушно-водяная смесь устремляются направленным потоком навстречу ударно-воздушной волне для обеспечения дополнительных потерь и нейтрализации энергии ударно-воздушной волны.

Токсические вещества, выделяющиеся в результате взрыва, соприкасаются с частицами химического поглотителя, распределенными равномерно по всему объему потока воздушно-водяного аэрозоля, вступают с ним в химическую реакцию и нейтрализуются.

Опытно-промышленные испытания способа гашения ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрыва в горных выработках проведены на шахте Шерегешского рудоуправления при производстве массовых взрывов в блоке 28 участка "Главный", в блоках 29-32 гор. 325÷395 м, позволившие предотвратить разрушение и засыпку пучков скважин рядом расположенных блоков. Разрушений горных выработок не обнаружено, нарушения электроснабжения воздушных и водяных коммуникаций в горных выработках отсутствовали, время на проветривание (нейтрализацию) продуктов взрыва сократилось с 72 расчетных ч до 19 ч.

Формула изобретения

Способ гашения ударных воздушных волн и нейтрализации продуктов взрыва в горных выработках, включающий размещение на пути движения ударной волны емкостей с водой, помещение в них зарядов ВВ и взрывание их, отличающийся тем, что непосредственно за емкостями с водой устанавливают емкости, наполненные сжатым воздухом, со стороны, противоположной месту производства массового взрыва для создания воздушно-водяной перемычки, причем воздушно-водяную перемычку формируют на расстоянии от места производства взрыва, определяемом по формуле
L₁= N(τ_cp+V₁+V₂),
где L₁ - расстояние от места производства взрыва до воздушно-водяной перемычки;
N - скорость движения ударной воздушной волны;
τ_cp - время срабатывания зарядов взрывчатого вещества;
V₁ - скорость распространения водяной смеси;
V₂ - скорость распространения сжатого воздуха,
а в емкостях с водой перед взрывом размещают химический поглотитель, в емкостях с воздухом размещают заряды ВВ, причем заряды ВВ, размещенные в емкостях с водой и воздухом, взрывают общей коммутационной сетью с зарядами массового взрыва, при этом водяную перемычку выполняют в форме вогнутого криволинейного экрана и устанавливают вогнутой стороной навстречу ударной воздушной волне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3