СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЯДОВИТЫХ ГАЗОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ВЗРЫВАНИИ ВВ

Полезная модель относится к горному делу, а именно к оценке экологической безопасности при ведении взрывных работ на предприятиях различных отраслей промышленности, и может быть использована для оценки газовой фазы после проведения взрывных работ, например, в расчете на условный оксид углерода. Вредные газы после взрыва являются причиной хронического отравления людей и наносят также вред окружающей природе. Определение состава и количества ядовитых газов, образующихся при взрывании горных пород различными ВВ весьма необходимо, так как позволяет судить о полноте взрыва, с одной стороны, и о степени загазованности атмосферы после взрывных работ - с другой. В свою очередь, оценка газовой вредности новых ВВ является обязательной при испытаниях в процессе постановки на производство.
Известен стенд для отбора проб газа, получивший название бомба Долгова, содержащий стальной сосуд объемом до 50 л, который герметично закрывается крышкой, снабжен вводами для присоединения электродетонатора и вентилями для вакуумирования бомбы и отбора проб газов после взрыва ВВ (Повышение безопасности на угольных предприятиях // Труды ВостНИИ. - Кемерово, 1995. - С.170-177).
Ограниченный объем бомбы Долгова не позволяет взрывать заряды массой более 100 г, что является существенным недостатком для ВВ с пониженной чувствительностью к детонации. Кроме того, вакуумирование бомбы проводят с целью удаления кислорода, способствующего догоранию продуктов взрыва за пределами зоны детонации, что искажает конечные результаты экспериментов по определению состава газов.
3
Известна конструкция стенда, содержащая испытательную стальную камеру объемом 15 м, изготовленную из нержавеющей стали с
толщиной стенок около 10 мм, которая имеет форму цилиндра с крышкой, на котором смонтированы приспособления для создания вакуума, измерения давления, подачи или удаления газов (Газы взрыва. Carbonel Pierre, Bigourd J., Dangreax Jean. Fumes de tir «Ind. Miner», 1980, 62, №7, с.497-501, Франция). Испытательная камера позволяет взрывать до 1 кг ВВ подвешенного заряда или в мортире с диаметром канала 70 мм. Основным преимуществом данной испытательной техники является возможность испытаний ВВ массой 0,5-1,0 кг. Недостатком известного стенда является неравномерное распределение температуры и концентрации газов по объему камеры. Из-за большого объема испытательной камеры происходит расслоение газов по высоте, что приводит к значительной ошибке измерения. В то же время она не имеет мортиры для испытаний низкочувствительных ВВ (более 70 мм).
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения образовавшихся при взрыве ВВ ядовитых газов при испытании зарядов различной структуры при их массе до 1000 г с различным соотношением диаметра и длины, в том числе возможности использования промежуточного детонатора при испытании низкочувствительных ВВ диаметром до 100 мм.
Предложен стенд для определения количества ядовитых газов, образующихся при взрывании ВВ, включающий цилиндрическую испытательную камеру с люками, канальную мортиру для размещения зарядов, соединенную с испытательной камерой, и размещенные на камере клеммы для подсоединения взрывной магистрали, узлы измерения давления внутри камеры, отбора проб и измерения температуры газов внутри камеры.
3
Отличием является то, что испытательная камера выполнена герметичной с внутренним объемом 5-7 м и снабжена системой принудительной вентиляции.
Другим отличием является то, что стенд снабжен основанием, на котором установлены испытательная камера и канальная мортира.
Предложенная конструкция стенда обеспечивает возможность взрывания как непосредственно в камере, так и в канальной мортире испытуемых зарядов ВВ различной структуры в оболочках из полимерных или минеральных материалов при массе заряда до 1 кг с промежуточным детонатором или без него в канальных мортирах с различным соотношением диаметра и длины. Стенд имеет оптимальный внутренний объем, позволяющий взрывать заряды массой до 1 кг без значительного увеличения времени отбора проб газа и без расслоения его по высоте. Наличие системы принудительной вентиляции позволяет равномерно распределить образовавшееся облако газов по объему испытательной камеры и быстро проветрить камеру после взятия пробы газов по избежание абсорбции газов ее стенками.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. показана принципиальная схема конструкции стенда для определения количества ядовитых газов, образующихся при взрывании ВВ.
3
Стенд содержит герметичную стальную испытательную камеру с внутренним объемом 5-7 м. Данный объем камеры был обоснован в результате проведенных исследований с учетом возможности взрывать за один прием до 1 кг ВВ и ее механической прочности. Испытательная камера 1 выполнена в виде пустотелого стального цилиндра с двумя эллиптическими днищами 2. Толщина стенок камеры принята равной 36 мм. Оба днища оснащены крышками, открывающимися вовнутрь, и имеют узлы крепления с помощью шпилек 3 и гаек 4 для герметизации камеры в закрытом положении. Проведенные исследования показали необходимость обеспечения герметичности испытательной камеры, что дает возможность определить общий объем образующихся при взрыве газов и обеспечивает воспроизводимость результатов опытов, так как часть газов, в основном оксиды азота, интенсивно адсорбируются стенками камеры, материалом оболочки заряда и их концентрация со временем может резко падать, что требует более быстрого отбора проб газов. Камера 1 располагается на массивных бетонных основаниях 5 и закреплена
на них с помощью стальных накладных хомутов 6 со стяжками.
На корпусе испытательной камеры размещены клеммы 7 для присоединения к ним изнутри проводов электродетонатора, а снаружи - магистральных проводов (не показаны).
Для измерения давления газов взрыва внутри камеры на корпусе имеется манометр 8, для измерения температуры газов - термокарман 9 с датчиком температуры, а для отбора проб газов - штуцер 10. Система принудительного проветривания представлена вентилятором 11 с трубопроводом 12. С нижней стороны испытательной камеры герметично присоединена канальная мортира 13, которая во избежание смещения во время взрыва расположена на массивном бетонном основании 14. Для взрывания зарядов ВВ в свободноподвешенном состоянии в верхней части испытательной камеры 1 внутри имеются два крюка (не показаны).
При взрываний в канальной мортире 13 ВВ патронируют в гильзы диаметром 80 мм. С учетом того, что между зарядом ВВ в гильзе из бумаги или алюминиевой фольги имеется зазор около 15 мм, в котором размещается ограничительное кольцо из несгораемого материала высотой 15-20 мм, уменьшается нагрузка на крепежные узлы при взрываний заряда и снижается износ канала мортиры. После размещения заряда камеру 1 герметизируют, производят взрывание и по истечении определенного времени (10 мин) измеряют давление газов внутри камеры, температуру газов и производят отбор газовых проб. Пробы для хроматографического анализа отбираются в резиновые камеры под избыточным давлением образовавшихся газов или при отсутствии избыточного давления накачиваются с помощью резиновых груш, оснащенных клапаном. По результатам хроматографического анализа производится расчет общего количества выделившихся при взрыве газов по общепринятым методикам в пересчете на условный оксид углерода.
В результате проведенных испытаний стенда было установлено, что в пределах принятого объема испытательной камеры 1 и за принятое
время (10 мин) с момента взрыва ВВ до момента отбора проб выделившегося газа существенного расслоения газообразных составляющих не происходит.
Полученные результаты реализованы в методике по определению количества ядовитых газов взрыва ВВ с пониженной чувствительностью к детонации.