Научно-методические основы создания безаварийной технологии пневмозаряжания скважин россыпными взрывчатыми веществами при добыче полезных ископаемых

Шелехов, Павел Юрьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Научно-методические основы создания безаварийной технологии пневмозаряжания скважин россыпными взрывчатыми веществами при добыче полезных ископаемых
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Научно-методические основы создания безаварийной технологии пневмозаряжания скважин россыпными взрывчатыми веществами при добыче полезных ископаемых"

*На правах рукописи

ШЕЛЕХОВ ПАВЕЛ ЮРЬЕВИЧ

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ БЕЗАВАРИЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИИ ПНЕВМОЗАРЯЖАНИЯ СКВАЖИН РОССЫПНЫМИ ВЗРЫВЧАТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПРИ ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Владикавказ-2006

Диссертация выполнена в Северо-Кавказском горнометаллургическом институте (государственном технологическом университете) на кафедре технологии разработки месторождений

Научный консультант:

доктор технических наук, доцент Сергеев Вячеслав Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Игнатов Виктор Николаевич

доктор технических наук Казаков Николай Николаевич

доктор технических наук Каган Герман Файфович

Ведущая организация:

Московский государственный горный университет

Защита состоится 18 ноября 2006 г. в Ючас 00 мин.на заседании диссертационного Совета Д 212.246.02 при Северо-Кавказском горно-металлургическом институте по адресу: 362021 PCO-Алания, г. Владикавказ-21, факс (8672) 407-203.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке университета (СКГМИ).

Автореферат разослан 01 октября 2006 г.

Ученый секретарь Совета

доктор технических наук, профессор / ¡¡г Гегелашвили М. В.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. При добыче полезных ископаемых как составная часть геотехнологии в области механизации взрывных работ определилось новое самостоятельное направление - создание и внедрение оборудования, работающего на принципах пневматического транспорта.

Пневматический способ транспортирования и заряжания обеспечивает высокую экономическую эффективность за счет увеличения производительности труда, повышения плотности заряжания шпуров и скважин и позволяет использовать дешевые ВВ, отличающиеся малой чувствительностью к механическим воздействиям.

Однако пневматическому транспортированию рассыпных ВВ и пневматическому заряжанию скважин сопутствуют процессы электризации транспортируемого материала и различных элементов пневмотранспортирующих систем. Параметры электростатических полей при пневматическом транспортировании гранулированных ВВ могут достигать значений, достаточных для возникновения искрового разряда внутри транспортирующей магистрали.

Создание новых материалов, применяемых в пневмотранспорте, использование на взрывных работах новых типов ВВ, высокопроизводительных пневмозаряжающих установок, а также специфичность климатических и горногеологических условий отдельных горных предприятий требуют экспериментальных исследований для теоретического обоснования технологий профилактики опасного статического электричества и эффективных для конкретных условий средств защиты от него.

Поэтому развитие и разработка теоретических основ электризации при пневмозаряжании взрывных полостей является весьма актуальной проблемой.

Цель работы — повышение эффективности и безаварийности технологии добычи полезных ископаемых при пневмозаряжании скважин россыпными взрывчатыми веществами.

Идея работы состоит в выявлении закономерностей электризации транспортируемого материала и элементов транспортирующих систем при движении потока взрывчатых веществ с накоплением электростатических зарядов.

экспериментирования в производственных и лабораторных условиях с использованием современных методик и измерительной аппаратуры, математического планирования экспериментов с хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных исследований.

Положения, защищаемые в диссертационной работе:

1. Эффективность разрушения скальных массивов в геотехнологических процессах разработки месторождений полезных ископаемых в отличие от других объектов использования россыпных ВВ, обеспечивается, в том числе, оптимизацией способа пневмозаряжания взрывных полостей россыпными ВВ по критерию минимум электризации при транспортировании от мест их приготовления к забоям горных выработок.

2. Взрывное разрушение скальных массивов, вмещающих полезное ископаемое, характеризуется интенсивностью электризации элементов взрывной среды, которая является сложной функцией характеристик вмещающих горных пород, свойств ВВ и скорости их транспортирования в забои, и описывается математической моделью в виде целевой функции, минимум которой устанавливается для конкретных условий локализации рудных тел в пределах месторождений.

3. При отбойке полезных ископаемых в горных породах с пониженным содержанием влаги эффективность пневмозаряжания взрывных полостей обеспечивается увеличением относительной влажности шахтного воздуха до величины не менее 70 % в процессе цикла проходческих и очистных работ.

4. При подземной добыче руд в массивах с удельным электрическим сопротивлением, превышающим величину 108 Омм, эффективность отбойки горной массы обеспечивается выравниванием электростатического потенциала в элементах взрывной среды путем введения в пневмомагистраль электропроводящей жилы подсоединенной к индивидуальному заземлителю.

5. Эффективность отбойки полезных ископаемых и вероятность возникновения искрового разряда закономерно зависят от относительной влажности шахтного воздуха, описываются моделью разогрева и воспламенения аэровзвеси взрывчатых веществ и регулируются возможностями рудничной вентиляции в рамках технологического цикла проходческих и очистных работ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена математическая модель электризации, увязывающая вероятность возникновения искрового разряда с технологическими параметрами системы пневмотранспорта.

2. Установлена закономерность влияния относительной влажности воздуха на электрические характеристики элементов транспортирующих систем и степень безаварийности заряжания.

3. Разработан метод бесконтактной регистрации электростатических явлений в пневмопроводе, основанный на гипотезе возникновения в шланге областей, средний суммарный электрический заряд которых имеет противоположные знаки.

4. Предложена модель разогрева и воспламенения аэровзвеси взрывчатых веществ, описывающая параметры нижнего и верхнего предела воспламенения аэровзвесей и их компонентов.

5. Разработана теория защиты пневмопровода электропроводящей жилой, исключающей вероятность искрообразования при заряжании взрывных полостей в диэлектрических породах.

Новизна научных положений подтверждается авторским свидетельством.

Научное значение работы состоит в том, что впервые:

- ранжированы технологические параметры, влияющие на электризацию, что позволяет оптимизировать параметры безаварийности заряжания при отбойке рудной массы;

- регламентирован предел относительной влажности воздуха, позволяющий гарантировать рассеивание электростатических зарядов и стекание их на землю;

-предложен бесконтактный метод регистрации электростатических явлений в пневмопроводе, позволяющий реализовать функциональную схему устройства для автоматического контроля, обеспечивающего безаварийность пневмозаряжания взрывных полостей россыпными взрывчатыми веществами; -предложен метод оптимизации параметров предупреждения воспламенения аэровзвесей взрывчатых веществ

- разработан метод электростатической защиты электропроводящей жилой, обеспечивающей безаварийность пневмозаряжания в диэлектрических породах.

Практическое значение работы:

- разработана методика оптимизации технологии пневмозаряжания взрывных полостей россыпными взрывчатыми веществами с повышением уровня безаварийности механизированного заряжания;

- разработано аппаратурное обеспечение метода определения интенсивности электризации по электрическому заряду аэрозоля (А. с. 542363, СССР);

разработана функциональная схема устройства для автоматического контроля электростатической безопасности, обеспечивающая безаварийность взрывных работ при разработке полезных ископаемых.

Реализация выводов и рекомендаций работы использованы при разработке Временных требований к заряжающим устройствам и впервые в горной практике внедрены на Садонском СЦК, Тырныаузском ГМК, Никитовском ртутном комбинате и других предприятиях горнорудной промышленности.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на Всесоюзном научном семинаре по механизированному применению игданита на подземных работах в ИГД им.А.А. Скочинского (Москва 1966 г.); на Всесоюзном семинаре-совещании по антистатической обработке полимеров в НИИПП (г. Ленинград, 1967 г.); на техническом совете Никитовского ртутного комбината (г. Горловка, 1970 г.); на технических советах при главном инженере рудника «Молибден» Тырныаузского ГМК (г. Тырныауз, регулярно 1968-1975 гг. по мере завершения этапов исследований); на заседаниях кафедры спецкурсов горного дела и Ученого Совета СКГМИ (г. Орджоникидзе, 1966-1975 гг.); на научно-технических конференциях СКГМИ (г. Владикавказ, 1966 - 2005 гг.)

Публикация

Основные положения диссертации отражены в 30 научных работах, среди которых 13 работ опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ; 5 — в других центральных изданиях, из

них одна монография и одно авторское свидетельство, остальные в прочих изданиях.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографии и приложений. Содержит 279 страниц в т. ч. 50 рисунка, 44 таблицы, библиографию из 172 наименований, 32 страниц приложений.

Содержание работы

1. Основные теоретические представления об образовании электростатических зарядов

Явления образования зарядов статического электричества, сопровождающие различные технологические процессы и оказывающие нередко отрицательное воздействие на них, очень сложные и не изучены или изучены недостаточно. Причина медленного прогресса в познании механизма статической электризации кроется в том, что существует несколько различных по природе процессов электризации, более того, они могут протекать одновременно.

В работе рассмотрены все известные представления о процессах электризации. На основании чего разработана классификация процессов электризации, сопровождающие как природные, так и техногебнные явления (рис. 1).

Далее, используя полученные обобщения, в работе рассмотрена и проанализирована система пневмозарядчик -зарядный шланг — заряжаемая полость во всех характерных сечениях (рис. 2).

Таким образом, проведенный анализ, позволяет выделить три основных опасных области электризации потока при пневмозаряжании шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами, требующих тщательного изучения:

1) входное отверстие, осуществляющее подвод сжатого воздуха в камеру зарядчика, особенно в начале процесса заполнения камеры зарядчика сжатым воздухом и в конце процесса опорожнения камеры от взрывчатого вещества.

2) зарядный шланг, особенно при его длительной эксплуатации.

та к о

¡а о о

►е-

тз

о с

о о о

о »

¡3

ы Р

а к а

1Горение |—

| Электролитические процессы~|--

| Галванические процессы |—

I £

Рис. 2. Схема работы камерного пневмозарядчика: 1 — общешахтная магистраль, 2, 4, 6 — запорные устройства, 3 - воздухоподводящий шланг, 5 - камерный пневмозарядчик, 7 - зарядный шланг, 8 - заряжаемая полость (шпур или скважина).

3. Выходное сечение зарядного шланга внутри заряжаемой полости, особенно при продувке системы сжатым воздухом и в конце процесса опорожнения камеры зарядчика.

2. Влияние на электризацию технологических параметров пневмозаряжания.

В этой главе диссертационной работы в соответствии с поставленной целью и поставленными задачами исследований проведены экспериментальные работы по определению влияния технологических параметров пневмозаряжания (скорость пневмотранспортирования, материал и конфигурация пневмотранспортирующей магистрали - зарядного шланга, насыщенность потока, его состав, влажность и так далее).

Для этой цели были спроектированы, изготовлены и использованы ряд экспериментальных установок.

В результате проведенных исследований получены соответствующие зависимости, учитывающие влияние технологических параметров пневмозаряжания на интенсивность электризации (таблица 1).

Таблица 1

Зависимости электризации от технологических параметров пневмозаряжания

При транспортировании аммиачной селитры АС по полиэтиленовому (1) и резиновому (2) шлангам при у/ = 40% - 90% через каждые 10% 1. и = -11,784 + 0,886у/ - 0,009у/2 2. и = -7,247 + ^ V

При транспортировании АС (3), гранулита АС-8 (4), игданита (5) по полиэтиленовому шлангу; 6,7,8-при транспортировании указанных ВВ по резиновому шлангу (при У= 1, 5, 10, 15, 20, 25 м/с). 3 .и = 0,86 + 0,775К - 0.014К2 4.1/ = -0,74 + 0,648К - 0.012Г2 5.1} = -0,40 + 0,208Г - 0,003^2 6. и = -0,06 + 0,187V- 0,001 IV2 7. и =-0,12+ 0,239К-0,0017К2 8. и = -0,24 +0,313К-0,003К2

При транспортировании АС (9), гранулита АС-8 (10) и игданита (11) по полиэтиленовому шлангу. Диаметр частиц изменялся в интервалах: < 0,25 мм; 0,250,5мм; 0,5-0,75 мм и т. д. до 2 мм 1 94 9. и = 0,789 + — с/ 10. и = 3,800 + 5,702 ^ 11. и = 0,752+ °'85 = Ы

При транспортировании АС (12), гранулита АС-8 (13) игданита (14) по полиэтиленовому шлангу (11=0,125; 05; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 м 0 9 12. 1/ = 2,758 + —^ Я 13. и = 3,894 +°'38 /г 14. и = 1,230 + ^ тг

При транспортировании АС по полиэтиленовому шлангу по замкнутому (15) и разомкнутому циклам (16). 1=1; 10; 20; 30; 40; 50 м 15. и = 2,21 + 0,157/ - 0,0027/2 16. и = 4,01 + 0,13/ - 0,008/2 + 0,000146/3

При пневмозаряжании гранулированных взрывчатых веществ между частицами ВВ, потоком пылевоздушной смеси ВВ и внутренней поверхностью транспортирующей магистрали имеет место сложный характер контактирования, сопровождаемый ударом, трением скольжения и трением качения. Превалирующий характер конкретного вида контактирования, оказывающий существенное влияние на интенсивность электризации, зависит как от режимов работы пневмотранспортирующих систем, так и от перегибов и радиуса закруглений шланга, его проходного сечения.

Установить влияние на степень электризации отдельного вида контактирования в практических условиях пневмозаряжания невозможно. Для этих целей была разработана установка, позволяющая исследовать различные характеры контактирования с преобладанием либо удара, либо трения скольжения, либо трения качения. В результате обработки экспериментальных данных были получены корреляционные уравнения, выражающие зависимость потенциала электризации 17 = /(/) во времени при ударе, трении и качении, графики которых имеют вид: кВ 3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 с

Рис. 3. Графики зависимостей электростатического потенциала от характера контактирования частиц: 1 — при качении; 2 — при трении; 3 - при ударе.

Из приведенных графиков следует, что наиболее интенсивно электризация протекает при ударном контактировании; наименьшая скорость нарастания потенциала электризации имеет место при качении. Следует учесть, что приведенные графики справедливы только в определенном интервале значений времени / и выражают лишь качественную оценку степени электризации от указанных факторов.

Величины удельных электрических сопротивлений р ВВ и материалов, из которых могут изготавливаться транспортирующие шланги, необходимы для оценки возможности генерирования и рассеивания электрических зарядов в процессе пневмозаряжания. По стандартной методике для этих целей использовалась трехэлектродная гальванометрическая схема. Сопротивления ВВ и шлангов зависят от относительной влажности окружающей среды. При определении удельного электрического сопротивления шлангов в условиях различной относительной влажности испытуемые образцы из полиэтилена, резины и полихлорвинила выдерживались в эксикаторе в заданных условиях в течение 48 часов в интервалах повышения влажности воздуха 10%. Время нахождения образца в эксикаторе устанавливалось, исходя из гигроскопичности данного материала. По результатам испытаний определены корреляционные уравнения изменения удельного поверхностного электрического сопротивления материалов шлангов от относительной влажности воздуха. Графики

соответствующие этим уравнениям приведены на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость удельных электрических сопротивлений шлангов от относительной влажности воздуха: 1 — полихлорвинил; 2 - резина; 3 — диэлектрический полиэтилен.

Из приведенных графиков следует, что наименьшее влияние влажность оказывает на изменение ps полихлорвинила, наибольшее-резины, что можно объяснить различной способностью этих материалов адсорбировать на своей поверхности влагу. При влажности свыше 70% резиновые шланги обладают полупроводящими свойствами, обеспечивающих рассеивание электрических зарядов. Однако в ряде случаев рассеивание электростатических зарядов в потоке транспортируемого ВВ не обеспечивают даже шланги с низким электрическим сопротивлением. В этом случае рассеивание электрических зарядов зависит от удельного электрического сопротивления ВВ, на величину которого влияет его относительная влажность результаты опытов проведенных с кристаллической и гранулированной аммиачной селитрой, гранулитами АС-4, АС-8, АС-4В, АС-8В зерногранулитом 79/21Б(В), динамоном AM-10, аммоналом показали, что при влажности свыше 1% указанные ВВ обладают сопротивлением, достаточным для стекания зарядов статического электричества при контакте потока аэровзвеси ВВ с электропроводящей поверхностью.

Замеры потенциала электризации производились электростатическими вольтметрами с зондов-

потенциалосъемников, установленных как по пути движения аэровзвеси ВВ, так и на проводящих элементах пневмосистемы. Суммарная электроемкость зонда и вольтметра измерялась мостом УМ-2. Для измерения емкости изолированных металлических элементов применялся прибор ИИЕВ-1. Сопротивление утечки между зондом и землей измерялось мегомметром МОМ-3. Контроль за плотностью потока в шланге осуществлялся посредством фотоэлектрического датчика, сконструированного для этих целей. Работа датчика основана на изменении электрического сопротивления ФСК-2 при изменении его освещенности направленным световым лучем при прохождении через датчик потока ВВ определенной концентрации. Скорость движения частиц ВВ по магистрали определялась радиометрическим методом с помощью радиоактивных изотопов.

При определении влияния на электризацию основных факторов, сопровождающих пневмозаряжание, изменялся лишь один из них, другие же оставались постоянными. В качестве транспортируемого ВВ использовалась аммиачная селитра,

гранулит ACS, игданит, т. е. материалы, обладающие различными электрическими параметрами. Применение для регистрации электростатических явлений шлейфного осциллографа Н-102 (МПО-2) дало возможность зафиксировать во времени на осциллограмме изменение потенциала электризации в зависимости от скорости и плотности потока в шланге, позволяя параллельно вести визуальное непрерывное наблюдение за исследуемым процессом. На основе проведенных экспериментов получены корреляционные зависимости изменения потенциала электризации U от относительной влажности воздуха у/, скорости транспортирования V, диаметра гранул транспортируемого ВВ d радиуса закругления (перегиба) шланга R и длины транспортирующей магистрали / (табл. 1).

3. Электризация потока аэровзвеси ВВ в пневмопроводе

Оценка уровня электризации по наведенному потенциалу дает одностороннюю характеристику параметров электростатического поля, что не позволяет получить объективную картину исследуемого явления и его опасности для пневмозаряжания. В связи с этим был разработан способ и устройство измерения электрического заряда движущихся частиц при использовании эффекта наведения тока заряженной частицей, движущейся относительно системы заземленных изолированных электродов. Математическое описание этого явления сделано Шокли и Рамо в теореме, носящей их имя. Измерение заряда сводится к измерению наведенного тока и вычислению величины электрического заряда <7 по формуле:

где /н - величина наведенного тока, А;

А — расстояние между электродами, м;

Р — абсолютное давление воздуха в дозаторе, Па;

К=29,27 — газовая постоянная при влажности воздуха 0 %;

И=29,4 - при влажности воздуха 50%;

Т— абсолютная температура воздуха, С°;

5т(гу/) - гармоническая функция.

(1)

Приведенная формула позволяет однозначно определить величину заряда, накопленного транспортируемой аэрозолью по величине тока, наведенного движущимся зарядом во внешней цепи электрода, значением давления в пневмомагистрали и температуры воздуха.

Функциональная схема такого устройства показана на рис. 5.

Рис. 5. Функциональная схема устройства для измерения электрического заряда ВВ в пневмомагистрали: 1 - магнитопровод, 2 — электрод, 3 - операционный усилитель постоянного тока, 4 — функциональный преобразователь.

Пневмомагистраль заключается в систему магнитного отклонения 1. Ток, наведенный во внешней цепи электродов 2, усиливается операционным усилителем 3. В этом же звене

ИУР

производится умножение наведенного тока на величину ^^ у ■

Извлечение квадратного корня осуществляется функциональным преобразователем 4.

Важнейшим преимуществом предлагаемого устройства является непосредственность измерения электрического заряда частиц в поток ВВ - главного параметра по влиянию на электростатическую безопасность пневмозаряжания ВВ. Величина электрического заряда является вместе с тем самой представительной характеристикой электростатического поля, так как значении его оценивает одновременно величину электрической емкости системы, накопившей заряд, и значение потенциала поля.

Описанный способ и устройство для измерения заряда транспортируемой аэровзвеси зарегистрированы Государственным комитетом по делам изобретений и открытий. Устройство было использовано в качестве инструмента исследований

электризуемости всех типов штатных гранулированных ВВ при механизированном заряжании. С помощью этого прибора выявлена картина влияния технологических параметров транспортирования на интенсивность электризации ВВ при механизированном заряжании.

Суждение о степени опасности электризации ВВ в процессе пневмотранспортирования можно сделать по двум обстоятельствам:

по значению текущего электрического заряда частиц и степени близости его к опасному значению с точки зрения возможности электрического пробоя среды в пневмомагистрали, имеющей заданную концентрацию мелкодисперсных частиц ВВ в газовой фазе;

по величине энергии, выделение которой возможно в искровом разряде, если последний произошел, и степени близости величины энергии к значению минимальной энергии воспламенения аэровзвеси ВВ или его компонентов.

Первое обстоятельство определяется критерием, выраженным уравнением

(2,

где г=0,024 м - радиус пневмотранспортирующей магистрали;

Е0 =3,610 В/м - напряженность электрического пробоя

воздуха;

еа - 0,196- Ю-9, Ф/м - абсолютная диэлектрическая проницаемость ВВ;

/=3,4 м - длина по оси заряженного цилиндра области ВВ, имеющей равный удельный объемный заряд;

и з с---число частиц в 1 м потока ВВ;

где ц - весовая концентрация ВВ в потоке воздуха; р — средняя масса одной частицы.

Показателем же опасного значения является соотношение

IV = 0,4- , Дж, (3)

где IV- текущее значение энергии электростатического поля,

1Ут1„ — значение минимальной энергии воспламенения аэровзвеси ВВ или его компонентов.

Для аналитического определения энергии электростатического поля, воздействие которой возможно на аэровзвесь ВВ, предположим, что в случае искрового разряда энергия поля взаимодействующих заряженных масс ВВ выделяется полностью. Если поле содержит (п — 1) заряженных частиц, то для внесения в него и-ой заряженной частицы необходимо затратить работу для преодоления сил взаимодействия между зарядами. Эта работа является мерой энергии, запасенной в электростатическом поле. Величина ее равна

Ж=ип_,с1п, (4)

где и„л — потенциал первых (п - I) заряженных частиц в точке пространства, куда должна быть помещена частица с дополнительным зарядом q„. Отметим, что увеличение объемной плотности заряда в объеме транспортируемого по пневмомагистрали ВВ, мо^сет произойти за счет внесения заряженных частиц через торцевую поверхность заряженной области. Учитывая это обстоятельство получаем:

Ш = = (5)

¿.у 2.

где Е — напряженность поля на торце заряженной массы ВВ, имеющей форму цилиндра с объемом.

Поле имеет объемную плотность энергии, равную

Е ■Е2

(6)

Напряженнось поля связана с объемной плотностью заряда выражением

Е = ВГ± (7)

Связь энергии электростатического поля с параметрами зарядных шлангов и электрическими характеристиками ВВ представляется в виде:

Принципиально возможно определение / и ру в любой момент времени, для всяких возможных сочетаний технологических параметров транспортирования, условий окружающей среды, типа и конфигурации магистрали. Эта возможность может быть реализована электронным вычислительным устройством для определения функции с](1) устройства для измерения интервала времени /2 - Ч между нулевыми значениями функции и операционного блока,

выполняющего функцию деления

(9)

где ^-коэффициент, определяемый геометрическими параметрами пневмомагистрали и давлением воздуха.

Однако, эксплуатация такого вычислительного устройства в подземных условиях, при которых ведутся работы по пневмозаряжанию взрывных полостей гранулированными ВВ, связана со значительными техническими трудностями.

4. Аналитическая оценка возникновения электрического разряда в потоке транспортируемой аэровзвеси ВВ

Необходимость получения аналитического выражения для напряженности поля на оси заряженного цилиндра диктуется тем, что для определения вероятности появления электрического разряда внутри пневмомагистрали практически необходимо знать вероятность ситуации Е > Е0, где Е - текущая напряженность поля;

Е о - электрическая прочность среды.

Представим упрощенно заряженную массу ВВ в виде цилиндра, диаметр которого равен внутреннему диаметру пневмопровода. Расположим цилиндр так, чтобы его ось совпадала с осью X в системе декартовых координат, рис. 6.

Распределение заряда по объему примем равномерным, с объемной плотностью заряда ру. Так как электрические заряды объема связаны, то с!Ы8 = 0. Выделим в цилиндрическом объеме элементарное заряженное кольцо с параметрами гЛхф .

Рис. 6. К определению напряженности электростатического поля.

Найдем напряженность поля от заряда (), распределенного по кольцу в точке О, лежащей на оси, проходящей через центр кольца и перпендикулярной его плоскости. Согласно, напряженность поля на оси, создаваемая зарядом, распределенным по кольцу, равна

Еос~ЕХ~

Q sin a-cosa

Апеа • г

В нашем случае г — у = xtga. Элементарный выделенный объем с/у=2л>*£сф>,

= (Ю)

но

сое2«

где х— расстояние от точки определения напряженности поля до кольца.

Рассматривая малый электрический заряд = ру-2лусЬсс1у точечным зарядом, осевую составляющую можно определить по формуле как

^ = Ру. 2* у-dxdy-sin acosa 4 ПЕау

Подставляя (3. 1) в (3. 2) и произведя преобразования получим:

pvdxdy-sinor

ut, —-,

(П)

(12)

Так как распределение заряда не зависит от координаты х, то для нахождения полного вектора Е в точке О, достаточно

проинтегрировать выражение (3) по координатам X перенеся и а, начало координат в точку О. Имеем

Е =

Ру

1+аР\ 1

| \dx-sinada . о Рг ]

1+аР\ 1

| ^¡п а ¿а -V « Рг J

С05/?, = , " ; р = 0.

= А:

еп

1=а 1

|«й:(со5/?2-собД! ; . а J

4^7

Тогда

Е =

ру I

(

(13)

-а \

В предельном случае, если точка О лежит на торцевой плоскости цилиндра, а = 0 и вектор напряженности поля для такого случая равен по модулю:

Ру1

Е = -

(14)

где /-длина области ВВ, имеющей равный удельный объемный заряд;

г-радиус пневмотранспортирующей магистрали;

еа -абсолютная диэлектрическая проницаемость ВВ;

Еа = Е-Еа

£ - относительная диэлектрическая проницаемость ВВ.

Критическим представляется случай, когда точка О лежит на торцевой поверхности цилиндра. Учитывая, что поле в рассчитываемой точке пневмомагистрали определяется двумя соосными, противоположно заряженными цилиндрическими объемами, искомая напряженность в точке О по модулю равна

1-ру1

Е =

(15)

Возможность воспламенения аэровзвеси определяется величиной удельной плотности мощности Р, выделенной в результате действия искрового разряда. Величина плотности мощности Р определяется суммарным количеством заряда (), рекомбинировавшимся через разрядный промежуток. Покажем, что величина определяет также вероятность наступления ситуации, ведущей к искровому пробою в пневмомагистрали.

При турбулизированном движении материально-воздушной смеси гранулированного ВВ в пневмомагистрали суммарный заряд определенного объема транспортируемого ВВ определяется

разностью определенного количества положительно заряженных частиц С+ и отрицательно заряженных С". Непрерывное перемещение гранул ВВ в турбулентно движущемся потоке приводит к тому, что характеристики электростатического поля усредняются как влияние разности положительно и отрицательно заряженных частиц (С+ - С"). Колебание этой разности приводит к колебанию напряженности электростатического поля и определяет мгновенное значение этой напряженности, способной достичь значений, достаточных для пробоя воздушной среды. Средние значения параметров электростатического поля не дадут информации о возможности наступления пробоя. Поэтому важно знать вероятность появления пробойных напряжений за счет случайных отклонений мгновенных значений характеристик электростатического поля заряженного объема транспортируемой аэровзвеси ВВ от их средних значений. В принятом случае полный заряд С? массы ВВ представится в виде:

Где С+ и С - концентрация положительных и отрицательных частиц с зарядом в объеме V транспортируемой массы ВВ. Следовательно, заряд <5 определяется мгновенным значением разности (С+ - С). Зная весовую концентрацию ВВ в потоке воздуха /л и среднюю массу одной частицы р, можно определить число частиц в 1 м3 потока С=ц/р. Число частиц в объеме У равно СУ

СУ=(С^+С)У. (16)

Вероятность того, что из СУ частиц С+У и С-У имеют противоположные знаки, равна вероятности повторения С+У ситуации в СУ испытаниях СУ/2 раз и находится по формуле Бернулли

СУ1 „ Асу /2) ■

(С + У)!(С-У)! Связь напряженности электростатического пневмомагистрали с характеристиками транспортируемого ВВ определена в (13) и (14)

(17)

поля в аэровзвеси

Ру

2ё(с+-с~\

(18)

(19)

Вероятность появления в какой-либо части магистрали напряженности (19) равна

Р_и (суу.

V (С+У)!(С~У)!2сг ' где и - полный объем пневмомагистрали, а У - объем области ВВ, имеющей равный удельный объемный заряд.

Из равенств (16) и (18) может быть определено количество положительно и отрицательно заряженных частиц, имеющих заряд и создающих поле суммарного заряда напряженности Е

-(20)

2д1

4а2 • "2

+ г* ;

Е- еп

2д1

(21)

' "2

+ г" У

Подставляя выражения (20) и (21) в (19), получим связь напряженности поля с вероятностью появления этой напряженности

и-{СУ)

У-2

сг

СУ ) ЕкУ у

Ч )

СУ ЕкУ

Ч )

(22)

где к =

. Преобразуя выражение (22) получим

Р =

и- (СУУ.

СУ 2

(СУ

-1

СУ(СУ_1)[1

.2 I 2_

.2сг(СУ)2 (СУ)ЕкУГСУ1 ЕкУ {

У-2

К 2 )

Ч X 2

СУ

+ 1

При этом выполняется неравенство С >

2 Ек

Учитывая

последнее неравенство, можно с точностью до малого параметра 2Ек/д записать

ЕкУ

Р =

и(СУ)\

У-2

СУ

СУ,

2 Ек Сд

(24)

Вероятность равномерного распределения частиц в объеме пневмопровода

ЕкУ

ЩСУ)1 (, 2Ек} д

V • 2

СУ

Тогда

Р = Р«

Сд

ЕкУ

2Ек Л я Сд )

(25)

(26)

Следовательно, относительная вероятность возникновения искрового пробоя в пневмомагистрали

ЕкУ

готи -

2 Ек Сд

(27)

Последнее выражение можно представить в виде суммы членов биномиального ряда:

отн

= 1-

2Е2к2 4Е2к2 V

Сд

- +

!• 2- С2д2

ЕкУ

-1

Учитывая неравенство С >

2 Ек

\ Я

получаем приближенное

выражение для относительной вероятности

Текущее значение напряженности электростатического поля заряженного объема ВВ Е < Е0, где Е0 - напряженность

при нормальных условиях:

электрического пробоя воздуха £0 =3-\06В/м.

Однако, при диспергировании в воздухе пыли эта величина может быть значительно ниже. Подставив в выражение (28) вместо Е величину Ео, получим связь относительной вероятности наступления события Е>Е0 с величинами заряда частицы ц и коэффициента к, характеризующего геометрические параметры пневмотранспортирующей магистрали и заряженной области. Так

'у

как V = лг I, то

рОТН =1--

(29)

2 д2С1

Анализ выражения (29) позволяет сделать вывод, что основными величинами, влияющими на относительную частоту наступления искрового разряда в пневмомагистрали, являются величина заряда # концентрация частиц в аэровзвеси С и величина электрической прочности среды Ео.

Р, отн 1,0

С= 106 м"3

0.9 0,8 а7 0,6 а5

0,3

г / 7

с= ■ ю'V \

с= 107м"3

- 10* м"3

Рис. 7. График зависимости относительной вероятности искрового пробоя в пневмомагистрали от величины электрического заряда частицы.

10" 10 10" 10" 10 10° 10'2Ч-К

Изменение геометрических характеристик пневмомагистрали и заряженной области не сказывается существенно на величине Роти.• Результаты определения Ротн при Е0=3,6.106 В/м\ г=0.024

м;£а=0,19б.10~9 Ф/м; /=3,4 м в функции заряда частицы и концентрации частиц в аэровзвеси приведены на рис.7. Из приведенного анализа следует, что основными мероприятиями по снижению вероятности электрического разряда в пневмомагистрали должны быть следующие:

снижение интенсивности электризации при пневмо-транспортировании ВВ;

подавление пылевыделения в транспортирующей пневмомагистрали.

Очевидно, что увеличение заряда частицы при фиксированном значении концентрации или увеличение концентрации частиц, наэлектризованных до определенной величины заряда, ведет к искровому пробою в магистрали. Так как в выражении (29) при

Нт

<7-»со

пггЕгвга

(

2 д2С1

= 0, НтРогя=1.

д-»со

С-» »

При условии равномерного распределения частиц в пневмомагистрали, это означает наступление электрического пробоя с вероятностью Р=1. Условия наиболее безопасного транспортирования имеют вид:

г \г

1--

лг2Е%£2 = 2Ч2С1

При а 0, имеем 7гг2Е$£2 = 2ц1С1. Величина электрического заряда в этом случае превышать значения

не должна

\пг2Е2£а

2 С!

(30)

Выражение (30) позволяет определить связь между величиной допустимого безопасного значения электрического заряда частиц и текущей концентрации частиц в потоке транспортируемой аэровзвеси. Найдем значение цтах в диапазоне изменения концентрации электрически заряженных частиц С=705 — 10? для граммонита 79/21Б влажностью % = 1%.

д = = 38,3.10- ^

Графики зависимости д=/(С) приведены на рис. 8.

д 10 , Кл

20 40 60 80 100

С105

Рис. 8. Номограмма для определения безопасных соотношений величин электрического заряда частицы и концентрации частиц в аэровзвеси ВВ: 1 — при Е0 105 В/м, 2-е учетом ослабления электрической прочности

среды.

Кривые рис. 8 имеют прикладное значение для определения безопасности пневмозаряжания гранулированных ВВ. Замерив значения величины электрического заряда частицы и концентрацию мелкодисперсных частиц в аэровзвеси ВВ, можно найти на координатной плоскости ц - С точку, определяемую этими значениями. Положение точки относительно кривой определяет возможность возникновения искрового пробоя в пневмотранспортирующей магистрали. При этом, если точка находится левее кривой, то искровой разряд невозможен.

Для решения задачи моделирования процесса разогрева аэровзвеси ВВ были приняты следующие допущения:

1) аэровзвесь заменяется эквивалентным цилиндром, температурное поле в котором описывается уравнением теплопроводности;

2) продольные размеры цилиндра значительно превосходят его поперечные параметры, что позволяет считать температурное поле однородным, зависящим только от координаты

3) в момент времени /=0 в эквивалентном цилиндре существуют внутренние источники тепла, распределение которых по цилиндру можно описать 5 - функцией Дирака;

4) рассматривается случай адиабатического процесса, т. е. теплообмен между цилиндром аэровзвеси и окружающей средой отсутствует;

В такой интерпретации решение вопроса разогрева аэровзвеси ВВ представляет собой функцию Грипа второй краевой задачи для уравнения теплопроводности.

д2Т | 1 дГ | ¡Урдр^-гМ-^)^ 1 дТ^ дг2 г дг Л а дт'

^\г=к=0, (32) Т |г=о= 0, (33)

дг

где Т- температура;

г - текущая координата;

г - текущее время;

Л - коэффициент теплопроводности;

а - коэффициент температуропроводности;

Т¥0 - мощность внутреннего источника тепла;

¿>о(г~го) ~ Функция Дирака, описывающая изменение <50(/-/0)-внутренних источников тепла во времени и пространстве. Вводя обобщенные координаты:

Г0 - - критерий Фурье или безразмерное время;

г=— - безразмерная пространственная координата; К

в =--безразмерная температура;

Т0

Р0 = ^^ - критерий Померанцева или безразмерная

лт0

мощность.

Имеем: ^ ++ро3о(Р- Г0)*0(г-70)= (34)

1^1-= о, (35) 01^0= 0 (36)

Решение уравнения (34) проводилось на ЭВМ, при этом использовались методы приближенного решения краевых задач дифференциальных уравнений - разностные методы.

Для дифференциального уравнения (34) разностное уравнение в общем виде

DR2 jDR 2DR IDT

= -[P0SQ{iDT-T0XiDR-R0)]. (37)

После преобразования уравнение (37) примет вид DT (, 1 (2DT

,, 1--

DRZ У 2 j _

1 + ^тК xJ = f{T,R). (38)

РТ

ЯЛЧ 2./,

где ИТ— шаг сетки по времени; ОК - шаг сетки по радиусу.

При этом j = l-i■N;

Соответственно для граничных условий (33, 34) имеем

^»М-Т^-ЛГ.*) (39)

Для решения системы линейных алгебраических уравнений (36, 37) использован метод ортогонализации при

= ——, ПТ = 0,025.

N-1

В таблице 2 сведены расчетные температуры воспламенения аэровзвесей гранулированных ВВ и их компонентов.

Таким образом, использование известных классических законов термодинамики и принятых допущений позволяет аналитически в конкретных условиях пневмотранспортирования определить:

1) средние эквивалентные коэффициенты теплопроводности двухфазных систем.

2) минимальные температуры воспламенения аэровзвесей на основе экспериментальной температуры воспламенения пыли алюминия.

3) Данные температур воспламенения аэровзвесей подчеркивают опасность эксплуатации зерногранулита и гранулитов с большим содержанием дизельного топлива и алюминия.

Таблица 2

Минимальные температуры воспламенения аэровзвесей.

Тип аэровзвеси Концентрация, кг/м3 Дисперсность, мм Уд. Вес Н/м310" 1 ЯЮ"3 Вт/м °К Температура воспламенения, °К

Алюминий 0.032 0,07 2700 0,072 923

ВВ типа А( ДТ 120 0,20 980 110 1160

ЗГ 79/21Б 120 0,20 990 37 910

Граммонал А-8 120 0,20 985 46 970

Однако минимальная температура воспламенения не является основной характеристикой воспламеняемости двухфазной системы. Гораздо более важно с практической точки зрения знание НКП, ВКП (нижнего концентрационного предела, верхнего концентрационного предела) и минимальных энергий воспламеняемости аэровзвесей гранулированных ВВ.

Для этих целей была разработана установка для определения пирофорности аэровзвесей. Принимая во внимание условия, в которых находится поток гранулированного ВВ в пнемомагистрали, а именно определенная степень турбулентности, разделение ВВ на компоненты был создан новый тип установки, основанный на получении виброкипящего слоя частиц ВВ с переменной концентрацией по слоям. Это позволило смоделировать, с определенными допущениями процессы, происходящие в пневмопроводе при транспортировании гранулированных ВВ.

Экспериментальному определению НКП и ВКП были подвергнуты гранулиты АС-4, АС-4В, АС-8В, игданит, зерногранулит 79/21Б и граммонал А-8.

ВКП аэровзвесей определяется из условия стабильности прекращения воспламенения двухфазной системы от некоторой минимальной мощности искры при известной дисперсности твердой фазы

В таблице 3 приведены результаты исследования аммиачной селитры, алюминиевой пудры и солярового масла, являющихся основными составными частями гранулитов.

Таблица 3

НКП и ВКП в кг/м3 воспламенения аэровзвесей __гранулированных ВВ___

Тип ВВ Гранулиты Игданит 5% масла ЗГ79/21Б А-8

А С-4 АС-4В А С-8 А С-8В

Влажность ВВ, % 0,20 0,14 0,20 0,10 1,4 0,30 1,3

Дисперсность ВВ, мм 0,16 0,25 0,16 0,25 0.16 0,25 0,16 0,25 0,25-0,4 0,7-0.05 0,2 0,4

НКП, кг/м3 142 139 129 134 - 14,9 58,3

Наибольшей восприимчивостью к искровому разряду отличается зерно гранулит 79/21 Б, что объясняется двумя причинами. Во-первых, это наиболее пылящее гранулированное ВВ, во-вторых - содержание тринитротолуола в составе ЗГ79/21Б снижает минимальный предел того количества теплоты, получение которого ВВ обеспечивает начало реакции горения. Более высокое значение минимальной энергии воспламенения граммонала А-8 объясняется, очевидно, меньшим содержанием тротила и меньшей склонностью разделения этого ВВ на компоненты. Омасленные гранулиты требуют для начала реакции горения значительно большего количества теплоты, так как отделенные минимально возможные фракции навески ВВ, содержащие в своем составе дизельное топливо, коагулируются в сгустки большого диаметра; алюминий обволакивается маслом, что резко снижает его способность к окислению.

В процессе пневмотранспортирования рассыпных ВВ по шлангам заряды статического электричества, будут переходить на поверхность выработки главным образом, в месте соприкосновения

потока с поверхностью скважины (поверхностью заряжаемой полости). При этом гильза капсюля и скрученные концы проводов электродетонатора и детонирующий шнур могут оказаться под напряжением. Для выяснения опасности срабатывания детонатора необходимо знать электропроводность горных масс, оказывающих непосредственное влияние на рассеивание электрических зарядов

При определении удельного сопротивления горных пород с последующим подсчетом их удельной проводимости использовался метод 4-х электродов и метод контрольного электрода.

При пневмозаряжании взрывных полостей рассыпными ВВ статическое электричество создает разность потенциалов между проводами электродетонатора и корпусом. При определенных условиях это напряжение может вызвать разрядную искру и воспламенить головку электродетонатора.

С увеличением электропроводности горных пород потенциал на корпусе детонатора будет отличаться от потенциала в условиях диэлектрических пород, за счет рассеивания электрических зарядов в проводящей среде. С другой стороны, увеличение расстояния между местом контакта струи с породой, обладающей определенной проводимостью и гильзой детонатора тоже приведет к снижению потенциала на гильзе.

Для определения характера изменения электростатического потенциала на корпусе электродетонатора в зависимости от удельной проводимости пород и расстояния между корпусом детонатора и плоскостью контактирования струи ВВ с породой, проведем следующие расчеты. В качестве исходных данных примем:

1) удельную проводимость пород, равную 10"6 См/м, что соответствует наименьшей проводимости, полученной в производственных условиях;

2) наибольший потенциал струи ВВ равный 104 В, что значительно превышает потенциал, измеренный в производственных условиях.

Электроемкость пневмосистемы Сп, определенная как емкость, приходящаяся на единицу длины бесконечного цилиндрического конденсатора для шланга с наружным диаметром 56 мм и внутренним 50 мм составляет 0,113.10"8 Ф/м

По емкости системы С„ и принятому значению потенциала струи ис=104 В линейная плотность электрического заряда

(плотность заряда, приходящаяся на 1 м пневмосистемы) определяется из выражения

т = Сп-ис, Кл/м. (40)

Подставляя в вышеприведенную формулу принятые ранее значения получаем г = 0,118- Ю-4 Кч/м. Тогда объемная плотность заряда при поперечном сечении ВВ радиусом 0,025 м составит

Ч = — = 0,565-10~гКл/м?

Если принять, что разряд потока ВВ будет передаваться не через площадь контакта струи с породой, а через полусферу радиус которой равен радиусу струи, то получим

Я = —^- = 0,003, Кл/м?

2п Яс2

Плотность тока переноса 5 составит 3 - д- Утах - 0,09,А/м2; где Утах - максимальная скорость движения аэровзвеси ВВ по шлангу принятая из условий практики, м/с

Ток переноса I за одну секунду определится 1 = 3- 2л-Д2=36-10"5, А.

Напряженность поля Е полусферы радиуса Л в породах с проводимостью у определится как отношение

Е = - = —(41) У 2я Я у

При принятом значении плотности тока переноса^=10"бсим/м и радиусе полусферы м, напряженность поля составит Е=57,5 В/м.

Напряжение между двумя точками на поверхности взрывной полости и¡.2 определится из выражения

с/,_2 = Е<т = = _L.fl. -1-1 в. (42)

Если принять потенциал 1/=0 при Л=°о, то потенциал произвольной точки, находящейся от площади контакта струи ВВ с породой определится как

Так, при расстоянии электродетонатора от места контакта, равном 2 м =2м), потенциал на корпусе электродетонатора

. ___6 См т т I

при ^ = 110 - и ис—10 киловольт составит <рд = --—, В или

<рд = 28,7 В.

2тгуИд

0,025 1

ао

Й о.б

Щ 0.5 2 с*

0,3 0,2 О.V

/?5

V -

^ /

""1--1 —^

"о.м

8 7 С

5 *

3 2 /

7 8 9 10

Относительное расстояние данной точна Р0

Рис. 9. Изменение напряжения на детонаторе в зависимости от расстояния и проводимости горных пород

Так, при расстоянии электродетонатора от места контакта, равном 2 м - 2м), потенциал на корпусе электродетонатора

, ,„_б См тт /

при у = \Ла - и ис=10 киловольт составит <рд=-, В или

м 2 пуЯд

(рд=2Ъ,1 В.

Разумеется формулы, приведенные выше имеют смысл, если Яд»Кс. Напряжение, под которым может оказаться гильза детонатора, находящегося на значительном расстоянии от контактирующей поверхности Лд » Яс, можно определить через относительные величины иои Яа, т. е. ио = 1/Шс = 1 /Л0, где и0 — относительное напряжение, представляющее отношение напряжения I/в данной точке к напряжению С/с струи ВВ;

Ro — относительное расстояние данной точки (гильзы детонатора), равное отношению ее расстояния Rd от поверхности контакта к радиусу струи Ra т.е. R0=Rdl Rc.

На рис. 9. представлены кривые относительных напряжений на поверхности взрывной полости, представляющие собой функции U0=f(R0) при различных значениях удельной проводимости пород у. Кривая 1 построена для пород, удельная проводимость которых равна 10"6 См/м и 0,5 10"5 См/м.

Из рис. 9 видно, что если при принятой наименьшей проводимости, равной 10"5 См/м и потенциале струи U=10 kB потенциал на корпусе детонатора, находящегося в зоне контакта струи с породой составляет ср?, = 10 кВ, то при у = 0,2-10~~5 См/м срд = 5 кВ.

В породах же с проводимостью 0,5.10"5 См/м потенциал на гильзе составит всего q>d = 2 кВ. С увеличением расстояния от центра контактирующей поверхности Rd до 5 см потенциал на

корпусе детонатора при у = 0,5- Ю-5 См/м снизится до 1 кВ.

Расстояние между мостиком электродетонатора и гильзой не может быть менее 2 мм. Электрическая прочность воздуха составляет 2-3 kB/мм, а окружающего первичного инициатора больше чем воздуха. Примем худший вариант, когда потенциал мостика (рм будет равен потенциалу земли. В этом случае для проскакивания искры между гильзой и мостиком корпус детонатора должен находиться под напряжение 4-6 кВ, т.е. должно соблюдаться условие

Фд ~<Рм =4-6 кВ или при (рм = 0; <рд = 4 - 6кВ.

При Uc -\0кВ и при у =0,71.10~4 См/м (рудный скарн), что соответствует наименьшей проводимости пород, где велись работы по пневмозаряжанию взрывных полостей, напряжение на корпусе детонатора <рд = 140 вольт. Эта величина приблизительно в 15 раз меньше напряжения, необходимого для срабатывания электродетонатора.

5. Оптимизация пиевмотранспортироваиия гранулированных ВВ как средство безаварийности механизированного заряжания

Большая система «механизированное заряжание взрывных полостей» имеет следующую структуру подсистем:

система пневматического заряжания ВВ (зарядные машины, пневмомагистрали, технология);

технологические режимы пневмотранспортирования в целом; параметр доминирующего влияния на электризуемость ВВ. Очевидно, что параметры технологии пневмозаряжания могут быть выбраны оптимальными, как по условию качества заряда и производительности зарядной установки, так и с учетом требований к обеспечению безопасности процесса пневмотранспортирования. Целью оптимизации будем считать отыскание технологических параметров, обеспечивающих уровень электризации ВВ с минимальной вероятностью возникновения электрического разряда в пневмомагистрали. Для решения поставленной задачи оптимизации необходимо выразить все параметры, определяющую систему в целом, а также критерии оптимизации в виде линейных или нелинейных соотношений, включающих в общем случае как равенства, так и неравенства. Основной трудностью при решении задач оптимизации является отсутствие строгих математических зависимостей между параметрами технологии пневмотранспортирования и параметрами электростатического поля, возникающего при этом.

Как было установлено в главе 2, основными технологическими параметрами, сопровождающими пневмотранспортирование и оказывающие непосредственное влияние на интенсивность электризации ВВ, являются: скорость транспортирования потока ВВ по пневмомагистрали, концентрация ВВ в потоке воздуха (плотность потока аэровзвеси), диаметр пневмотранспортирующей магистрали (проходное сечение), текущее значение относительной влажности транспортируемого ВВ.

Полученное в (29) аналитическое соотношение величин относительной вероятности искрового разряда в пневмомагистрали, электрического заряда и технологических параметров системы пневмотранспорта является основным уравнением, характеризующим математическую модель электризации ВВ в

системах пневмотранспорта. Оправданным является ожидание зависимости величин электрического заряда частицы, концентрации частиц мелкодисперсных фракций в потоке от независимых переменных процессов пневмозаряжания ВВ, возмущение которых возможно в любой момент времени /

я\ваЕ0-

Ротн^ 1--4 2 , ' (44)

¿7 с/

Условием абсолютного безопасного пневмозаряжания являлось бы равенство Ротн = 0. Это равенство практически недостижимо, так как с появлением электрического заряда всегда существует опасность случайного возникновения пробойных напряженностей. Целью оптимизации технологии пневмозаряжания будем считать достижение такого соотношения между варьируемыми независимыми переменными, при котором будет достигнута минимальная относительная вероятность возникновения искрового разряда в пневмомагистрали при соблюдении дополнительных условий:

1) недопустимость превышения энергии поля, выделение которой возможно в разряде, за надежно невоспламеняющие пределы;

2) обеспечение требуемого качества заряда взрывной полости.

Критерием оптимизации или целевой функцией будет

являться следующее соотношение:

(г

1--—±¿-->0. (45)

ц с1

Очевидно, что гарантированная электростатическая безопасность пневмотранспортирования гранулированных ВВ может быть достигнута при условии равенства нулю выражения (45).

Можно также констатировать достижимость такого соотношения ц, V, (соответственно весовая концентрация твердого, скорость истечения ВВ из шланга, влажность ВВ) при

я[еаЕ1

которых —--г—— - 1 или незначительно отличаются от

с/?2

единицы. Однако такой экстремум лишен практического смысла, так как основной задачей, решаемой механизированным заряжанием полостей, является формирование работоспособного заряда требуемой плотности при использовании оптимальной производительности зарядной машины.

Технические возможности зарядных машин определяют производительность транспортирования, обеспечивающих бесперебойную подачу ВВ в скважину. Производительность транспортирования связана с плотностью потока и скоростью транспортирования.

Практически сам факт появления электростатических зарядов в процессе пневмозаряжания и рекомбинация их в виде искрового разряда не является обстоятельством, запрещающим пневмотранспортирование ВВ вообще. Электростатические заряды не несут опасности взрыва до тех пор пока энергия, освобождающаяся при разряде в виде тепла, не превысит минимальную энергию воспламенения ВВ..

Очевидно, что это ограничение, принятое с коэффициентом запаса К=10, определится выражением:

(46)

2 £а

Учитывая сведения об объекте оптимизации получаем вид ограничения:

*(ь0+м + ь2у + ь3х). кг'3 ^ ^ (47)

Целевая функция в виде, преобразованном для использования полученной математической модели электризации ВВ при пневмотранспортировании гранулированных ВВ, представляется выражением (48)

1--яЕ1с12\е,{а0 + ахХ + аг^)]--^^

5,з- ю-7/[с0 +{0№-х)КсУ2\[Ь() + V + Ъ2У + ЪгХ}2

Минимум функции (48) при указанных ограничениях отыщем для следующих условий:

1) диаметр скважины е?с = 0,105 м;

2) диаметр пневмотранспортирующей магистрали с1 = 0,048 м;

3) электрическая прочность воздуха Е0 = 3.10 В/м;

4) расстояние до переднего фронта заряда //= 0,5м;

5) средний угол наклона скважины а =30°;

6) плотность ВВ в заряде р,=1,15 г/см3;

7) оптимальная мощность зарядно-доставочной машины СЗУ-2, Р = 6 кВт.

Влажность ВВ задается дискретно значениями ¿"=0,5; 1; 2; 4;

6%.

Для нахождения минимума (47) при ограничениях (46) можно воспользоваться методом стохастического программирования. Этот метод наиболее рационален и точен в случаях, когда заранее неизвестен вид формы поля допустимых значений и не исследована функция, являющаяся математической моделью оптимизируемого процесса. В таких случаях обычные градиентные способы можно отнести в область локального экстремума или решение будет производиться для точек варьируемого параметра, находящихся в области одной выпуклости поля допустимых значений.

6. Методы и средства борьбы с проявлениями статического электричества

1) рассеивание и стекание электрических зарядов

К мероприятиям, которые обеспечивают рассеивание и стекание электростатических зарядов с диэлектрических материалов относятся: увеличение электрической проводимости окружающей среды, снижение поверхностного или объемного сопротивления электризующихся поверхностей. В качестве средств для снижения поверхностного сопротивления применяются повышение влажности воздуха обеспечивающее образование на поверхности влажной пленки, обработки поверхностей антистатическими веществами, нанесение малоокисляемых металлических покрытий. Для снижения объемного электрического сопротивления антистатические добавки вводятся непосредственно в состав перерабатываемых веществ. Большим преимуществом методов, обеспечивающих рассеивание и стекание

электростатических зарядов является их полная взрывобезопасность

2) предотвращение электростатических разрядов

В тех случаях, когда отвод зарядов статического электричества по каким-либо причинам невозможно осуществить, целесообразно пользоваться мероприятиями, предотвращающими или уменьшающими вероятность электрических разрядов. В первую очередь это касается пожаро-и взрывоопасных производств, где такие разряды могут привести к воспламенению или взрыву окружающей среды.

Методы защиты от разрядов статического электричества основаны на том факте, что для возникновения электрического разряда необходимо, чтобы разность потенциалов между заряженными поверхностями или между заряженной поверхностью и заземленным оборудованием не превосходила уровня, определяемого электрической прочностью воздуха. К таким методам относятся увеличение электрической емкости заряженной поверхности относительно земли, создание условий, обеспечивающих выравнивание потенциала между заряженными поверхностями. В зависимости от свойств материала и конструктивных особенностей оборудования различают следующие принципы защиты:

а) обеспечение условия: время релаксации меньше или равно времени прохождения искрового разряда

г = £1£о < (49)

у Р

где е - диэлектрическая проницаемость среды;

- электрическая постоянная, равная 8,8654 10"12, Ф/м;

у - электрическая проводимость, Ом см;

Эти условия обеспечиваются заземлением оборудования (защита оборудования в зоне заряда и защита материала в зоне разряда), если удельное электрическое сопротивление материала оборудования (зона заряда) и удельное электрическое сопротивление транспортируемого материала не превышает величины 10б Ом см;

б) если это требование невыполнимо (перерабатываемый материал или материал оборудования имеет высокое удельное

электрическое сопротивление и процесс электризации протекает достаточно эффективно), заземление не может обеспечить защиту от искровых разрядов.

Выполнить первое условие (уменьшить удельное электрическое сопротивление) можно применением антистатиков типа ПАВ (поверхностно активные вещества). Если применение антистатиков по каким-либо причинам невозможно, предупредить воспламенение воздушно-взрывчатой смеси можно, обеспечив выполнение равенства

1Ув=к1¥,,р, (50)

где % - минимальная энергия воспламенения перерабатываемого материала;

к — коэффициент безопасности, равный 2,5; 1¥и,р — энергия искрового разряда с электрически заряженного материала, которая зависит от свойств материала, конструкции аппарата, технологического процесса и др.

Для предупреждения электростатических разрядов внутри шланга наиболее приемлемым и эффективным является прокладка внутри транспортирующей магистрали тонкой токопроводящей жилы, с обязательным ее заземлением, обеспечивающей выравнивание электростатического потенциала по длине пневмопровода и тем самым, исключающей условия для искрообразования.

Рассмотрим роль заземления жилы в одной, а затем в двух точках при выравнивании потенциала внутри пневмотранспортирующей магистрали. Представим магистраль и жилу в ней как цепь с распределенными параметрами: Л3 - сопротивление заземления, О - проводимость цепи по отношению к земле, /ж - ток, протекающий по жиле, /3 - ток, протекающий через заземление /ь 1г - изменяющиеся координаты точки заземления жилы, ЛПер - переходное сопротивление.

Эта схема является электрической моделью электропроводной жилы для заземления в одной точке. Она описывается следующими равнениями

. к л ' »

ахтг ах г.

(рх = А^е** + В1е~кх, <ру = А1еку + В2е Зададимся граничными условиями:

1Х=о = 1, 1у=12 ~ I' Iх=!\ = Н + 1у ~ °> 1у=О = 1х=!\ ~ /3 = <Ръ = 1ъКъ.-Рассмотрим решения уравнений в общем виде:

Л^+^е-*'1 = А2 + В2 , /3 = — (г^сМ/! + т/е-*'1).

Преобразуем уравнения (51 -54)

- т1 = А1 - Ву

- т1 = А2ек,2 - В2е~к'2 , Ауек1х - Вхе~к1х = -т1ъ + А2-В2

АхеЩ + Вхе~Щ - А2 + В2 Из уравнения (51') выразим В1 через А1

В1 = А1 + тп1 Складываем уравнения (53') и (54'), получаем: 2А1ек'1 = -тп1г + 2А2,

А2=А^+^1з Вычитаем из уравнения (53') (54').

-2В1е~к'1 =-т13-2В2

В2 = А1е-к'1+т1е-к1*-^13 Подставим выражение (56 —58) в уравнение (52)

í \

■ml = \ V" + ~h еЩ ~ + -

1 ) °

íje + míe "' —

/1+/2=/. (59)

245/i/t/ = ml(e~kl -1)- y I3chkl2,

ml{e~kl-\)-mI3chU2 , .

1 Ishkl ' v '

Подставим в уравнение (60) выражение (55)

2Axshkl = m/(<Tw -1)-mchkl2 —2A{chklx - m2chkl2x —1е~щ.

R3 R3

Умножим левую и правую части уравнения на R3 и выразим Л/ ^ mIR3(e~kl -1)- m2Ichkl2 е~к'1 , ,

1 ~~ 2(Л3 sh kl + mch kly ch kl2) ' ^ '

Для расчета уравнения (61) имеем

//=50 м, /2=150 м, 7=1 A, Rs=4 Ом, /=200 м, г=9.10-2 Ом, Дпер=5000 Ом, _ _

к= М9=и.10-з, т = jrRnep = 6,7 Ом.

]]R„ep \ 5000 М пер ,

Задаваясь различными значениями переходного сопротивления, рассчитываем ток, протекающий через заземление в зависимости от изменяющихся координат точки заземления.

3) контроль электростатической безопасности пневмозаряжания

Известно, что в условиях низкой электропроводности горных пород значительно снижается возможность стекания электростатических зарядов через сопротивление шланга на землю. Если создать искусственную коммутацию шланга с общешахтным заземлителем, как показано на рис. 49 , то ток ic в измерительном приборе будет являться функцией мощности трибогенератора.

Следовательно, мгновенное значение тока ¡с может быть использовано в качестве информации об интенсивности

электризации ВВ в пиевмомагистрали. Принимая приближенно, что вся мощность искрового разряда передается в различных формах энергии и аэровзвеси ВВ, можно сравнить текущее значение мощности трибогенератора с минимальной мощностью, необходимой для инициирования аэровзвеси ВВ.

На этой принципиальной основе разработано устройство для автоматического контроля электростатической безопасности пневмозаряжания в условиях низкой электропроводности горных пород, когда значительно снижается возможность стекания электрических зарядов на землю. Функциональная схема устройства приведена на рис. 10.

Рис. 10. Функциональная схема устройства для автоматического контроля электростатической безопасности пневмотранспортирова-ния ГВВ:7 - операционный усилитель; 2 — сопротивление обратной связи усилителя; 3 — электрод; 4 — выпрямитель; 5 — поляризованное реле; 6 — задатчик типа.

Работает устройство для автоматического контроля безопасных уровней электризации следующим образом. Электрод 3 одевается на пневмомагистраль. Ток потока электризации усиливается операционным усилителем 1. Изменяя ключом К сопротивление обратной связи усилителя 2, вводится коэффициент, учитывающий увеличение тепловой мощности импульса для инициирования вспышки увлажненного ВВ. Выходное напряжение усилителя 2 подается на компаратор, сравнивающий текущую мощность трибогенератора с предельно безопасной для каждого типа ВВ. Компаратор состоит из выпрямителя 4, поляризованного реле 5 и задатчика типа 6. При безопасном режиме транспортирования возбуждена первая обмотка реле, замкнут верхний контакт его 7 и горит зеленый светодиод 8. Если мощность генерирования электростатических зарядов в

пневмотранспортирующей магистрали выше допустимой, замыкается нижний контакт 7 и загорается красный светодиод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой изложены научно-обоснованные технические, и технологические решения по разработке научных и методологических основ повышения эффективности и безаварийности технологии добычи полезных ископаемых при пневмозаряжании скважин россыпными взрывчатыми веществами что позволяет значительно повысить технологические и экономические показатели добычи полезных ископаемых.

Основные выводы и результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Разработана многозонная многовариантная и многофакторная физическая модель технологического процесса пневмотранспорти-рования ВВ в очистные камеры и проходческие забои, шпуры и скважины, объясняющая большое разнообразие реализующих условий электризации потоков и элементов пневмотранспортной системы.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность повышения эффективности и безаварийности технологии добычи полезных ископаемых при пневмозаряжании скважин россыпными взрывчатыми вещества.

3. Разработаны средства и эффективный метод оптимизации технологии пневмозаряжания скважин в конкретных условиях рудников, обеспечивающих выбор высокопроизводительных режимов доставки ВВ и заряжания скважин и исключающих возможность возникновения не санкционированных взрывов.

4. Предложены средства и метод бесконтактного мониторинга режимов технологии заряжания скважин при подземной разработке рудных месторождений.

5. Установлено, что интенсивность электризации описывается математической моделью в виде целевой функции, минимум которой устанавливается для конкретных условий разработки месторождений.

6. Доказано, что при отбойке полезных ископаемых безаварийность пневмозаряжания взрывных полостей россыпными ВВ технологически обеспечивается при относительной влажности окружающей среды не менее 70 %.

7. Определено, что электризация частиц ВВ в пневмопроводе имеет знакопеременный характер из-за образования областей,

средний суммарный электрический заряд которых имеет противоположные знаки.

8. Установлено, что нижний концентрационный предел воспламеняемости взрывчатого вещества зависит от его дисперсности, увеличиваясь с уменьшением отношения поверхности частиц к диаметру по параболическому закону.

9. Рекомендована технология повышения безаварийности пневмозаряжания введением в шланг электропроводящей жилы, обеспечивающей выравнивание электростатического потенциала и способствующей стеканию электрических зарядов на землю.

10. Предложена математическая модель электризации, увязывающая вероятность возникновения искрового разряда с технологическими параметрами доставки взрывчатых веществ к проходческим и очистным забоям и укладке их в виде сплошных скважинных зарядов.

11. Установлена закономерность влияния относительной влажности воздуха на электрические характеристики элементов транспортирующих систем и степень безаварийности заряжания.

12. Предложена модель разогрева и воспламенения аэровзвеси взрывчатых веществ, описывающая параметры нижнего и верхнего предела воспламенения аэровзвесей и их компонентов.

13. Разработана теория защиты пневмопровода электропроводящей жилой, исключающей вероятность искрообразования при заряжании взрывных полостей в диэлектрических породах.

14. Ранжированы и регламентированы технологические параметры безаварийности пневмозаряжания.

1. Работы, опубликованные в центральной печати: изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Шелехов П. Ю. и др. Исследование статического электричества при пневмотранспорте рассыпных ВВ. Безопасность труда в промышленности, №3. Изд. Недра, 1967-с. 17-20. (статья).

2. Шелехов П. Ю. и др. Электрические явления при пневмозаряжании скважин россыпными ВВ. Горный журнал, №3. Изд. Недра, 1970-с. 62-64. (статья).

3. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю Статическая электризация взрывных полостей рассыпными ВВ. МГИ. Научные труды. Развитие технологии разработки мощных рудных месторождений. М., 1975-с. 153. (статья)

4. Электростатические явления при пневматическом транспортировании и заряжании россыпных взрывчатых веществ.-Емекеев В. И., Шелехов П. Ю.-В кн.: Механизация взрывных работ в горной промышленности,- М., Недра, 1976-с. 93-102. (статья).

5. Влияние технологических факторов пневмозаряжания на процесс электризации.- Емекеев В. И., Шелехов П. Ю.- В кн.: Механизация взрывных работ в горной промышленности.- М., Недра, 1976-с. 104-116. (статья).

6. Электризация при пневмозаряжании россыпных взрывчатых веществ в производственных условиях.- Емекеев В. И., Шелехов П. Ю.-В кн.: Механизация взрывных работ в горной промышленности.-М., Недра, 1976-с. 119-124. (статья).

7. Борьба со статическим электричеством.-Емекеев В. И., Шелехов П. Ю.-В кн.: Механизация взрывных работ в горной промышленности.- М., Недра, 1976-с. 126-128. (статья).

8. А.с. №542363 (СССР). Устройство для измерения зарядов аэрозоли. Шелехов П Ю. и др. Опубл. в Б. И., 1975.

9. Сергеев В. В., Шелехов П. Ю. Анализ вероятных областей электризации потока при пневмозаряжании шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 5. Ростов, 2006-с. 64-67. (статья).

10. Сергеев В. В., Шелехов П. Ю. Классификация процессов электризации в природе и технике. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 5. Ростов, 2006-с. 61-63. (статья).

11. Шелехов П. Ю. Аналитическая оценка возникновения электрического разряда в пневмопроводе. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 5. Ростов, 2006-с. 68-73. (статья).

12. Голик В. И., Шелехов П. Ю. Электризация в транспортируемом потоке ВВ и условия возникновения электростатических разрядов. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 6. Ростов, 2006-с. 58-61. (статья).

13. Голик В. И., Шелехов П. Ю. Исследование влияния технологических параметров пневмозаряжания россыпных ВВ на итенсивность электризации. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 6. Ростов, 2006-с. 61-64. (статья).

Других центральных изданиях

14. Шелехов П. Ю., Емекеев В. И. и др. Исследование статического электричества при пневмотранспортировке

рассыпных ВВ. научно-технический бюллетень Цветная металлургия, №10, 1966-с. 6-7. (статья).

15. Шелехов П. Ю., Емекеев В. И. Исследование статического электричества при транспортировке взрывчатых веществ по непроводящим полиэтиленовым трубам. Сб. «Статическое электричество в полимерах» Изд. «Химия», Л., 1968.(статья).

16. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. Монография. Борьба со статическим электричеством при пневмозаряжании скважин россыпными ВВ. Цветметинформация, 1970-с. 121. (монография).

17. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. и др. Сравнительная оценка электризуемое™ промышленных гранулированных ВВ. Цветная металлургия, бюл. ин-та «Цветметинформация», №11, М., 1975-е. 8-10. (статья).

18. Шелехов П. Ю. и др. Измерение параметров электростатического поля при пневмотранспортировании гранулированных ВВ. Калыма, №9, 1976-е. 27-29. (статья).

В прочих изданиях

19. Шелехов П. Ю. Новые конструкции пневматических насадок и пневмотранспортирующих шлангов для сыпучих материалов. Сб. «Вопросы точности и конструирования в машиностроении», труды СКГМИ, вып. XXIII, Орджоникидзе, 1970-е. 128-131. (статья).

20. Шелехов П. Ю. Исследование статической электризации и разработка защитных мер в пневмотранспортирующих магистралях при механизированном заряжании россыпных ВВ. Материалы НТК СКГМИ, Орджоникидзе, 1970-е. 42-43. (статья).

21. Шелехов П. Ю. Некоторые вопросы безопасности, связанные с пневмозаряжанием россыпных ВВ. Материалы научно-технической конференции СКГМИ, Орджоникидзе, 1970- с. 63-64. (статья).

22. Шелехов П. Ю. Методологические основы исследования статического электричества при пневматическом заряжании россыпных ВВ. Материалы юбилейной научно-технической конференции СКГМИ, Орджоникидзе, 1970- с. 48-60. (статья).

23. Шелехов .П. Ю. и др. Методические основы определения рациональных параметров установок для пневматического транспортирования штучных грузов и сыпучих материалов и исследование статической электризации при различных скоростях движения материалов по полимерным трубам. Труды СКГМИ,

вып.32. Вопросы точности и конструирования в машиностроении. Орджоникидзе, 1972-с. 72-74. (статья).

24. Шелехов П. Ю., Емекеев В. И. Бесконтактный метод исследования процесса электризации внутри пневмопроводов при транспортировании сыпучих ВВ. Труды СКГМИ, вып.ЗЗ, Орджоникидзе, 1973-с. 76-77. (статья).

25. Шелехов П.Ю. Влияние динамики пневмотранспортирования на электризацию рассыпных взрывчатых веществ. Тезисы докладов НТК, посвященные 60-летию СКГМИ, Владикавказ, 1991-е. 152-153. (статья).

26. Шелехов П. Ю. Исследование статической электризации при пневмотранспортировании рассыпных ВВ. Тезисы докладов на НТК, посвященные 60-летию СКГМИ. Орджоникидзе, 1991-е. 151152. (статья).

27. Шелехов П. Ю. Влияние механических характеристик на электризуемость пнемотранспортирующих систем. Труды СКГТУ, вып.6, Владикавказ, 1999-е. 175-176. (статья).

28. Шелехов П. Ю. Аналитическая оценка возможности возникновения электростатического разряда внутри пневмотранспортирующих систем. Труды СКГТУ, вып. 8, (юбилейный), Владикавказ, 2001-е. 149-151. (статья).

29. Теоретические основы электризуемое™ пневмотранспортирующих систем. Труды Северо-Кавказского технологического университета, вып. 8 (юбилейный), Владикавказ, 2001-е. 145-148. (статья).

30. Меркушев Д. В., Шелехов П. Ю. Основы возникновения взрывоопасных условий при электризации пневмотранспортирующих систем. Труды молодых ученых, вып. 4, 2004. Российская академия наук. Владикавказский научный центр

Сдано в набор 18.09.2006 г., подписано в печать 28.09.2006 г.

Гарнитура Тайме. Печать трафаретная. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,75. Тираж 100 экз. Заказ № 162.

Типография ООО НПКП «МАВР», Лицензия Серия ПД № 01107, 362040, г. Владикавказ, ул. Августовских событий, 8, тел. 44-19-31

Содержание диссертации, доктора технических наук, Шелехов, Павел Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ ПРИ ПНЕВМОЗАРЯЖАНИИ ВЗРЫВНЫХ ПОЛОСТЕЙ НА ГОРНЫХ РАБОТАХ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Классификация электростатических явлений в природе и технологических процессах.

1.2. Анализ работ по исследованию электростатических процессов при пневмозаряжании россыпными взрывчатыми веществами на горных предприятиях.

1.3. Анализ вероятных областей электризации при пневмозаряжании шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами при разработке месторождений полезных ископаемых.

1.4. Цель, задачи и методы исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА ЭЛЕКТРИЗАЦИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОЗАРЯЖАНИЯ.

2.1. Планирование и обработка результатов экспериментов.

2.2. Выбор и обоснование приборов и измерительной аппаратуры для определения уровня электризации.

2.3. Влияние на интенсивность электризации характера контактирования взаимодействующих поверхностей.

2.4. Зависимость электризации от относительной влажности окружающей среды, удельного электрического сопротивления взрывчатого вещества и транспортирующей магистрали.

2.5. Зависимость электростатического потенциала от скорости транспортирования.

2.6. Влияние на электризацию гранулометрического состава взрывчатого вещества.

2.7. Зависимость потенциала электризации от радиуса закругления и длины пневмотранспортирующей магистрали.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ ПОТОКА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ПНЕВМОПРОВОДЕ.

3.1. Анализ методов экспериментального определения уровней электризации при пневмотранспортировании гранулированных и сыпучих материалов.

3.2. Аналитическое обоснование способа и устройства для измерения электрического заряда частиц взрывчатых веществ.

3.3. Разработка бесконтактного метода исследования электризации и гипотеза о существовании в пневмомагистрали областей с суммарным электрическим зарядом разного знака.

3.4. Моделирование электризации взрывчатого вещества в транспортируемом потоке и его экспериментальная проверка.

3.5. Исследование опасности электростатических разрядов с элементов пневмотранспортирующих систем.

Выводы.

4. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПАСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ПНЕВМОПРОВОДЕ.

4.1. Определение напряженности поля на оси заряженного цилиндра.

4.2. Определение относительной вероятности искрового разряда.

4.3. Обоснование энергетических параметров электростатического поля в искровом разряде.

4.4. Физическая и математическая модели разогрева и воспламенения аэровзвесей взрывчатых веществ:.

4.5. Методика и условия проведения экспериментов по определению НКП, ВКП и минимальных энергий воспламеняемости аэровзвесей взрывчатых веществ.

4.6. Влияние электропроводности горных пород на электростатическую безопасность при пневмозаряжании.

4.7. Аналитическая оценка опасности электризации в условиях различной электропроводности горных пород.

4.8. Исследование электризации в практических условиях пневмозаряжания при разработке месторождений.

Выводы.

5.0. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗАВАРИЙНОСТИ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ЗАРЯЖАНИЯ.

5.1. Системная постановка задачи оптимизации.

5.2. Определение функции цели.

5.3. Планирование оптимального эксперимента.

5.4. Ограничения в выборе переменных параметров, определяющих экстремум целевой функции.

5.5. Решение задачи оптимизации технологии пневмозаряжания взрывных полостей.

5.6. Экспериментальная проверка работоспособности математической модели электризации при пневмозаряжании.

Выводы.

6. ТЕХНОЛОГИИ БЕЗАВАРИЙНОГО ПНЕВМОТРАНСПОРТИ-РОВАНИЯ И ЗАРЯЖАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ГОРНЫХ

ВЫРАБОТКАХ.

6.1. Отвод электростатических зарядов заземлением.

6.2. Рассеивание и стенание электрических зарядов.

6.3. Предотвращение электростатических разрядов.

6.4. Теоретическое обоснование нейтрализации электростатических зарядов в шланге посредством электропроводящей жилы.

6.5. Конструктивные факторы.

6.6. Контроль электростатической безопасности пневмозаряжания гранулированных взрывчатых веществ.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научно-методические основы создания безаварийной технологии пневмозаряжания скважин россыпными взрывчатыми веществами при добыче полезных ископаемых"

Цель работы - повышение эффективности и безаварийности технологии добычи полезных ископаемых при пневмозаряжании скважин россыпными взрывчатыми веществами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением методов принятых в механике законов сыпучих сред, термодинамики, математической теории поля, системного анализа и математической статистики, технологического экспериментирования в производственных и лабораторных условиях с использованием современных методик и измерительной аппаратуры, математического планирования экспериментов с хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных исследований.

Положения, защищаемые в диссертационной работе:

1. Эффективность разрушения скальных массивов в геотехнологи-ческих процессах разработки месторождений полезных ископаемых в отличие от других объектов использования россыпных ВВ, обеспечивается, в том числе, оптимизацией способа пневмозаряжания взрывных полостей россыпными ВВ по критерию минимум электризации при транспортировании от мест их приготовления к забоям горных выработок.

4. При подземной добыче руд в массивах с удельным электрическим о сопротивлением, превышающим величину 10° Ом м, эффективность отбойки горной массы обеспечивается выравниванием электростатического потенциала в элементах взрывной среды путем введения в пневмомагистраль электропроводящей жилы подсоединенной к индивидуальному заземлителю.

Научная новизна работы заключается в следующем:

5. В развитие известных положений разработана теория защиты пневмопровода электропроводящей жилой, исключающей вероятность искрообразования при заряжании взрывных полостей в диэлектрических породах.

Новизна научных положений подтверждается авторским свидетельством. Научное значение работы состоит в том, что впервые:

- ранжированы технологические параметры, влияющие на электри-зацию, что позволяет оптимизировать параметры безаварийности заряжания;

- регламентирован безопасный предел относительной влажности воздуха, позволяющий гарантировать рассеивание электростатических зарядов и стекание их на землю;

-предложен бесконтактный метод регистрации электростатических явлений в пневмопроводе, позволяющий реализовать функциональную схему устройства для автоматического контроля электростатической безопасности при пневмозаряжании взрывных полостей россыпными взрывчатыми веществами; -предложен метод оптимизации параметров предупреждения воспламенения аэровзвесей взрывчатых веществ при механизированном заряжании;

Практическое значение работы:

- разработана функциональная схема устройства для автоматического контроля электростатической безопасности при пневмозаряжании взрывных полостей россыпными взрывчатыми веществами, обеспечивающая безаварийность взрывных работ при разработке полезных ископаемых.

Реализация выводов и рекомендаций работы

Выводы и рекомендации диссертации использованы при разработке Временных требований к заряжающим устройствам и впервые в горной практике внедрены при ведении работ по пневмозаряжанию шпуров и скважин на Садонском СЦК, Тырныаузском ГМК, Никитовском ртутном комбинате и других предприятиях горнорудной промышленности.

Апробация работы

Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на Всесоюзном научном семинаре по механизированному применению игданита на подземных работах в ИГД им.А.А. Скочинского (Москва 1966 г.); на Всесоюзном семинаре-совещании по антистатической обработке полимеров в НИИПП (г. Ленинград, 1967 г.); на техническом совете при главном инженере Никитовского ртутного комбината (г. Горловка, 1970 г.); на технических советах при главном инженере рудника «Молибден» Тырныаузского горно-металлургического комбината (г. Тырныауз, регулярно 1968-1975 гг. по мере завершения этапов исследований); на заседаниях кафедры спецкурсов горного дела и Ученого Совета СКГМИ (г. Орджоникидзе, 1966-1975 гг.); на научно-технических конференциях СКГМИ (г. Владикавказ, 1966-2005 гг.)

Публикация

Основные положения диссертации отражены в 30 научных работах, среди которых 13 работ опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ; 5 - в других центральных изданиях, из них одна монография и одно авторское свидетельство, остальные

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографии и приложений. Содержит 254 страницы в т. ч. 50 рисунка, 44 таблицы, библиографию из 177 наименований, 10 страниц приложений.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Шелехов, Павел Юрьевич

Основные выводы и результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

7. Определено, что электризация частиц ВВ в пневмопроводе имеет знакопеременный характер из-за образования областей, средний суммарный электрический заряд которых имеет противоположные знаки.

14. Ранжированы и регламентированы технологические параметры безаварийности пневмозаряжания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Шелехов, Павел Юрьевич, Владикавказ

1. Кравченок В. С., Погорельский А.Б., Серов В. И. Воспламеняемость взрывчатых сред от электростатических разрядов. В сб.: Управление газовыделением и пылеподавлением в шахтах. М., Наука, 1972, с. 479.

2. Безопасность взрывных работ в промышленности, М., Недра, 1977, с. 344.

3. Бугайский А. Н. Исследование электростатических явлений при пнев-мозаряжании игданита: Автореф. Дис.канд. тех. наук М., ИГД им. Скочин-ского. 1968, с. 23.

4. Демидюк Г. П., Бугайский А. Н. Средства механизации и технологии взрывных работ с применением гранулированных взрывчатых веществ. М., Недра, 1975, с. 312.

5. Кулькин А. М. Инициирование электродетонаторов электростатическими зарядами при пневматическом заряжании скважин. -Горнорудная промышленность, 1963, № 25, с. 35-38.

6. Емекеев В. И., ГаничевГ. А., Головачев Н. К., Шелехов П. Ю. Борьба со статическим электричеством при пневмозаряжании скважин рассыпными ВВ. М., Цветметинформация, 1970, с. 122.

7. Леб Л. Статическая электризация. Госэнергоиздат, М.-Л., 1963, с. 408.

8. Леб Л Основные процессы электрических разрядов в газах. М., Энергия, 1964, с. 374.

9. Абрамян В. К., Крапивин П. Е. Некоторые закономерности возникновения статического электричества при пневмотранспортировке сахарной пудры Изв. АН Арм.ССР, серия техн. наук, 2.1967, с. 116-120.

10. Бородин Н. И. Сезонные изменения удельного сопротивления пород в подземных выработках шахт и рудников, пройденных в вечномерзлых поро-дах.Изв. вузов, Горный журнал, №12, 1963, с. 155-160.

11. Дроздов Н. Г. Статическое электричество в промышленности. М., Госэнергоиздат, 1949, с. 175.

12. Зельдович Я. Б., Компанеец А. С. Теория детонации. Гостехиздат, М„ 1955, с. 364.

13. Недин В. В.,Нейков О. Д., Алексеев А. Г., Кривцов В. А. Взрыво-опасность металлических порошков. «Наукова думка», Киев, 1971, с. 91.

14. Светлов Б. Я., Яременко Н. Е. Теория и свойства промыщленных ВВ, Недра, М., 1973.

15. Шидловский А. А. Основы пиротехники, Машиностроение, М., 1964.

16. Дубнов Л. В., Бахаревич Н.С., Романов А. И. Промышленные взрывчатые вещества, М., Недра, 1973, с. 320.

17. Бронников Д. М., Хореев В. А. Взрывчатые вещества, средства взрывания и механизмы для заряжания шпуров и скважин, применяемые при подземной разработке рудных месторождений. М., Цветметинформация, 1968,с. 418.

18. Росси Б. Д., Поздняков З.Г. Промышленные ВВ и средства взрывания. М., 1971, с. 176.

19. Поздняков 3. Г., Кутузов Д. С. Водонаполненные взрывчатые вещества, их свойства и опыт применения. М., Цветметинформация, 1969, с. 73.

20. Смирнов В. П., Клевцов И. В., Курмакаев Р.Х. Опыт использования взрывчатых веществ на отечественных и зарубежных карьерах. М.,Цветметинформация, 1973, с. 55.

21. Староба И., Шиморда И. Статическое электричество в промышленности. М., Госэнергоиздат, 1960, с. 211.

22. Теоретические основы разработки водосодержащих ВВ и опыт механизированного применения их в народном хозяйстве. Материалы Всесоюзного совещания по буровзрывным работам. "М., ИФЗ АН СССР, 1974.

23. Теория и опыт механизированного применения простейших взрывчатых веществ. Материалы Всесоюзного совещания по буровзрывным работам. М., 1972.

24. Говорков В. А. Электростатические и магнитные поля. Госэнергоиз-дат, 1960, с. 367.

25. Веревкин В. Н., Попов Б.Г., Ройзен И.С. Электризация пластмасс в системах пневмотранспорта. Пластические массы, №2,1966, с. 9-12.

26. Веревкин В. Н., Горшков В. И, Фетисов П. А. Искровые разряды на поверхности диэлектрических пневмотранспортных труб. Электричество, №4, 1967, с. 61-67.

27. Емекеев В. И., Шелехов П.Ю. и др. Исследование статического электричества при пневмотранспортировании рассыпных ВВ. Безопасность труда в промышленности, №3,1967, с. 17-20.

28. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. Электростатические явления при пневмозаряжании скважин. Научно-технический бюллетень Цветная металлургия, №6,1969, с. 16-18.

29. Залесский П. С. Электризация пневмопроводов заряжающих устройств. Горный журнал, №3,1969, с. 36-38.

30. Залесский П. С. Электрические явления при механизизации заряжания шпуров и скважин. ИГД им. Скочинского, М., 1967, с. 92.

31. Лившиц М. Н., Моисеев В. М. Электрические явления в аэрозолях и их применение. Энергия, 1965, с. 373.

32. Миролюбов Н. Н., Костенко М. В. и др. Методы расчета электростатических полей. «Высшая школа», М., 1963, с. 415.

33. Мордэккей Езекиэл и Карл Фокс. Методы анализа корреляций и регрессий. «Статистика», М., 1966, с. 586.

34. Длин А. М. Математическая статистика в технике. Советская наука, 1959, с. 647.

35. Сканави Г. И. Физика диэлектриков. Физматгиз, 1958, с. 907.

36. Сажин В. И. Электропроводность полимеров. Химия, 1965, с. 231.

37. Смирнов Н. В., Дунин-Барковский И. В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. Физматгиз, 1959, с. 642.

38. Успенский В. А. Пневматический транспорт. Машиностроение, 1952, с. 231.

39. Тарасов Л. Ф., Добаев В. X. О преждевременном взрыве в результате воздействия грозового электричества. Горный журнал, №7,1963, с. 77-78.

40. Файзуллин А. М. Механизация взрывных работ при использовании простейших и водонаполненных взрывчатых смесей. Горный журнал, №2, 1968, с. 71-75.

41. Щиголев В. М. Математическая обработка наблюдений. Физматгиз, 1960, с. 418.

42. Бугайский А. Н. Техника безопасности ведения взрывных работ. М., Недра, 1977.

43. Емекеев В. И., Черник Г. В., Шелехов П. Ю., Америков Б. С. Исследование статического электричества при пневмотранспортировке рассыпных ВВ. Научно-технический бюллетень Цветная металлургия, №10,1966, с. 6-7.

44. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. и др. Исследование статического электричества при транспортировке рассыпных взрывчатых веществ по непроводящим полиэтиленовым трубам. Сб. «Статическое электричество в полимерах». Изд. Химия, Л., 1968, с. 284.

45. Емекеев В. И., Сергеев В. В., Клюев А. Г. Совершенствование средств механизации заряжания шпуров и скважин взрывчатыми веществами. Бюл. Цветная металлургия, №2,1982, с. 12-14.

46. Абрамов В. Ф. Гальперин В. Г. Механизация заряжания скважин на подземных рудниках. М., ЦНИИЭИ ЦМ, 1970, с.283.

47. Сергеев В. В. Классификация конструкций зарядчиков, применяемых на производстве. Бюл. Цветная металлургия, №24, 1979, с. 15-18.

48. Сергеев В.В. Анализ существующих способов и средств борьбы с пылью и статическим электричеством. Бюл. Цветная металлургия, №4,1980, с. 10-14.

49. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. Исследования статической электризации и разработка защитных мер в пневмотранспортирующих магистралях при механизированном заряжании рассыпных ВВ. Материалы НТК СКГМИ, Орджоникидзе, 1970, с. 42-43.

50. Андреев К. К., Беляев А. Ф. Теория взрывчатых веществ. М., 1973.

51. Андреев К. К. Термодинамическое разложение и горение взрывчатых веществ. Наука, М., 1966, с. 411.

52. Беляев А. Ф., Короткое А. Н. Физика горения и взрыва, №3, 1968, с. 380-384.

53. Баум Ф. А. и др. Физика взрыва. Физматгиз, М., 1959.

54. Гуревич М. А., Степанов А. М. Физика горения и взрыва, 2, 3, 1968, с. 733-735.

55. Дроздов Н. Г. и др. Статическое электричество в химической промышленности. Химия, 1971, с. 203.

56. Емекеев В. И. Механизация взрывных работ в горной промышленности. «Недра», М., 1976. с. 182.

57. Данилиди Г. И. Исследования и оптимизация пневмозаряжания гранулированных ВВ с целью снижения интенсивности электризации. Автореферат дис.канд. техн. наук. М., 1979, с. 23.

58. Шелехов П. Ю., Емекеев В.И. Влияние технологических факторов пневмозаряжания на процесс электризации, гл.4-7, Механизация взрывных работ в горнорудной промышленности. Недра, М., 1976, с. 93-129.

59. Шелехов П. Ю. Исследование статической электризации при пнев-мозаряжании взрывных полостей рассыпными ВВ. Автореф. дис. канд. техн. наук, Орджоникидзе 1970, с. 21.

60. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. Электрические явления при пневмо-заряжании игданита. Тезисы докладов на научном семинаре. М., ИГД им. А. А. Скочинского, 1967, с. 92.

61. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. и др. Новые конструкции пневматических насадок и пневмотранспортирующих шлангов для сыпучих материалов. Сб. «Вопросы точности и конструирования в машиностроении», Труды СКГМИ, вып. 23, Орджоникидзе, 1968, с. 128-131.

62. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю. и др. Некоторые вопросы безопасности, связанные с пневмозаряжанием рассыпных ВВ. Материалы НТК СКГМИ, Орджоникидзе, 1970, с. 63-64.

63. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю., Ганичев Г. А., Абрамов В. Ф. Электрические явления при пневмозаряжании скважин рассыпными ВВ. Горный журнал №3, Недра, 1970, с. 62-64.

64. Шелехов П. Ю. Оценка опасности электростатических разрядов в пневмозаряжающих системах. Труды института Кавказгипроцветмет, вып. 1. Изд. «Ир», Орджоникидзе, 1970, с. 51-53.

65. Шелехов П. Ю. Методологические основы исследования статического электричества при пневматическом заряжании рассыпных ВВ. Материалы юбилейной научно-технческой конференции СКГМИ, Орджоникидзе, 1970,с. 48-50.

66. Шелехов П. Ю., Емекеев В. И. и др. Монография. Борьба со статическим электричеством при пневмозаряжании скважин рассыпными ВВ. Цвет-метинформация, 1970, с. 121.

67. Поздняков 3. Г. Развитие и совершенствование гранулированных ВВ в СССР и за рубежом. Недра, М., 1971, с. 34.

68. Пекониди В. Г. и др. Измерение заряда аэрозоли при пневмотранспо-тировании. Сб. Электробезопасность на горнорудных предприятиях черной металлургии СССР, тезисы докладов 1 Всесоюзной научно-технической конференции, Днепропетровск, 1975, с. 57-59.

69. В. И. Емекеев, Г. И. Данилиди. Статическая эектризация при пневматическом транспортировании и заряжании промышленных гранулированных взрывчатых веществ. Орджоникидзе, 1981, с. 69.

70. Пекониди В. Г. и др. Определение минимальной энергии воспламенения аэровзвесей некоторых гранулированных ВВ. Цветная металлургия №13, .научно-технический бюллетень. М., 1975, с. 53-55.

71. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. М., 1971, с. 241.

72. Друкованный М. Ф. и др. Гранулированные и водосодержащие ВВ. Сб. Взрывное дело, 74/31.

73. Дядечкин Н. И. Об эффективности увлажнения гранулированных ВВ.Сб. Взрывное дело, 74/31.

74. Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Наука, М., 1966, с. 686.

75. Измайлов Г. А. Применение радиоактивных изотопов и ядерных излучений в промышленности. ЦИТЭИ, №14, М., 1961, с. 121.

76. Именитов И. М., Чубарин Е. В., Шварц Я.М. Электричество облаков. Гидрометиздат, Л., 1971, с. 387.

77. Казелик П. И., Казанжи К. К. Статическое электричество. Знание, М., 1965. с. 112.

78. Мик Д. и Крэгс Д. Электрический пробой в газах. М., 1960, с. 179.

79. Мачек. А., Фридман Р., Сымил Д. Гетерогенное горение. Мир, М., 1967, с. 96.

80. Мельников Н. В., Марченко Л. Н. Энергия взрыва и конструкция заряда. Наука, М., 1963, с. 138.

81. Недин В. В. Современные методы исследования рудничной пыли и эффективности противопылевой вентиляции. Недра, М., 1967, с. 64.

82. Исследования пыления и электризуемости промышленных ГВВ при пневматическом транспортировании и заряжании. Отчет по НИР, Фонды СКГМИ, Орджоникидзе, 1975, с. 52.

83. Адрианов Н. Ф. Исследование безопасности и технико-экономической эффективности применения простейших ВВ в подземных рудниках. Горное дело, 1964, ВИНИТИ, М., 1966. Итоги науки и техники, АН СССР, с. 571-581 и с. 811-814.

84. Бургсдорф В. В. Расчет заземления в неоднородных грунтах. Электричество, №1, М., 1954, с. 12-14.

85. Временные требования безопасности к заряжающим устройствам. ИГД им. Скочинского, М., 1968, с. 32.

86. Андреичев А. Н., Кушнарев Д. М. Опростейших взрывчатых веществах. Безопасность труда в промышленности, №8, Недра, 1964, с. 4-6.

87. Правила защиты от статического электричества в производствах химической промышленности. Госхимиздат, М., 1963, с. 148.

88. Результаты промышленных испытаний новых взрывчатых веществ. Инф. выпуск № В 171, М., 1966 МВК по взрывному делу.

89. Пылаев А. М. Руководство по интерпретации кривых вертикальных электрических зондирований. М., 1980, с. 312.

90. Денисов Б. А., Туровский В. Г., Широков В. А. Заряжание восходящих скважин установкой УЗС 1500, Цветная металлургия, №6, М., 1969, с. 15-16.

91. Дроздов Н. Г., Никулин Н.В. Электроматериаловедение. Высшая школа, М., 1968, с. 247.

92. Ассонов В. А., Дубнов Л. В. Современные промышленные взрывчатые вещества. Горный журнал, №11, М., 1959, с. 49-51.

93. Байда Л. И., Добротворскй Н. С. И др. Электрические измерения, Госэнергоиздат, М-Л, 1968, с. 302.

94. Демидович Б. П., Марон И. А., Шувалова Э. 3. Численные методы анализа, Физматгиз, М., 1963, с. 294.

95. Венецкий И. Г., Кильдишев Г. С. Пособие по математической статистике. Госстатиздат, М, 1956, с. 212.

96. Кузнецов В. В. Защитные заземления в апатитовых рудниках. Безопасность труда в промышленности, №5, М., 1964, с. 24-26.

97. Итоги промышленных испытаний динамонов и акватола. Информ. материалы Междуведомственной комиссии по взрывному делу, М., 1965.

98. Кричецкий Е. С., Гершкович Е. А. О некоторых методах измерения влажности твердых и сыпучих материалов. Измерительная техника, №4, 1965, с. 32-33.

99. Клингер К. Синтетические материалы в горном деле и вопросы безопасности их применения. Глюкауф, №18, 1962, с. 31-33.

100. Коткас Э. М., Миниович В. Д. Новое оборудованиедля складов ам-миачнойселитры.Горный журнал, №2, М., 1968, с. 52-54.

101. Микоян С. В., Пуртова М. И., Карпачева А. Н. О технико-экономической эффективности использования радиоизотопных нейтрализаторов статического электричества. Изотопы в СССР, №1,1966, с. 18-21.

102. Статическое электричество в полимерах. Изд-во Химия, 1968 (Сборник докладов семинара), с. 231.

103. Статическое электричество при переработке химических волокон, под ред. Генца И. П. Изд. «Легкая индустрия», 1966, с. 252.

104. Чаковский А. 3. К проблеме управления концентрацией энергии взрыва различных ВВ в горном деле. Экспресс-информация, №32,1969,с. 17-19.

105. Чехословацкий стандарт защиты от опасного действия статического электричества, 1963.

106. Шихов В. Н. Борьба со статическим электричеством при шпредин-говании тканей. Изд. Химия, 1967, с. 183.

107. Чернов К. С., Залесский П. С. Временные требования безопасности к заряжающим устройствам. М, ИГД им. А. А. Скочинского, 1968, с. 32.

108. Розенталь О, Шихов В. О методике оценки опасности электростатического разряда в аэродисперсных средах. Горный журнал, №10, 1971, с. 4446.

109. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю., Пекониди В. Г. и др. Сравнительная оценка электризуемости промышленных гранулированных ВВ. Цветная металлургия, бюл. ин-та Цветметинформация, №11, М., 1975, с. 8-10.

110. Емекеев В. И., Данилиди Г. И., Пекониди В. Г. Определение минимальной энергии воспламенения аэровзвесей некоторых гранулированных ВВ и их компонентов. Цветная металлургия, бюл. ин-та Цветметинформация, №13, М., 1975, с. 53-55.

111. Сергеев В. В. Совершенствование средств и способов пневмозаря-жания гранулированных ВВ. Автореф. дис. канд. техн. наук. Орджоникидзе, СКГМИ 1983, с. 25.

112. ИЗ. Миндели Э. О., Салганик В. А. и др. Методы и средства взрывной отбойки. Недра, М., 1977, с. 312.

113. A.c. №542363 (СССР). Устройство для измерения зарядов аэрозоли. Шелехов П Ю. и др. Опубл. в Б. И., 1975.

114. Захарченко В. В., Крячко Н. И. Электризация жидкостей и ее предотвращение. Химия, М., 1975, с. 172.

115. Рекомендации научно-технического семинара по предупреждению опасности статической электризации аэрозолей взрывчатых веществ при их пневмотранспорте и заряжании. МВКВД. ИГД им. А. А. Скочинского, М., 1976, с. 16 и с. 55.

116. Дзядзио А. М., Кеммер А. С. Пневматический транспорт на зерно-перерабатывающих предприятиях. Колос. М., 1967, с.84.

117. Герц Е. В., Крейнин Г. В. Расчет пневмопроводов: Справочное пособие. Машиностроение, М., 1975, с. 169.

118. Сенцов П. И. Методы расчета пневмотранспорта гранулированных ВВ при заряжании шпуров и скважин. ВостНИГРИ, Новокузнецк, 1982, с. 184.

119. Шевякин В. Н. Разработка методов и средств повышения эффективности аэросмесевых пневмотранспортных комплексов железорудных горных предприятий. Автореф. дис.докт. техн. наук. ИГТМ АН УССР, Днепропетровск, 1994, с. 312.

120. Емекеев В. И., Сергеев В. В., Беляев В. Г. Основные технические требования к увлажняющим устройствам и камерным зарядчикам Раб .деп. ЦНИИЭИ ЦМ 22.09.86,. 1468-86 Деп.-12с.

121. Емекеев В. И., Сергеев В. В. Увлажняющие устройства и камерные зарядчики. Безопасность труда в промышленности, №11, М., 1988, с. 59-61.

122. Ашмарин И. П., Васильев Н. Н. и др. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. Изд. Ленинград, ун-та, JL, 1974, с. 78.

123. Емекеев В. И. и др. Механизация и автоматизация взрывных работ. Терек, Орджоникидзе, 1989, с.203.

124. A.c. 1739177 (СССР). Пневматический зарядчик для непатрониро-ванных взрывчатых веществ. Сергеев В. В. и др. 1992.

125. Единые правила безопасности при взрывных работах. Недра, 1976.

126. Розенталь О., Шихов В. К оценке опасности электростатического разряда в аэродисперсных средах. Горный журнал, №8, Свердловск, 1972,с. 63-69.

127. Мюллер-Хиллебранд. Статическое электричество и опасность взрыва. Изд-во ВИНИТИ, 1960, с. 184.

128. Мюллер- Хиллебрант. Статическое электричество и взрывы. Изд-во ВИНИТИ, 1962, с.231.

129. Веревкин В. Н., Яйлиян Р. А., Попов Б. Г. К вопросу об электризации пневмотранспортного потока и диэлектрического трубопровода с гомогенными поверхностными свойствами. ИФК, 1976, т. 30, №2, с. 97.

130. Миролюбов Н. Н., Костенко М. В. и др. Методы расчета электростатических полей. М., Высшая школа, 1963, с. 267.

131. Макол Г. Справочник по системотехнике. М., Советское радио, 1970, с. 295.

132. А. с. № 454488 (СССР). Способ измерения величины и определения знака заряда частиц /Шмигель В. Н., Лавров И. М. Опубл. в Б. И.

133. А. с. № 334651 (СССР). Устройство для определения поверхностной плотности электрических зарядов на диэлектрических материалах /Попов Б. Г. и др. Опубл. в Б. И.

134. А. с. №304511 (СССР). Устройство для измерения электрического заряда диэлектрических твердых частиц /Рябышев Ю. М. Опубл. в Б. И.

135. Инструкция о порядке хранения, использования и учета взрывчатых материалов. Утверждена Госгортехнадзором СССР и МВД СССР приказом от 24.09.1984 № 125/203.Сопровод. письмо МЦМ СССР от 28.11.84 № 51-3-1. М., 1Госгортехнадзор СССР, ПМП ГВЦцветмет, 1984.

136. Оборудование и средства для комплексной механизации процессов взрывных работ на подземных рудниках. /Д. В. Ерофеев, А. М. Бейсебаев и др. Экспресс-информация, серия 52.01.85, вып. 89. Алма-Ата, КазНМИНТИ, 1983.

137. Требования к устройству подземных пунктов для хранения, осмотра, ремонта и испытаний зарядной техники. Сопровод.письмо МЦМ СССР от 04.12.1984. № КА-18724/40. М., ПМПГВЦцветмет, 1984.

138. Типовые схемы комплексной механизации взрывных работ для подземных рудников.424А-ТВР, Алма-Ата, 1983, с. 49.

139. Позняков 3. Г., Росси Б. Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. М., Недра, 1977, с. 166.

140. Горский В. Г., Адлер Ю. П. Планирование промышленных экспериментов (модели статики). Металлургия, М., 1974, с. 123.

141. Меркушев Д. В., Шелехов П. Ю. Основы возникновения взрывоопасных условий при электризации пневмотранспортирующих систем. Труды молодых ученых, вып. 4, 2004. Российская академия наук. Владикавказский научный центр РАН, с. 47.

142. Петров Ю. С. Совершенствование и повышение безопасности технологии подземных горных работ на базе развития теории и практики электровзрывания. Автореф. дис.докт. техн. наук. Владикавказ, 2000, с. 48.

143. Патент № 2073190 (СССР) Устройство электрического взрывания. Петров Ю. С., Масков С. П. БИ №4,1997.

144. Гаврильченко Л. И., Кашуба О. И. и др. Перспективные технические требования к системам электровзрывания. Госгортехнадзор СССР, Ин-форм. бюллетень № 11/930-89, М., 1989.

145. Труды СКГМИ, вып.32. Вопросы точности и конструирования в машиностроении. Орджоникидзе, 1972, с. 72-74.

146. Шелехов П. Ю., Емекеев В. И. Бесконтактный метод исследования процесса электризации внутри пневмопроводов при транспортировании сыпучих ВВ. Труды СКГМИ, вып.ЗЗ, Орджоникидзе, 1973, с. 76-77.

147. Емекеев В. И., Шелехов П. Ю Статическая электризация взрывных полостей рассыпными ВВ. МГИ. Научные труды. Развитие технологии разработки мощных рудных месторождений. М., 1975, (1980), под. ред. Именитова И. М.,с. 153.

148. Шелехов П. Ю. и др. Измерение параметров электростатического поля при пневмотранспортировании гранулированных ВВ. Калыма, №9, 1976, с. 27-29.

149. Шелехов П.Ю. Влияние динамики пневмотранспортирования на эле-ктризацию рассыпных взрывчатых веществ. Тезисы докладов НТК, посвященные 60-летию СКГМИ, Владикавказ, 1991, с. 152-153.

150. Шелехов П. Ю. Исследование статической электризации при пневмотранспортировании рассыпных ВВ. Тезисы докладов на НТК, посвященные 60-летию СКГМИ, Орджоникидзе, 1991, с.151-152.

151. Шелехов П. Электризация пневмотранспортирующих систем. Тезисы докладов на НТК СКГМИ, посвященные 50-летию Победы. Владикавказ, 1995,с. 97-99.

152. Шелехов П. Ю. Теоретические основы электризуемости пневмот-ран- спортирующих систем. Труды СКГТУ, вып. 8, (юбилейный), Владикавказ, 2001, с. 145-148.

153. Шелехов П. Ю. Аналитическая оценка возможности возникновения электростатического разряда внутри пневмотранспортирующих систем. Труды СКГТУ, вып. 8, (юбилейный), Владикавказ, 2001, с. 149-151.

154. Шелехов П. Ю. Влияние механических характеристик на электри-зуе-мость пнемотранспортирующих систем. Труды СКГТУ, вып.6, Владикавказ, 1999, с. 175-176.

155. Т. Хорват, И Берта. Нейтрализация статического электричества. Энергоатомиздат, М., 1987, с. 103.

156. Граевский M. М., Ермошин В. Ф., Залесский П.С. и др. Защита зарядов взрывчатых веществ от преждевременных взрывов блуждающими токами. М., Недра. 1987, с. 97.

157. Справочник геофизика. М., Недра, 1990, с. 497.

158. Минеев А. Н., Журавлев В. С., Гефтер П. JI. Расчет электростатической безопасности человека при контактном и индуктивном заряжании. В сб.: Проблемы охраны труда. Казань, 1974, с. 147-149.

159. Садовский Г. И. и др. Взрывные приборы и машинки для электровзрывания. М., Недра, 1975, с. 97.

160. Захарченко В. В., Крячко Н. И., Мажара Е. Ф. Электризация жидкостей и ее предотвращение. М., Химия, 1975, с. 153.

161. Граевский М.М., Хаслер В. Г. Современные зарубежные электродетонаторы. Безопасность труда в промышленности, 1979, № 9, с. 40-51

162. Бараш М. И, Лазовер И. С. Случаи воспламенения электродетонаторов под воздействием атмосферного электричества. Безопасность труда в промышленности, №2,1971, с. 16-19.

163. Щуцкий В. И., Петров Ю. С., Коротков И. М. Обоснование допустимых норм на сопротивление изоляции электровзрывных цепей при последовательном соединении электродетонаторов. Горный журнал, №5, 1977, с. 6063.

164. Справочник геофизика. Электроразведка, кн. 2. Недра, 1989, с. 440.

165. Сергеев В. В. Анализ существующих способов и средств борьбы с пылью и статическим электричеством. Бюл. Цветная металлургия, 1980, №4,с. 10-13.

166. Емекеев В. И., Сергеев В. В. Внедрение увлажняющих устройств и смачивающих жидкостей при пневматическом заряжании гранулированных ВВ. Бюл. Цветная металлургия, 1984, №3, с. 19-21.

167. Бараш М. И., Лазовер И. С. Случаи воспламенения электродетонаторов под воздействием атмосферного электричества. Безопасность труда в промышлености, 1971, №2, с. 16-19.

168. Озерной М. И., Петров Ю. С. Применение электродетонаторов пониженной чувствительности для защиты электровзрывных цепей от опасного воздействия блуждающих токов.- В сб.: Взрывное дело, 72/29, М., 1973,с. 92-96.

169. Залесский П. С. Опасность преждевременного срабатывания средств взрывания от электростатических зарядов при механизированном заряжании ВВ. Горный журнал, 1970, №7, с. 55-56.

170. Сергеев В. В., Шелехов П. Ю. Анализ вероятных областей электризации потока при пневмозаряжании шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 5. Ростов, 2006-с. 64-67. (статья).

171. Сергеев В. В., Шелехов П. Ю. Классификация процессов электризации в природе и технике. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 5. Ростов, 2006-с. 61-63. (статья).

172. Шелехов П. Ю. Аналитическая оценка возникновения электрического разряда в пневмопроводе. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 5. Ростов, 2006-с. 68-73. (статья).

173. Голик В. И., Шелехов П. Ю. Электризация в транспортируемом потоке ВВ и условия возникновения электростатических разрядов. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 6. Ростов, 2006-с. 58-61. (статья).

174. Голик В. И., Шелехов П. Ю. Исследование влияния технологических параметров пневмозаряжания россыпных ВВ на итенсивность электризации. Изв. ВУЗ СК, технические науки. Приложение 6. Ростов, 2006-с. 61-64. (статья).

Информация о работе

Шелехов, Павел Юрьевич
доктора технических наук
Владикавказ, 2006
ВАК 25.00.22

Диссертация

Научно-методические основы создания безаварийной технологии пневмозаряжания скважин россыпными взрывчатыми веществами при добыче полезных ископаемых - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы