Исследование безаварийности пневмозаряжания скважин гранулированными взрывчатыми веществами (вв) при разработке полезных ископаемых

Шелехов П.Ю.; Трощенко О.А.; Сергеева Н.В.

УДК 622. 235. 32:658.011. 54

П.Ю. Шелехов, О.А. Троценко, Н.В. Сергеева

ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗАВАРИЙНОСТИ ПНЕВМОЗАРЯЖАНИЯ СКВАЖИН ГРАНУЛИРОВАННЫМИ ВЗРЫВЧАТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ (ВВ) ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Известно, что пневматическому транспортированию рассыпных ВВ и пневматическому заряжанию скважин сопутствуют процессы электризации транспортируемого материала и различных элементов пневмотранспортирующих систем. Параметры электростатических полей при пневмотранспортировании гранулированных ВВ могут достигать значений, достаточных для возникновения искрового разряда внутри транспортирующей магистрали, что в свою очередь, может вызвать взрыв аэровоздушной смеси ВВ.

На основании теоретических и экспериментальных исследований авторами установлена относительная вероятность возникновения искрового пробоя Ротн в пнемомагистрали, определяемая формулой [1]

P = 1 —

nr2 El el

2 q2Cl

1 - ,

V 4a2+r2;

где г - внутренний радиус пнев-мотранспортирующей магистрали, м; Е0 - напряжённость электрического пробоя воздуха при нормальных условиях (электрическая прочность среды); еа - абсолютная диэлектрическая проницаемость транспортируемого

ВВ; q - величина электрического заряда, К; С - число электрически за-

1 3

ряженных частиц в 1 м потока; I - длина области ВВ, имеющей равный удельный объёмный электрический заряд, м.

Анализ этого выражения позволяет сделать вывод, что основными величинами, влияющими на относительную частоту наступления искрового разряда в пневмомагистрали, являются величина электрического заряда q, концентрация частиц в аэровзвеси С и величина электрической прочности Е0. Изменение геометрических характеристик пнев-момагистрали и заряженной области не сказывается существенно на величине Рот,- Результаты определения относительной вероятности искрового пробоя РоТН при

Е0 = 3,6-106 В/м; г = 0,024 м; е0 = 0,196-10-9 Ф/м; I = 3,4м '

в функции электрического заряда частицы и концентрации частиц в аэровзвеси приведены на рис. 1.

Из приведенного анализа следует, что основными мероприятиями по снижению вероятности электрического разряда в пневмомагистрали должны быть следующие:

Рис. 1. График зависимости относительной вероятности искрового пробоя в пневмомагистрали от величины электрического заряда частицы

Иш-

пг2 Е V

(

■ = 0

1 2д 2С1

1 -

Л

а + г )

1. Снижение интенсивности электризации при пневмотранспор-тировании ВВ.

2. 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 [2]. Так как в выражении при

V

Иш РОТН = 1

С

то при условии равномерного распределения частиц в пневмомагистра-ли, это означает наступление электрического пробоя с вероятностью Р=1. Условия наиболее безопасного транспортирования имеют вид

( \2

пг2Е02 V = 2 д2С1

1 -

Л

а2 + г2 )

При а ^ 0, имеем пг2Е02 V = 2д2С1

Величина электрического заряда в этом случае не должна превышать значения

д =

пг Е0 5а

2 С1

С-10-5 100 80 60 40 2 20 1,5 2 3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0

Выражение позволяет определить связь между величиной допустимого безопасного значения электрического заряда частиц и текущей концентрации частиц в потоке транспортируемой аэровзвеси. Найдем значение дтах в диапазоне изменения концентрации электрически заряженных час-

Рис. 2. Номограмма для определения безопасных соотношений величин электрического заряда частицы и концентрации частиц в аэровзвеси ВВ:

1 - при Е0 = 3 -105 —; 2 - с учётом ослаб-

м

ления электрической прочности среды

тиц С=10 - 107 для граммонита 79/21Б влажностью х = 1%

11471-10-14 7 1

q = = 38,3-Ю- ^с.

Графики зависимости я=ЦС) приведены на рис. 2

Кривые рис. 2 имеют прикладное значение для определения безопасности пневмозаряжания гранулированных ВВ. Замерив значения величины электрического заряда частицы и

1. Емекеев В.И., Данилиди Г.И., Пе-кониди В. Г. Определение минимальной энергии воспламенения аэровзвесей некоторых гранулированных ВВ и их компонентов // М.: «Цветная металлургия», №13, 1975.

концентрацию мелкодисперсных частиц в аэровзвеси ВВ, можно найти на координатной плоскости д - С точку, 13,5 q -109 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.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Шелехов П.Ю. Научно-методические основы создания безаварийной технологии пневмозаряжания скважин россыпными взрывчатыми веществами при добыче руд: Автореф. дис. докт. техн. наук. Владикавказ: СКГМИ (ГТУ), 2006. НЕЕ

— Коротко об авторах-

Шелехов П. Ю., Троценко О. А., Сергеева Н.В. - Северо-Кавказский горнометаллургический институт (государственный технологический университет.

Рецензент д-р техн. наук, проф. Ю.С. Петров, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Шелехов П. Ю., Трощенко О. А., Сергеева Н. В.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Шелехов П. Ю., Трощенко О. А., Сергеева Н. В.

THE STUDY OF THE HOLE PNEUMOCHARGING FAULT-FREE STADE WITH THE GRANULATED BLASTING SUBJECTS DURING THE MINERAL MINING