Смекни!
smekni.com

«Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» (стр. 21 из 31)

u - средняя по сечению скорость транспортируемого воздуха, м/с;

D и L – диаметр проходного сечения и длина трубы, м.

Большие электростатические заряды могут образовываться в потоке ВВ, поступающего из пневмопровода в приемный бункер или зарядную полость, а также в облаке пыли, выходящем с отработанным воздухом из устья шпура или скважины. Поэтому при оценке электростатической безопасности процессов транспортирования ВВ необходимо иметь данные по параметрам электризации, полученные на производственных установках или приближенных к ним.

4.5 Чувствительность ВВ к совместному воздействию

Кроме достаточно изученных и описанных выше воздействий на ВВ в процессе подготовки, переработки и эксплуатации, могут возникать сопутствующие воздействия, например, возникновение электростатического разряда с одновременным механическим воздействием при защемлении, ударе или других механических нагрузках на ВВ. Хотя такие факторы имеют малую вероятность появления, тем не менее, исключать их из оценки комплексной безопасности нельзя, поскольку в современных условиях разработка новых более эффективных и мощных ВВ (угленитов, граммонитов и др.) с использованием более чувствительных компонентов требует всестороннего подхода к условиям их безопасной переработки. На рисунке 4.14 представлена схема модельной установки определения чувствительности ВВ совместного воздействия факторов (электростатический разряд и скользящее трение).

Рисунок 4.14 - Схема установки определения чувствительности ВВ
к совместному воздействию

Конструктивно устройство представляет элемент фрезерного станка, на станине которого закреплена диэлектрическая подложка 1 с исследуемым веществом 2. На вещество воздействует стальной заземленный имитатор скольжения 3 с определенной скоростью движения и заданным давлением прижатия Р (кг/см2). В подложку введен высоковольтный электрод 4, на который электростатический разряд синхронно поступает с генератора импульсов 5 при замыкании контактной группы SA, механически связанной с имитатором. В качестве исследуемого вещества был испытан состав ВВ на основе граммонита с различными флегматизирующими и горючими добавками. Чувствительность совместного воздействия (механическое трение и электрический разряд) оценивалась частостью

,%.

В таблице 4.10 приведены результаты экспериментов, из которых следует, что при определенных факторах механической нагрузки и электрического разряда (V= 1,8 м/с, W =162 мДж) при раздельном их воздействии, образец не воспламеняется (

=0). При совместном же воздействии данных факторов (Р, V, W) существует пропорциональная зависимость вероятности воспламенения от энергии электрического разряда при варьировании электрической емкости и напряжения на конденсаторе С генератора 5.

Таблица 4.10 – Экспериментальные данные по чувствительности
состава ВВ к совместному воздействию

Вид воздействия V, м/с C, пФ U, кВ W, мДж

, %

Механическое

0,8 - - - 0

Электрический разряд

- 20×103 7,5 112 0

Совместное

0,8 20×103 7,5 112 100

Механическое

1,8 - - - 0

Электрический разряд

- 20×103 9,0 162 0

Совместное

1,8 20×103 6,5 92 100

Совместное

1,8 10×103 5,0 47 14

Совместное

1,8 10×103 5,5 57 25

Совместное

1,8 10×103 6,5 68 40

Совместное

1,8 10×103 7,0 93 50

Совместное

1,8 4,7×103 5,0 33 9

Совместное

1,8 2,8×103 6,0 31 16

Совместное

1,8 7,8×102 9,0 27 50

Совместное

1,8 7,8×102 9,5 20 100

Учитывая, что значения Wмин определялись в окрестности пробивного напряжения, для качественного объяснения полученных результатов может быть применена модель электромеханического пробоя [33], согласно которой электрическая прочность материала пропорциональна механической прочности. В рамках этой модели и объясняется влияние сопутствующего механического воздействия имитатора на воспламеняемость от искровых разрядов. Сопутствующие механические воздействия совершают часть работы, необходимой для пробоя, понижают значение пробойного напряжения Uпр, а следовательно, и минимальную энергию зажигания Wмин.

5 обеспечение безопасности при эксплуатации ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Эксплуатационная безопасность заключается в совокупности всех мероприятий по обеспечению безопасности работ с ВВ на всех этапах, начиная со стадии изготовления опытных образцов в лабораторных условиях на ручных операциях и заканчивая уничтожением неиспользованных ВВ и их остатков после проведения взрывных работ. Перечень работ при обращении с ВВ, когда требуется обеспечение безопасности, можно охарактеризовать следующими образом:

· отработка опытных образцов, макетов и изделий на стадии проектирования;

· лабораторные испытания образцов на заданные характеристики;

· натурные испытания готовых изделий и полуфабрикатов на испытательных стендах и полигонах;

· собственно эксплуатация ВВ и изделий на их основе;

· сбор и уничтожение неиспользованных ВВ и их остатков.

При транспортировке, хранении, эксплуатации ВВ, человек непосредственно контактирует как с малыми навесками, так и с крупногабаритными изделиями, измеряемыми десятками тонн. На всех перечисленных этапах разработаны и действуют различные инструкции, правила, нормы, стандарты, наставления [34-37], которые регламентируют условия безопасного обращения с взрывчатыми материалами (ВМ). Практически все регламентирующие материалы разработаны на основе критериев безопасности, характеризующих чувствительность ВМ к тем или иным видам воздействий. Но, несмотря на обеспечение каждого рабочего места, участка, цеха инструкциями и наставлениями, проведение инструктажей и дополнительного обучения, аварии на объектах с использованием ВВ, приносящие разрушения и гибель людей, продолжают происходить.

Иногда человек нарушает требования безопасности, не понимая особенностей технологического процесса и результатов последствий таких нарушений. Анализ аварийных ситуаций показывает значимость человеческого фактора. Коэффициент травматизма и аварийности значительно снижается, когда человек, работая на опасных и особо опасных операциях, понимает сущность производственных операций и результаты последствий нарушений технологического процесса. Исходя из этого, ниже рассмотрены некоторые вопросы эксплуатационной безопасности, позволяющие более глубоко освоить существующие рекомендации по технике безопасности при обращении с ВВ.

5.1 Оценка разрушающей способности взрывов
и безопасности человека от
ударной волны

На основании значительных исследований на базе реальных повреждений типовых зданий и промышленных сооружений, вызванных ударными волнами при взрывах ВВ, широко используется в мировой практике формула, устанавливающая зависимость массы заряда взрывчатого вещества m (эквивалентна энергии взрыва Е) от расстояния R, соответствующего расстоянию от места взрыва до объекта разрушения:

, (5.1)

где К – константа соответствующего уровня разрушения.

При массе m>5000 кг формула (5.1) принимает вид

или
. (5.2)

Известные и найденные по характеру разрушений тротиловые эквиваленты позволяют определить энергию взрыва Е различных ВВ. Однако при этом следует учитывать и конкретные условия взрыва.

Известно, что первоначально вся энергия сосредоточена в источ-нике в форме потенциальной энергии. В момент взрыва она переходит как в тепловую и кинетическую энергию различных областей и фрагментов системы, так и в энергию излучения.

Энергия волны взрыва как движущейся части газовой среды складывается из тепловой энергии

(5.3)

и кинетической

, (5.4)

где r - плотность ВВ;

С – теплоёмкость;

q0, q - начальная и конечная температуры;

V – объём волны.

На поздней стадии развития процесса суммарная энергия волны Е=ЕТК оказывается величиной постоянной и не изменяется во времени. Это постоянство на стадии слабого взрыва характерно для всех взрывных процессов. При взрывах конденсированных ВВ на образование воздушной ударной волны расходуется практически вся (более
90 %) энергия взрыва.