«Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий» (стр. 29 из 31)
Таким образом, увлажнение воздуха является одним из средств борьбы со статическим электричеством, ускоряющим рассеивание и стекание зарядов с наэлектризованных поверхностей, уменьшающим вероятность накопления электростатических зарядов до опасных величин. При пневмотранспортировании россыпных ВВ в минные камеры и скважины увлажнение воздуха как меру, способствующую уменьшению накопления зарядов, целесообразно применять в сухих забоях, используя для этой цели локальные средства: орошение водой, водяные завесы и т.д.
Удобны и эффективны методы защиты от статического электричества, основанные на повышении антистатических свойств электризующегося полимера шлангов путем введения в его состав соответствующих добавок, например сажи, графита, порошков металлов, карбонильного никеля. Утечка электростатических зарядов в этом случае обеспечивается увеличением объёмной проводимости этих материалов. Ранними объектами исследований при разработке электропроводящих композиций были промышленные образцы полиэтилена и полиизобутилена. Электропроводящими наполнителями служили ацетиленовая сажа, алюминиевая пудра ПАК-3, карандашный графит и цинковая пыль. Полиизобутилен выполняет роль высокомолекулярного пластификатора.
Как показали исследования, природа электропроводящего наполнителя оказывает большое влияние на электрические свойства композиций (рисунок 5.16).
 Содержание наполнителя, % (масс.) |
| 1 – ацетиленовая сажа; 2 - графит карандашный; 3 – алюминиевая пудра; 4 – цинковая пыль Рисунок 5.16 - Зависимость удельного сопротивления композиций |
Большинство наполнителей снижает удельное сопротивление только при концентрациях выше 40 % по массе. Такие высокие концентрации делают полимерные композиции хрупкими и непригодными для конструкционных изделий. Лучшим наполнителем является ацетиленовая сажа. Введение в полимер 20 % ацетиленовой сажи снижает ее удельное сопротивление на 1,0…10 порядков. Увеличение концентрации сажи до 40 % уменьшает сопротивление еще на три порядка.
Наибольший практический интерес из числа исследованных образцов представляют композиции на основе полиэтилена, содержащие от 20 до 40 % ацетиленовой сажи и от 20 до 40 % полиизобутилена. Для изготовления труб была выбрана электропроводящая композиция П2ЭС-5 (ТУ6-05-1135-83). Она хорошо перерабатывается экструзией, обладает высокой морозостойкостью, не набухает в воде, нетоксична и имеет температуру плавления 130 оС. Удельное объёмное и поверхностное сопротивления не превышают 106 Ом×м и 106 Ом соответственно. Полупроводящие шланги композиции П2ЭС-5 испытывались на руднике «Молибден» Турнызузского горно-обогатительного комбината при пневмозаряжании минных камер и скважин гранулитом АС-8. Высококачественные полупроводящие шланги на основе модифицированной композиции П2ЭС-5 находят широкое применение в горнодобывающей промышленности и являются одним из эффективных средств борьбы со статическим электричеством при пневмозаряжании ВВ.
Кроме применения полупроводящих полиэтиленовых композиций, для транспортировки и хранения ВВ проведены работы по разработке антистатических рецептур на основе полиуретана. Например, из полиуретана создана флегматизирующая упаковка [51] – макрокапсула, позволяющая исключить переход горения во взрыв при возможных аварийных ситуациях.
Известно, что граница перехода взрывных процессов зависит от физико-механических характеристик материала и размеров емкости для хранения продукта. Наиболее эффективным материалом, с точки зрения снижения границы переходных взрывных процессов, является антистатический высокоэластичный полиуретан, позволяющий в сочетании с конструкцией упаковки придать ей флегматизирующие свойства и получить такой же эффект безопасности транспортирования сухого взрывчатого вещества, как и при его увлажнении. Материал упаковки – полиуретановый эластомер марки ГУП-58 ТУ 75 09103-268-90 – обладает достаточными физико-механическими характеристиками, стоек к истиранию, действию озона, кислорода и слабых растворов кислот и щелочей.
В целях обеспечения заданной электропроводности (удельное объёмное электрическое сопротивление 1,5×107 Ом×м) понижения горючести в состав эластомера были введены добавочные компоненты. В результате горючесть полиуретана по сравнению с применяемым в настоящее время древесноволокнистым материалом (в качестве упаковки) снижена примерно в три раза. Конструкция полиуретановой упаковки [51] представляет собой цельнолитой прямоугольный короб, закрепленный на поддоне. Габариты упаковки могут быть различны в зависимости от количества транспортируемого материала и состава ВВ.
Предотвращение электростатических разрядов
При транспортировании сыпучих ВВ наибольшую опасность представляют искровые разряды, возникающие внутри шлангов пневмопровода. Для предупреждения электростатических разрядов внутри диэлектрического шланга пневмопровода прокладывается токопроводящий многожильный луженый провод, соединенный с наконечником шланга и пневмозаряжающим устройством, или применяются электропроводные материалы для магистрали, описанные выше. Более надежно и эффективно использование электропроводных шлангов. Существенно снижается эффект электризации и возникновения электростатических зарядов за счет увлажнения транспортируемого ВВ двумя процентами воды или раствором аммиачной селитры. Это одновременно резко снижает запыленность воздуха в магистрали и на выходе из скважины. Но количество воды не рекомендуется больше 6 %, так как может привести к смыву алюминиевого порошка с поверхности гранул и нарушению однородности заряда ВВ.
Таким образом, для обеспечения электростатической безопасности при пневмозаряжании ВВ используют следующие приемы:
· применение полупроводящих (антистатических) шлангов с удельным сопротивлением не более 106 Ом×м (в полупроводящих породах возможно применение шлангов с удельным сопротивлением не более 1010 Ом×м);
· использование токопроводной жилы, размещенной внутри шланга;
· ограничение скорости транспортирования ВВ по шлангам;
· введение в состав ВВ антистатических добавок, исключающих электризацию;
· увлажнение ВВ (до двух процентов воды);
· заземление металлического оборудования и металлических соединительных элементов шланга.
Применение перечисленных мероприятий будет способствовать значительному повышению безопасности взрывных работ в горнодобывающей промышленности и других областях, связанных с использованием ВВ.
5.5 Безопасность взрывных работ при наличии
блуждающих токов
Одним из опасных явлений при эксплуатации ВВ являются преждевременные взрывы зарядов ВВ, которые могут происходить в результате «ложного» воздействия на электродетонаторы (ЭД) различных посторонних токов, которые объединяют под общим понятием «блуждающие токи» [52]. Источниками возникновения таких токов на различных предприятиях являются: токоведущие рельсовые пути (при применении контактной электровозной откатки), токи утечки из электрических сетей, источники электромагнитных излучений, индуктивное влияние силовых сетей, грозовые разряды и т.п. При электровзрывании в зоне распространения блуждающих токов существует реальная возможность их попадания в электровзрывную сеть, что может повлечь за собой преждевременный взрыв зарядов и соответствующие непредсказуемые последствия.
Исследования многих организаций были посвящены различным мерам защиты электровзрывных сетей от преждевременных взрывов, однако в настоящее время наиболее надежной мерой считается применение специальных электродетонаторов пониженной чувствительности.
При исследовании возможных случаев взрыва электродетонаторов от блуждающих токов и разрядов статического электричества были сделаны следующие выводы [53]:
· серийно выпускаемые электродетонаторы способны взрываться как от разрядов статического электричества, так и от блуждающих токов, поскольку имеют высокую чувствительность к току. Однако при закорачивании выводов электродетонаторов (рисунок 5.17 г) опасность непредвиденных взрывов снижается;
· для обеспечения безопасности необходимо использовать электродетонаторы с пониженной чувствительностью к току (ЭДК3-1-3Т).
 |
| а) сторонний разряд; б) разряд на разомкнутый электрод; в) разряд на замкнутый электрод; г) внутренний разряд на корпус Рисунок 5.17 - Возможные случаи воспламенения ЭД от блуждающих токов и статического электричества |
Рациональным при электровзрывании, по данным профессора М.И. Озерного [52], является применение четырех типов электродетонаторов по чувствительности:
1) электродетонаторы нормальной чувствительности с импульсом воспламенения КН от 0,8 до 3,0 А2×мс и безопасным током Jб от 0,15 до 0,18 А, предназначенные для применения в условиях, где опасность любых видов блуждающих токов исключается;
2) электродетонаторы пониженной чувствительности, величина КН в пределах от 25 до 50 А2×мс, значение Jб в пределах от 0,15 до
0,18 А, предназначенные для применения в условиях, где опасность любых видов блуждающих токов исключается;