Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ
В результате проведенных исследований установлено, что меняющиеся условия взрывания эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), в частности зарядов, рассредоточенных инертным промежутком, являются причиной изменения состава продуктов детонации и увеличения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу. При э...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137763 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ / Т.Ф. Холоденко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 158-166. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-137763 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1377632018-06-18T03:08:17Z Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ Холоденко, Т.Ф. В результате проведенных исследований установлено, что меняющиеся условия взрывания эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), в частности зарядов, рассредоточенных инертным промежутком, являются причиной изменения состава продуктов детонации и увеличения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу. При этом выполнена оценка условий развития детонации в модельном заряде ЭВВ с инертными промежутками различной конструкции. Показано, что нарушение последовательности (или синхронности) инициирования элементов рассредоточенного заряда приводит к уплотнению той части заряда, которая взрывается с запаздыванием. Вследствие этого в нем снижается скорость и давление детонации, что, в конечном итоге, приводит к увеличению эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу, в частности оксида углерода. При этом установлена зависимость ее концентрации от снижения плотности ЭВВ. Минимизировать эмиссию можно путем оптимизации конструкции инертного промежутка или совершенствованием системы инициирования зарядов ЭВВ. В результаті проведених досліджень встановлено, що мінливі умови підривання емульсійних вибухових речовин (ЕВР), зокрема розосереджених зарядів, інертним проміжком є причиною зміни складу продуктів детонації і збільшення емісії забруднюючих речовин в атмосферу. При цьому виконана оцінка умов розвитку детонації в модельному заряді ЕВР з інертними проміжками різної конструкції. Показано, що порушення послідовності (або синхронності) ініціювання елементів розосередженого заряду призводить до ущільнення тієї частини заряду, яка вибухає з запізненням. Внаслідок цього в ньому знижується швидкість і тиск детонації, що, в кінцевому підсумку, призводить до збільшення емісії забруднюючих речовин в атмосферу, зокрема оксиду вуглецю. При цьому встановлена залежність концентрації від зниження щільності ЕВР. Мінімізувати емісію можна шляхом оптимізації конструкції інертного проміжку або вдосконаленням системи ініціювання зарядів ЕВР. The carried out research has discovered that changing conditions of detonation of emulsion explosives (EE), in particular the charges spaced with an inert interval, cause changes in the composition of detonation products and increase the emission of pollutants into the atmosphere. Moreover, detonation evolution conditions in a model emulsion explosive charge with inert intervals of various designs have been estimated. It is shown that the violation of the sequence (or synchronicity) of initiation of spaced charge elements leads to densification of that part of the charge which detonates with a delay. Consequently, it shows reduced velocity and pressure of detonation, which ultimately leads to an increase in emission of pollutants into the atmosphere, in particular carbon monoxide. At the same time, the dependence of its concentration on the reduced density of the emulsion explosive has been found. Minimized emissions can be achieved by optimizing the design of an inert interval, or improving the system of initiation of emulsion explosive charges. 2016 Article Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ / Т.Ф. Холоденко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 158-166. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137763 622.235.5:504.3.054:504.064 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В результате проведенных исследований установлено, что меняющиеся
условия взрывания эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), в частности зарядов, рассредоточенных инертным промежутком, являются причиной изменения состава продуктов детонации и увеличения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу. При этом выполнена
оценка условий развития детонации в модельном заряде ЭВВ с инертными промежутками
различной конструкции. Показано, что нарушение последовательности (или синхронности)
инициирования элементов рассредоточенного заряда приводит к уплотнению той части заряда, которая взрывается с запаздыванием. Вследствие этого в нем снижается скорость и давление детонации, что, в конечном итоге, приводит к увеличению эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу, в частности оксида углерода. При этом установлена зависимость ее концентрации от снижения плотности ЭВВ. Минимизировать эмиссию можно путем оптимизации конструкции инертного промежутка или совершенствованием системы инициирования
зарядов ЭВВ. |
| format |
Article |
| author |
Холоденко, Т.Ф. |
| spellingShingle |
Холоденко, Т.Ф. Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Холоденко, Т.Ф. |
| author_sort |
Холоденко, Т.Ф. |
| title |
Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ |
| title_short |
Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ |
| title_full |
Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ |
| title_fullStr |
Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ |
| title_full_unstemmed |
Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ |
| title_sort |
изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137763 |
| citation_txt |
Изменение эмиссии продуктов детонации в атмосферу в зависимости от условий взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ / Т.Ф. Холоденко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 158-166. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT holodenkotf izmenenieémissiiproduktovdetonaciivatmosferuvzavisimostiotuslovijvzryvaniâzarâdovémulʹsionnyhvzryvčatyhveŝestv |
| first_indexed |
2025-07-10T04:26:29Z |
| last_indexed |
2025-07-10T04:26:29Z |
| _version_ |
1837232652646612992 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
158
УДК 622.235.5:504.3.054:504.064
Холоденко Т.Ф. магистр
(ГП «НПО «Павлоградский химический завод»)
ИЗМЕНЕНИЕ ЭМИССИИ ПРОДУКТОВ ДЕТОНАЦИИ В АТМОСФЕРУ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЗРЫВАНИЯ ЗАРЯДОВ
ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Холоденко Т.Ф., магістр
(ДП «НВО «Павлоградський хімічний завод»)
ЗМІНА ЕМІСІЇ ПРОДУКТІВ ДЕТОНАЦІЇ В АТМОСФЕРУ ЗАЛЕЖ-
НО ВІД УМОВ ПІДРИВАННЯ ЗАРЯДІВ
ЕМУЛЬСІЙНИХ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН
Kholodenko T.F., M.S (Tech)
(State Enterprise «SPA «Pavlograd Chemical Plant»)
CHANGE IN DETONATION PRODUCT EMISSION INTO THE ATMOS-
PHERE DEPENDING ON BLASTING CONDITIONS OF
CHARGES OF EMULSION EXPLOSIVE
Аннотация. В результате проведенных исследований установлено, что меняющиеся
условия взрывания эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), в частности зарядов, рассре-
доточенных инертным промежутком, являются причиной изменения состава продуктов де-
тонации и увеличения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу. При этом выполнена
оценка условий развития детонации в модельном заряде ЭВВ с инертными промежутками
различной конструкции. Показано, что нарушение последовательности (или синхронности)
инициирования элементов рассредоточенного заряда приводит к уплотнению той части заря-
да, которая взрывается с запаздыванием. Вследствие этого в нем снижается скорость и дав-
ление детонации, что, в конечном итоге, приводит к увеличению эмиссии загрязняющих ве-
ществ в атмосферу, в частности оксида углерода. При этом установлена зависимость ее кон-
центрации от снижения плотности ЭВВ. Минимизировать эмиссию можно путем оптимиза-
ции конструкции инертного промежутка или совершенствованием системы инициирования
зарядов ЭВВ.
Ключевые слова: эмиссия загрязняющих веществ, эмульсионные взрывчатые вещества,
рассредоточенный заряд, состав продуктов детонации.
Введение. Эмиссия загрязняющих веществ в атмосферу при оптимальных
условиях взрывания зарядов эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) опреде-
ляется регламентом на их изготовление и, в определенной степени, меняется
под влиянием «внутренних» факторов, т.е. от изменчивости компонентного со-
става (рецептуры ЭВВ). Однако при практическом применении могут меняться
условия взрывания зарядов, сформированных в скважинах, в частности при
взрывании удлиненных зарядов, рассредоточенных инертным промежутком
[1,2], [Э.И. Ефремов, 1979], [Э.И. Ефремов, 1984].
________________________________________________________________________________
© Т.Ф. Холоденко, 2016
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
159
Метод рассредоточения заряда инертными промежутками, состоящими из
воздуха или породной мелочи, позволяет рационально использовать потенци-
альную энергию взрыва и снизить удельные энергозатраты при необходимом
качестве дробления горных пород [Э.И. Ефремов, 1984], [3,4]. Это достигается
тем, что в отличие от зарядов сплошной конструкции, при взрыве рассредото-
ченного заряда на стенки взрывной камеры по всей длине скважины воздей-
ствует взрывной импульс различной интенсивности и продолжительности, при-
водящий к образованию неоднородного поля напряжений, которое способству-
ет интенсификации дробления горных пород [4-6].
Продолжительность действия упомянутого взрывного импульса определяет-
ся механизмом взаимодействия отдельных частей заряда при взрыве. Так, при
одновременном (синхронном) инициировании элементов заряда, рассредото-
ченных воздушным промежутком, соударение движущихся встречно друг дру-
гу газодинамических потоков происходит в центральной части промежутка.
При неодновременном инициировании элементов заряда точка соударения волн
напряжения будет смещаться в сторону заряда с более высоким интервалом за-
медления инициирования взрыва, что неизбежно приведет к изменению пара-
метров поля напряжения в нем, а также изменению свойств ЭВВ и состава про-
дуктов детонации, т.е. эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу. Таким об-
разом, изменяя расстояние и интервалы инициирования между отдельными час-
тями заряда ВВ в скважине, представляется возможным управлять не только
процессом разрушения горных пород, но также влиять на эмиссию продуктов
детонации, а, следовательно, и степень загрязнения атмосферы при взрывных
работах в карьерах [7-9].
Для управления действием взрыва разработаны различные конструкции за-
рядов, применяются системы инициирования (СИ), которые позволяют созда-
вать схемы взрывания различной сложности и временным замедлениям, в том
числе и для инициирования отдельных частей рассредоточенного заряда. Одна-
ко в случае ошибки расчета или погрешности срабатывания внутрискважинных
интервалов замедлений в рассредоточенном заряде существует вероятность
«подбоя», когда на элемент заряда ВВ воздействует волна сжатия, способная
привести к изменению взрывчатых свойств упомянутого элемента и объемов
продуктов детонации [8-10].
Целью работы являлась оценка эмиссии загрязняющих веществ – продук-
тов детонации, при меняющихся условиях взрывания зарядов ЭВВ, рассредото-
ченных инертным промежутком, путем анализа механизма воздействия газоди-
намического потока продуктов детонации через элемент инертного промежутка
на физико-химические характеристики и термодинамические условия взрывча-
того превращения ЭВВ.
Основная часть. Анализ механизма воздействия и оценка влияния ударных
нагрузок на элементы рассредоточенного заряда выполнись при участии автора
на модельных скважинах диаметром 42 мм. На дне такой скважины размещали
заряд «свидетель» газифицированной эмульсии с плотностью 1,0 г/см
3
, который
подвергался действию волны сжатия без его подрыва. Над этим зарядом из по-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
160
родной мелочи формировали инертный промежуток, а выше размещали заряд
ВВ, создающий волну давления. Общая схема проведения эксперимента пред-
ставлена на рис. 1.
1 – исследуемый заряд «свидетель»; 2 – инертный промежуток; 3 – воздушный промежуток;
4 – заряд ВВ; 5 – детонатор типа КД №8
Рисунок 1 – Схема проведения эксперимента для определения свойств элемента модельного
заряда, который подвергался действию волны напряжения
Геометрические параметры элементов конструкции инертного промежутка
модельных скважин приведены в табл. 1.
Таблица 1 – Геометрические параметры элементов заряда в модельных скважинах
Длина промежутков модельного заряда:
Значения длины промежутка согласно номеру
модельной скважины
1 2 3 4 5 6
- инертный промежуток, мм 210,0 420,0 630,0 380,0 290,0 210,0
- воздушный промежуток, мм 0,0 0,0 0,0 40,0 130,0 210,0
Для возбуждения волны напряжения в модельной скважине использовали
заряд ЭВВ диаметром 40 мм, который размещали в верхней части модельной
скважины. Создаваемое этим зарядом давление детонации (в точке Чемпена-
Жуге) определяли по формуле:
,
1
2
k
D
Р ВВВВ
ж
(1)
где ρ – плотность ВВ, кг/м куб; D – скорость детонации, м/с; k – коволюм про-
дуктов детонации (в случае ЭВВ k равен 3).
Для оценки давления на границе I – ВВ с инертным промежутком (рис. 1)
использовали уравнение состояния конденсированной среды, основанное на ее
ударной адиабате, представленной в виде линейного уравнения
ucD 0 , (2)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
161
где с0 – скорость звука в породе; λ – предельное сжатие породы; u – массовая
скорость частиц за фронтом ударной волны.
Расчет параметров ударной адиабаты для многокомпонентной пористой сре-
ды инертного промежутка выполняли с использованием методики [5,6].
Для оценки давления на границе II (инертный промежуток – заряд «свиде-
тель») использовали уравнение:
h
l
e
III РР
1
, (3)
где μ – коэффициент Пуассона; ε – коэффициент бокового распора; l и ω – пе-
риметр поперечного и площадь поперечного сечения заряда; h – высота инерт-
ного промежутка.
Результаты расчетов давлений детонации и на границах раздела элементов
заряда I и II в модельной скважине приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Расчетные значения давлений детонации и на границах раздела элементов заряда
I и II в модельной скважине
Наименование показа-
телей
Значение показателя согласно номеру модельной скважины
1 2 3 4 5 6
Давление в точке Чем-
пена-Жуге, ГПа
4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8
Давление на границе I,
Па
1,24·10
8
1,24·10
8
1,24·10
8
1,15·10
8
1,02·10
8
0,94·10
8
Давление на границе II,
Па
5,35·10
7
2,39·10
7
1,11·10
7
2,34·10
7
2,0·10
7
1,85·10
7
Испытания были выполнены для зарядов «свидетелей» с вязкостью эмуль-
сии 35·10
3
, 65·10
3
и 100·10
3
сПа. После испытания заряд «свидетель» извлекали
из модельной скважины и определяли его плотность. По результатам выпол-
ненных измерений установлено, что плотность ЭВВ имеет неоднородное рас-
пределение по длине заряда. Так, относительное изменение плотности на
участке 1/3 заряда со стороны воздействия волны сжатия составило до 25%.
Для участка 2/3 аналогичный показатель оставался на уровне 10-12%, что объ-
ясняется снижением давления в волне по мере уплотнения материала проме-
жутка. По данным эксперимента была получена зависимость изменения плот-
ности ЭВВ на участке 1/3 заряда от давления волны сжатия, которая представ-
лена на рис. 2.
Анализ данных, представленных на рис. 2, показывает, что под воздействи-
ем волны сжатия с давлением ~10-60 МПа плотность в образцах ЭВВ увеличи-
вается в 1,14-1,33 раза. При этом после снятия нагрузки «конечная» плотность
ЭВВ в образцах с вязкостью эмульсии 100·10
3
сПа на 3,8-8,3% выше, чем для
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
162
ЭВВ с меньшей вязкостью эмульсии. Очевидно, такая закономерность объясня-
ется тем, что с увеличением вязкости эмульсии изменяются ее упруго-
пластичные свойства, вследствие чего при сжатии в гетерогенной структуре,
насыщенной пузырьками воздуха, возрастает остаточная деформация. В заря-
дах с меньшей вязкостью эмульсии после снятия нагрузки объем пузырьков
воздуха возвращается в исходное состояние, при этом остаточная деформация
будет обусловлена миграцией пузырьков за пределы заряда.
Для большинства ЭВВ с химической газификацией эффективный диапазон
плотности, при котором достигаются заданные взрывчатые характеристики, со-
ставляет 1,05-1,27 г/см
3
(1050-1270 кг/м
3
). При плотности ЭВВ более 1,27 г/см
3
в заряде становится недостаточно «горячих точек», вследствие чего происходит
снижение скорости детонации вплоть до перехода в дефлаграционный режим,
т.е. горение.
1 – для заряда с вязкостью эмульсии 33·10
3
сПа; 2 – для заряда с вязкостью эмульсии 65·10
3
сПа; 3 – для заряда с вязкостью эмульсии 100·10
3
сПа; (интервал а-б характеризует
эффективный диапазон плотности, при котором достигаются заданные взрывчатые
характеристики)
Рисунок 2 – Зависимость изменения плотности ЭВВ от давления в волне напряжения
Зависимость скорости детонации от плотности ЭВВ определяется уравнени-
ем параболы вида [6]:
сbaD эввэввЭВВ
2
, м/с (4)
где DЭВВ – скорость детонации ЭВВ, м/с; ρэвв – плотность ЭВВ, г/см
3
; эмпириче-
ские коэффициенты: a=11263, b=26156, c=10998.
Экстремум параболы локализован в области значений плотности =1120-
1220 кг/см
3
, при которых скорость детонации уменьшается не более, чем на
0,5%, где и достигаются заданные (оптимальные) взрывчатые характеристики
ЭВВ. Выход из этой области ведет к существенному падению давления детона-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
163
ции, вследствие чего возрастает вероятность изменения качественно-количест-
венных характеристик состава продуктов взрыва и увеличению эмиссии СО.
В этой связи была выполнена теоретическая оценка изменения концентра-
ции СО в составе продуктов детонации при снижении давления взрывчатого
превращения в ЭВВ со слабо отрицательным кислородным балансом, равным -
0,35%, т.е. уже предрасположенного к образованию СО. Упомянутая оценка
проводилась на основе термодинамического расчета с использованием специа-
лизированного программного пакета «Астра». Результаты выполненной оценки
приведены на рис. 3.
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Давление, МПа
К
о
н
ц
ен
тр
ац
и
я
С
О
,
м
о
л
ь/
к
г
Рисунок 3 – Зависимость изменения концентрации оксида углерода (СО) в составе продуктов
взрыва ЭВВ от давления детонации
Приведенная на рис. 3 зависимость аппроксимирована уравнением вида
0026,2)(1474,0 ДСО РLnК ,
2R =0,95, (5)
где СОК – концентрация СО, моль/кг; ДР – давление детонации, МПа.
С последовательным использованием зависимостей (4), (1) и (5) представля-
ется возможным построить зависимость концентрации оксида углерода (СО) в
составе продуктов взрыва от плотности ЭВВ, которая представлена на рис. 4.
Для выполнения расчетов представленную на рис. 4 зависимость можно с
высокой достоверностью (R
2
=1) аппроксимировать полиномом третьей степе-
ни:
КСО=-0,0388
3
+1,0052
2
-2,3041 +2,1254
или более простым полиномом второй степени:
КСО=0,8703
2
-2,1484 +2,0658
где СОК – концентрация СО, моль/кг; – плотности ЭВВ, г/см
3
(здесь размер-
ность г/см
3
вместо кг/м
3
выбрана для удобства представления приведенных
аналитических зависимостей и выполнения вычислений).
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
164
Рисунок 4 – Зависимость концентрации оксида углерода (СО) в составе
продуктов взрыва от плотности ЭВВ
Анализ зависимостей показывает, что при нормальных условиях минималь-
ная концентрация СО в продуктах детонации КСО=0,739 моль/кг наблюдается
при плотности ЭВВ около 1235 кг/м
3
(1,235 г/см
3
). При увеличении плотности
возрастает вероятность дефлаграционных процессов и роста концентрация ок-
сидов углерода и азота. Поэтому, с точки зрения управления выбросами СО,
приемлемой является левая ветвь графика, представленного на рис. 4. Так, сни-
жение плотности ЭВВ от 1235 до 1050 кг/м
3
приведет к увеличению концентра-
ции СО до КСО=0,77 моль/кг, т.е. увеличится на 4%, а при плотности 900 кг/м
3
,
допустимой с точки зрения эффективности взрыва, до КСО=0,84 моль/кг, или
возрастет на 13,5%.
Таким образом, по задаваемым значениям плотности взрываемого заряда
ЭВВ можно прогнозировать эмиссию СО, а значит, и управлять его выбросом в
атмосферу при взрывных работах. Минимизировать негативное воздействие та-
кого фактора можно путем оптимизации конструкции инертного промежутка
или совершенствованием СИ взрывания элементов заряда ЭВВ.
Выводы. В результате выполненных исследований установлено, что ме-
няющиеся условия взрывания ЭВВ, в частности нарушение последовательности
(или синхронности) инициирования элементов рассредоточенного заряда, при-
водит к уплотнению элемента с более поздним взрыванием, снижению скоро-
сти и давления его детонации, что, в конечном итоге, ведет к увеличению эмис-
сии оксидов углерода и азота. Установлена также зависимость концентрации
оксида углерода (СО) в составе продуктов взрыва от снижения плотности ЭВВ.
Так, ее изменение от оптимального значения – 1235 кг/м
3
до допустимого, с
точки зрения эффективности взрыва 900 кг/м
3
приведет к увеличению концен-
трации СО от 0,739 моль/кг до 0,84 моль/кг или на 13,5%.
Минимизировать негативное воздействие фактора плотности можно путем
оптимизации конструкции инертного промежутка, подбором начальной плот-
ности ЭВВ или совершенствованием системы инициирования (СИ) взрывания
элементов заряда.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
165
_________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Устименко, Е.Б. Оценка внутренних параметров влияния ЭВВ, в том числе с продуктами пе-
реработки ТРТ, на окружающую среду при их использовании на взрывных работах / Е.Б. Устименко,
Т.Ф. Холоденко // Сучасні ресурсозберігаючі технології гірничого виробництва. Науково виробничий
збірник КДПУ. – 2009 – №2(4) – С.62-71.
2. Shyman, L. Disposal and destruction processes of ammunition, missiless and explosives, which
constitute danger when storing / L. Shyman, Y. Ustimenko // NATO Security through Science Series C:
Environmental Security, 2009. – Р. 147-152.
3. Ефремов, Э.И. Опыт использования простейших ВВ на карьерах Украины / Ефремов Э.И. //
Украинский союз инженеров горняков. Информационный бюллетень – 2010 – №4. – С. 9–11.
4. Куринной, В.П. Влияние волновых процессов в зарядной полости на разрушение массива гор-
ных пород / В.П. Куринной, И.П. Гаркуша // Геотехнічна механіка: міжвід. зб. наук. праць / ІГТМ
НАН України, 2007. – Вип. 73. – С. 132-135.
5. Исследование детонационных характеристик шпуровых зарядов патронированных ЭВВ / Ки-
риченко А.Л., Е.Б. Устименко Е.Б., Шиман Л.Н., Политов В.В. // Науковий вісник НГУ. – 2012 – №6.
– С. 37-41.
6. Оптимизация способов заряжания и инициирования шпуровых зарядов патронированных ЭВВ
марки «ЕРА» при проходческих работах в углепородных массивах // А.Л. Кириченко, Е.Б. Устимен-
ко, Л.Н. Шиман [и др.] / Вісник КНУ ім. Михайла Остроградського – Кременчук: КНУ 2012. – Вип.
2/2012 (73), Частина 2. – С. 84-87.
7. Козловская, Т.Ф. Пути снижения уровня экологической опасности в районах добычи полезных
ископаемых открытым способом. / Т.Ф. Козловская, В.Н. Чебенко // Вісник КДПУ ім.
М. Остроградського. – 2010. – № 6(65). Ч. 1. – С. 163-168.
8. Способы и средства повышения экологической безопасности массовых взрывов в железоруд-
ных карьерах по пылевому фактору: моногр. / В.Е. Колесник, А.А. Юрченко, А.А. Литвиненко, А.В.
Павличенко // Днепропетровск: Литограф, 2014 . – 112 с.
9. Khomenko, O. Blasting works technology to decrease an emission of harmful matters into the mine
atmosphere / O. Khomenko, M. Kononenko, I. Myronova. // Annual Scientific-Technical Colletion - Mining
of Mineral Deposits, Leiden, The Netherlands: CRC Press / Balkema: 2013. – pp. 231-235.
10. Technical, economic and environmental aspects of the use of emulsion explosives by ERA brand in
underground and surface mining / Kholodenko T., Ustimenko Ye., Pidkamenna L. , Pavlychenko A. // New
Developments in Mining Engineering: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining. –
The Netherlands: CRC Press/Balkema, 2015. – P. 211–219.
REFERENCES
1. Ustimenko, Ye.B., Kholodenko, Т.F. and Ustimenko, М.А. (2009), «Evaluation of influence
of internal parameters of emulsion explosives , including the processing products of solid rocket fuels on
the environment when they are used in explosive operations», Contemporary resource- saving technologies
in mining industry, no. 2/2009 (4), pp. 62-71.
2. Shyman, L. and Ustimenko, Y. (2009), «Disposal and destruction processes of ammunition, missiless
and explosives,which constitute danger when storing», NATO Security through Science Series C:
Environmental Security, pp. 147-152.
3. Yefremov, E.I. (2010), «Experience of Use of Simple Explosives in Open-Cast Mines of Ukraine»,
Ukrainian Union of Mining Engineers, Information Bulletin, no. 4, pp. 9-11.
4. Kurinnoy, V.P. and Garkusha I.P. (2007), «Influence of the wave processes in the charge cavity on
destruction of rock massif», Geo-Technical Mechanics, no. 73, pp. 132-135.
5. Kirichenko, A.L., Ustimenko, Ye.B., Shyman, L.N. and Politov, V.V. (2012), «Study of detonation
characteristics of blast-hole charges of packaged emulsion explosives», Scientific Bulletin of National
Mining University, Vol. 6, PP. 37-41.
6. Kirichenko, A.L., Ustimenko, Ye.B., Shyman, L.N., Podkamennaya, L.I. and Politov V.V. (2012),
«Method optimization of loading and initiation of blast-hole charges of packaged emulsion «ERA»
explosives during the drifting operations in coal-bearing massifs», Bulletin of Kremenchuk Mykhailo
Ostrohradskyi National University, no. 2(73), part 2, pp. 84-87.
7. Kozlovskaya, Т.F. and Chebenko, В.N. (2010), «Ways to reduce the level of environmental danger in
regions of the open pit mining», Bulletin of Kremenchuk Polytechnical University, no. 6(65), part 1, pp. 163-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
166
168.
8. Коlеsnik, V.Ye, Yurchenko, А.А., Litvinenko, А.А. and Pavlichenko, А.V. (2014), Sposoby i
sredstva povysheniya ekologicheskoy bezopasnosti massovykh vzryvov v zhelezorudnykh karyerakh po pylev-
omu faktoru [Ways and means to enhance the environmental safety of massive explosions in quarries for iron
dust factor], Litograf, Dnepropetrovsk, Ukraine.
9. Khomenko, O., Kononenko, M. and Myronova, I. (2013), «Blasting works technology to decrease an
emission of harmful matters into the mine atmosphere», Annual Scientific-Technical Colletion - Mining of
Mineral Deposits, CRC Press / Balkema, Leiden, Netherlands, pp. 231-235.
10. Kholodenko, T., Ustimenko, Ye., Pidkamenna, L. and Pavlychenko, A. (2015), «Technical,
economic and environmental aspects of the use of emulsion explosives by ERA brand in underground and
surface mining», New Developments in Mining Engineering: Theoretical and Practical Solutions of Mineral
Resources Mining, CRC Press/Balkema, Netherlands, pp. 211–219.
________________________
Про авторов
Холоденко Татьяна Фердинандовна, магистр, начальник управления охраны труда, экологиче-
ского надзора и специального режима ГП «НПО «Павлоградский химический завод» (ГП «НПО
«ПХЗ»), Павлоград, Украина, dirphz@mail.pkhz.dp.ua
About the authors
Kholodenko Tatyana Ferdinandovna, Master of Science, Head of Department of Labour Safety, Eco-
logical Supervision and Special Regime of SE RIC «Pavlograd Chemical Plant» (SE RIC «PCP»), Pavlo-
grad, Ukraine, dirphz@mail.pkhz.dp.ua
_______________________
Анотація. В результаті проведених досліджень встановлено, що мінливі умови підривання ему-
льсійних вибухових речовин (ЕВР), зокрема розосереджених зарядів, інертним проміжком є причи-
ною зміни складу продуктів детонації і збільшення емісії забруднюючих речовин в атмосферу. При
цьому виконана оцінка умов розвитку детонації в модельному заряді ЕВР з інертними проміжками
різної конструкції. Показано, що порушення послідовності (або синхронності) ініціювання елементів
розосередженого заряду призводить до ущільнення тієї частини заряду, яка вибухає з запізненням.
Внаслідок цього в ньому знижується швидкість і тиск детонації, що, в кінцевому підсумку, призво-
дить до збільшення емісії забруднюючих речовин в атмосферу, зокрема оксиду вуглецю. При цьому
встановлена залежність концентрації від зниження щільності ЕВР. Мінімізувати емісію можна шля-
хом оптимізації конструкції інертного проміжку або вдосконаленням системи ініціювання зарядів
ЕВР.
Ключові слова: емісія забруднюючих речовин, емульсійні вибухові речовини, розосереджений
заряд, склад продуктів детонації.
Abstract. The carried out research has discovered that changing conditions of detonation of emulsion
explosives (EE), in particular the charges spaced with an inert interval, cause changes in the composition of
detonation products and increase the emission of pollutants into the atmosphere. Moreover, detonation evolu-
tion conditions in a model emulsion explosive charge with inert intervals of various designs have been esti-
mated. It is shown that the violation of the sequence (or synchronicity) of initiation of spaced charge ele-
ments leads to densification of that part of the charge which detonates with a delay. Consequently, it shows
reduced velocity and pressure of detonation, which ultimately leads to an increase in emission of pollutants
into the atmosphere, in particular carbon monoxide. At the same time, the dependence of its concentration on
the reduced density of the emulsion explosive has been found. Minimized emissions can be achieved by op-
timizing the design of an inert interval, or improving the system of initiation of emulsion explosive charges.
Keywords: contamination substances content, emulsion explosives, spaced charge, composition of
detonation products
Статья поступила в редакцию 5.07. 2016
Рекомендовано к публикации д-ром технических наук Т.В. Бунько
mailto:dirphz@mail.pkhz.dp.ua
mailto:dirphz@mail.pkhz.dp.ua
|