Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде

Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде

Експериментально визначені параметри заряду вибухової речовини, що забезпечують безпечне руйнування пожежно-зрошувального трубопроводу у метаноповітряному середовищі при ліквідації аварій у тупикових виробках шахт....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2004
Hauptverfasser: Сухоруков, В.П., Песоцкий, М.К.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2004
Schriftenreihe:Физико-технические проблемы горного производства
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189899
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:Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде / В.П. Сухоруков, М.К. Песоцкий // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 195-203. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-189899
record_format dspace
spelling irk-123456789-1898992023-04-30T11:06:27Z Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде Сухоруков, В.П. Песоцкий, М.К. Експериментально визначені параметри заряду вибухової речовини, що забезпечують безпечне руйнування пожежно-зрошувального трубопроводу у метаноповітряному середовищі при ліквідації аварій у тупикових виробках шахт. Parameters of explosive device charge; providing safe destruction of fire - irrigation pipe in methane - air environment during the elimination of accident in blind alley mines, are defined experimentally. 2004 Article Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде / В.П. Сухоруков, М.К. Песоцкий // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 195-203. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2664-1771 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189899 622.457.2 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Експериментально визначені параметри заряду вибухової речовини, що забезпечують безпечне руйнування пожежно-зрошувального трубопроводу у метаноповітряному середовищі при ліквідації аварій у тупикових виробках шахт.
format Article
author Сухоруков, В.П.
Песоцкий, М.К.
spellingShingle Сухоруков, В.П.
Песоцкий, М.К.
Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде
Физико-технические проблемы горного производства
author_facet Сухоруков, В.П.
Песоцкий, М.К.
author_sort Сухоруков, В.П.
title Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде
title_short Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде
title_full Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде
title_fullStr Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде
title_full_unstemmed Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде
title_sort экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом вв в метановоздушной среде
publisher Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate 2004
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189899
citation_txt Экспериментальные исследования разрушения пожарно-оросительного трубопровода взрывом ВВ в метановоздушной среде / В.П. Сухоруков, М.К. Песоцкий // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 195-203. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv AT suhorukovvp éksperimentalʹnyeissledovaniârazrušeniâpožarnoorositelʹnogotruboprovodavzryvomvvvmetanovozdušnojsrede
AT pesockijmk éksperimentalʹnyeissledovaniârazrušeniâpožarnoorositelʹnogotruboprovodavzryvomvvvmetanovozdušnojsrede
first_indexed 2025-07-16T12:33:50Z
last_indexed 2025-07-16T12:33:50Z
_version_ 1837806891567153152
fulltext УДК 622.457,2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ПОЖАРНО-ОРОСИТЕЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ВЗРЫВОМ ВВ В МЕТАНОВОЗДУШ НОЙ СРЕДЕ к.т.н. Сухорукое В.П. (НИИГД), к.т.н. Песоцкий М.К. (М акНИИМ ин­ топэнерго Украины) Експериментально визначет параметры заряду вибуховоХ речовини, що за- безпечують безпечне руйнування пожежно-зрошувального трубопроводу у мета- ноповтряному середовищг при лжв1дац1Х аварш у тупиковых виробках шахт. ЕХРЕШМЕ.М АЕ КЕ8ЕАКСН ПЕ8ТКЕС ПОХ ОР ЕЖ Е - ШШСАТЮ1Ч Р1РЕ М Л Н ЕН Ш МЕТНАМЕ - АЖ ЕХУШ ОХМ ЕМ 8иЬогискоу У .Р ., Ре«ос1ау М.К. РагатеХегз о/ехр1оз1\е (ХеуХсе сНаг^е, ргочИт§ за/е дезХгисНоп о//те - 1т- %аИоп ргре т теХЪапе - ш> еттоптепХ <Хипщ IНе еНттайоп о / ассШепХ т Ытд а11еу ттез, аге (Хе/тесХ ехрептепХаИу. Для ликвидации пожаров в тупиковых выработках угольных шахт разработаны способы и средства позволяющие эффективно тушить очаги горения активным способом путем дистанционной подачи огнетушащих или инертных веществ по вентиляционным [1] или технологическим тру­ бопроводам [2]. При выгорании вентиляционного трубопровода на значи­ тельной длине или нарушении его целостности на отдельных участках практически исключается возможность подачи огнетушащих веществ в аварийную выработку. Использование для этой цели пожарно­ оросительного трубопровода возможно только при условии заблаговре­ менной установки на нем в забое тупиковой выработки специального ста­ ционарного устройства, обеспечивающего его дистанционную разгермети­ зацию [3]. Однако эти устройства обладают низкой надежностью и при длительной эксплуатации в шахте становятся не работоспособными. Для разгерметизации пожарно-оросительного трубопровода может быть использован комплект оборудования [4-6] предназначенный Для ока­ зания помощи пострадавшим оказавшимся за завалом в результате обру­ шения горной выработки. Комплект включает устройство, состоящее из двух ножей и соединенного с ними гидравлического цилиндра. Устройство с помощью штанг доставляется по трубопроводу в заранее определенное место за завалом и под действием высокого давления ножами перерезает трубопровод. Технические характеристики этого устройства позволяют осуществить разгерметизацию пожарно-оросительного трубопровода за зоной обрушения горной выработки, максимальная протяженность кото­ рой , как показано в работе [7], не превышает 42м. В тоже время использо­ вание этого устройства для разгерметизации пожарно-оросительного тру- 195 бопровода при ликвидации пожара в тупиковой выработке не представля­ ется возможным из-за незначительной длины перемещения ножей. Это существенно ограничивает область его применения так как не представля­ ется возможным осуществить разгерметизацию пожарно-оросительного трубопровода в промежутке между запорной арматурой, устанавливаемой на расстоянии друг от друга не менее 400м [8]. В связи этим необходимо, чтобы установка, осуществляющая раз- гермегизацию пожарно-оросительного трубопровода, могла с одной сто­ роны доставить разгерметизирующее устройство в любое промежуточное место по длине трубопровода, а с другой - обеспечить безопасное его раз­ рушение в атмосфере содержащей взрывоопасную концентрацию метана. Для доставки разгерметизирующего устройства может быть приме­ нена установка, использующая принцип перемещения описанный в работе [9], а именно: способ прокладки гибкого рукава выворачиванием его на изнанку, а в качестве устройства ,обеспечивающего разгерметизацию по­ жарно-оросительного трубопровода, использовать заряд взрывчатого ве­ щества (ВВ), разрешенного к применению в угольной промышленности. Очевидно , что параметры заряда ВВ, способного разрушить трубо­ провод, могут оказать влияние на технические характеристики и конст­ рукцию установки, обеспечивающей его транспортировку. В связи с этим, цель настоящей работы является экспериментальное определении параметров заряда ВВ способного безопасно разрушить по­ жарно-оросительный трубопровод в метановоздушной среде тупиковой выработки при ликвидации аварии в угольной шахте. Исследования безопасного и эффективного разрушения пожарно­ оросительного трубопровода взрывом выполнялись в специальном опыт­ ном штреке МакНИИ [10]. Взрывание ВВ различной конструкции прово­ дились в металлических трубах длиною 1,3м с внутренним диаметром 100мм, толщиной стенки 5-6мм , при этом один конец трубы был заварен. Образцы труб подвешивались по центру взрывной камеры так, чтобы их ось совпадала с осью опытного штрека, а заваренный торец был направлен в сторону днища трека. Заряд ВВ помещался на расстоянии 0,4м от зава­ ренного конца трубы и инициировался электродетонаторами типа ЭДКЗ- ОП. Если от взрыва труба заметно не повреждалась , то она использова­ лась для следующего опыта. В этом случае заряд смещался на расстояние 0,4м от места предыдущего взрыва в сторону открытого конца трубы. Концентрация метана во взрывной камере опытного штрека во всех опы­ тах составляла 9±0,5 об.%. Экспериментальные исследования по подбору типа ВВ для безопас­ ного и эффективного разрушения пожарно-оросительного трубопровода проводились с учетом следующих требований: 1. трубопровод изготовлен из стали марки 10 или 20; 2. трубопровод может быть пустым или заполнен водой; 3. взрыв заряда ВВ должен полностью перебивать трубопровод, либо образовывать в нем отверстие сечением не менее площади поперечного 196 сечения трубы; 4. в качестве заряда ВВ должны быть использованы патроны промыш­ ленных ВВ, широко применяемых в угольных шахтах; 5. заряд ВВ должен свободно размещаться в специальном рукаве диа­ метром не более 90 мм; 6. взрыв заряда не должен воспламенять метановоздушную смесь. В период проведения экспериментов (1993г.) в угольной промыш­ ленности применялись предохранительные ВВ: аммонит Т-19 1У класса, углениг Э-6 У класса и патроны П12ЦБ-2/2 У1 класса. Среди них, судя по работоспособности и скорости детонации, наиболее приемлемым для раз­ рушения трубопровода взрывом являлся аммонит Т-19. Аммонит Т-19 имел работоспособность 280 см3 и скорость детонации 4000-4200 м/с, в то время как показатели ВВ У и У1 классов предохранительное™ значительно ниже и не превышали соответственно 90-130 см и 2000 м/с. Для определения условий взрывания зарядов ВВ были выполнены сравнительные расчеты воздействия ударной волны на трубы при исполь­ зования аммонита Т-19 для случая воздушного зазора и зазора заполненно­ го водой. Расчеты показали, что наиболее жесткими условиями испытаний является взрывание зарядов при наличии воздушного зазора, что требует более высокого давления ударной волны. Кроме того, отсутствие воды в трубопроводе может увеличить вероятность воспламенения метановоз­ душной смеси. Экспериментальные исследования по подбору тапа ВВ для эффек­ тивного и безопасного разрушения трубопровода проводились в макси­ мально жестких условиях. В опытах использовалась стехиометрическая смесь метана, которая , как известно, наиболее чувствительная к источнику воспламенения. Как показали результаты первого опыта, при взрыве одного патрона П12ЦБ-2/2 массой 300 г заметного повреждения трубопровода и воспла­ менения смеси метана не происходит. При увеличении массы заряда до бООг (два патрона П12ЦБ-2/2 , связанных в пучок) наблюдается лишь не­ значительное разрушение трубопровода в месте установки заряда без вос­ пламенения метановоздушной смеси (рис. 1а). На следующем этапе экспериметальные исследования по подбору типа ВВ были продолжены с использованием ВВ У класса предохрани­ тельное™, а именно угленита Э-6. Первоначально в трубопроводе был взорван один патрон угленита Э-6 массой 200г. Результаты осмотра пока­ зали, что в месте размещения заряда ВВ трубопровод несколько раздут. Взрыв заряда данной массы воспламенения смеси метана не вызвал. В сле­ дующем опыте заряд был увеличен на половину патрона и составил 300г. Однако и в этом случае разрушение трубопровода достигнуто не было. Воспламенение смеси метана также отсутствовало. Не был достагнут же­ лаемый результат и при взрывании двух патронов угленита Э-6, связанных в пучок ( масса заряда ВВ 400г). 197 а) б) в) Рис.1. Результаты экспериментов по разрушению пожарно-оросительного трубопровода взрывом зарядов взрывчатых веществ типа патрон П12ЦБ- 2/2 , угленит Э-6 и аммонит Т-19. Как показано на рис. 16, взрыв заряда угленита Э-6 массой 400г вы­ зывает расширение трубопровода без трещин и порывов. Воспламенения метановоздушной смеси, как и в предыдущих опытах отсутствовали. Опыты с последующим наращиванием разрушающей силы взрыва за счег увеличения массы заряда ВВ не проводилось. Это обусловлено тем, что заряд ВВ, состоящий более чем из двух связанных в пучок патронов, не приемлем для указанных целей по требованиям к его диаметру. Эффективное разрушение пожарно-оросительного трубопровода бы­ ло достигнуто лишь при применения ВВ ГУ класса предохранительное™ аммонита Т-19. Как видно на рис.1в взрыв одного патрона аммонита Т-19 массой ЗООг перебивает трубопровод на две части со значительным обра­ зованием и разлетом металлических осколков. Таким образом, экспери­ ментальные исследования подтвердили правильность расчетов в том, что работоспособность аммонита Т-19 достаточно для эффективного разруше­ ния пожарно-оросительного трубопровода. Однако при взрывании патрона Т-19 массой ЗООг вызывает воспламенение метановоздушной смеси. В связи с этим опыты по определению оптимальной массы заряда были начаты с заряда ВВ величиной 1 ООг, что составляет третью часть па­ трона аммонита Т-19. Как показали результаты эксперимента , взрыв за­ ряда аммонита Т-19 такой массы (рис.2а) пробивает стенку трубопровода в месте его расположения без воспламенения смеси метана. С увеличением массы заряд до 200г трубопровод практически разрывается на две часта (рис.2в), однако при этом происходит разлет осколков и воспламенение 198 а) б) в) Рис.2. Результаты взрывания патронов аммонита Т-19 массой 100, 150 и 200г. смеси метана. При снижении массы заряда до 150г, также обеспечивается требуемая степень разрушения трубопровода (рис.2б). Дальнейшие испы­ тания заряда данной массы показали, что иногда происходит воспламене­ ние метановоздушной смеси. Помимо этого, были проведены испытания заряда аммонита Т-19 массой 150г в условиях, когда трубопровод закрыт с обоих концов, что имеет место на практике. Такие условия, с точки зрения воспламенения метана являются менее жесткими, чем когда один конец трубопровода от­ крыт. Для моделирования данных условий, открытая сторона трубопрово­ да после размещения в нем заряда герметично заделывалась глиной на длину 8-10см. Тем не менее уже на третьем опыте стало ясно, что воспла­ менение метановоздушной смеси возможно и в условиях закрытого трубо­ провода. Для предотвращения случаев воспламенения метановоздушной сме­ си при взрыве заряда аммонита Т-19 был апробирован порошок КСВ-30, состоящий из смеси хлорида натрия (45%) и углекислого кальция (55%) с добавкой поверхностно-активного вещества. Этот порошок обладает инги­ бирующими свойствами и применяется при взрывных работах в угольных шахтах опасных по газу и пыли в качестве защитного средства от воспла­ менения. Конструкция изготовленных высокопредохранительных зарядов ВВ с использованием взрывоподавляющего порошка показана на рис.З. Об­ щий вид 1 заряда ВВ показан на позиции (а). Детали конструкции заряда 199 Рис.З. Схема конструкции высокопредохранительных зарядов ВВ. показаны на позициях (б) и (в), где 2-полиэтиленовая оболочка диаметром 56мм; 3-порошок КСВ-30 толщиной слоя 10мм; 4-патрон аммонита Т-19 массой 100-150г и 5- электродетонатор типа ЭДКЗ-ОГЪ Общая масса заря­ да ВВ была равна 400г. Высокопредохранительные ВВ согласно требованиями работы [11] могут быть допущены к применению в угольных шахтах опасных по газу и пыли, если из 20 взрываний в опытном штреке не было ни одного случая воспламенения смеси метана. По данным же работы [11] взрывчатое веще­ ство можно считать выдержавшим испытание с надежностью 0,99, если в 12 опытах отсутствовали воспламенения смеси метана. Результаты испы­ таний зарядов аммонита Т-19 в порошковой полиэтиленовой оболочке приведены в таблице 1. Наиболее типичный характер разрушения трубопровода, получае­ мый при взрыве аммонита Т-19 во взрывозащитной оболочке, приведен на рис.4а и 46 в сравнении с образцом разрушенного трубопровода от взрыва такого же заряда ВВ без взрывозащитной оболочки (рис.4в). 200 Таблица 1. Результаты испытаний зарядов аммонита Т-19. Масса Масса Результаты опытов п/п порошка КСВ-30, г ВВ,г Воспламенение смеси метана Характер разрушения трубопровода 1 400 150 отсутствовало площадь разрыва трубы превышает ее сечение 2 390 150 то же то же 3 370 150 то же то же 4 410 150 то же то же 5 410 150 то же то же 1"~"б 410 150 то же то же 7 360 150 то же то же 8 360 150 то же то же 9 400 150 то же то же 10 410 150 то же то же 11 390 150 то же то же 12 400 150 то же то же а) б) в) Рис.4. Результаты взрывания патронов аммонита Т-19 во взрывозащитной оболочке. Таким образом, результаты испытаний показали, что обеспечение заряда аммонита Т-19 взрывозащитной оболочкой из порошка КСВ-30 201 предотвращает случаи воспламенения метановоздушной смеси и практи­ чески не оказывает влияние на степень разрушения эксплуатируемого тру­ бопровода. По результатам выполненных исследований получено положитель­ ное заключение МакНИИ о возможном безопасном и эффективном ис­ пользовании заряда аммонита Т-19 с массой 100-150г в оболочке из взры­ возащитного порошка КСВ-30 для разгерметизации пожарно­ оросительного трубопровода в шахтах, опасных по газу и пыли. В настоящее время на угольных шахтах применяются взрывчатые вещества более высокого уровня безопасности с точки зрения выгорания патрона и образования ядовитых продуктов взрывания (количество СО снижено в 2,5-Зраза), а именно: IV класс - аммониты типа Ф-5 и Г-5, V класс - угленит типа 13П и VI класс - угленит типа 10П. Работоспо­ собность угленитов 13П составляет 145-185 см3, а 10П соответственно 125-150 см3. Аммониты Ф-5 и Г-5 по взрывчатым показателям и предо­ хранительным свойствам находятся на уровне аммонита Т-19. Таким образом для разрушения пожарно-оросительного трубопрово­ да можно использовать предохранительные аммониты IV класса марок Ф-5 или Г-5, выпускаемые в настоящее время промышленностью. С П И С О К Л И ТЕРА ТУ РЫ 1. Руководство по тушению пожаров в тупиковых выработках. Донецк: НИИГД, 1987.- 60 с. 2. Использование шахтных рубопроводов для подачи азота в горные вы­ работки. Донецк: Донбасс, 1973, 85 с. 3. А.с. 1000641 СССР, МКИ Р 16 I 13/08, Е 21 Р 11/00, Устройство для герметизации тупиковых участков шахтных воздухопроводов, Опубл. в БИ №8, 1983. 4. Марийчук И.Ф., Голдынский Г.Г., Шилинговский И.Н. Локальная раз­ герметизация пожарно-оросительного трубопровода в горной выработ­ ке за завалом для подачи воздуха пострадавшим // Горноспасательное дело:Сб. науч.тр./ НИИГД.- Донецк, 1994.-С.49-56. 5. Марийчук И.Ф., Медгаус В.М., Пефтибай Г.И Разгерметизация пожар­ но-оросительного трубопровода для оказания помощи пострадавшим за завалом //Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. /НИИГД,- Донецк, 1997,- С.86-89. 6. Медгаус В.М. Система жизнеобеспечения находящихся за завалом пострадавших //Горноспасательное дело: Сб. науч.тр. / НИИГД. - До­ нецк, 1999,-С. 149-155. 7. Чистюхин В.В., Кудинов В.П., Папушин А.Ю. Анализ аварий, связан­ ных с обрушением пород в горных выработках // Горноспасательное дело:Сб. науч.тр./ НИИГД.-Донецк,1994,- С.22-26. 8. Зб1рник шструкщй до правил безпеки у вупльних шахтах, т. 2, Ки1в. 2003 ,416 с. 202 9. Сухоруков В.П., Кузнецов В.В. Расчет параметров установки дистанци­ онной прокладк гибкого трубопровода. // Разраб. Месторождений по­ лезных ископаемых: Респ. Межвед. Науч.-техн. Сб.-1991. - Вып. 89. С.93-98. 10.ГОСТ 7140-81 “ Вещества взрывчатые промышленные. Методыиспы- таний в метановоздушной и пылевоздушной смесях”. И.Песоцкий М.К., Грицюк И.С. О необходимом количестве опытов при испытаниях предохранительных взрывчатых веществ //Снижение трав­ матизма при взрывчатых работах в угольных шахтах:Сб. науч. тр. / Ма- кНИИ,- Макеевка - Донбасс, 1986, С.- 5-11.

Ähnliche Einträge