3. Повышение гидростатического давления в шпурах происходит вследствие того, что шпур после заряжания герметизируется песчано-глинистой забойкой. За время заряжания забоя (30-40 мин.) давление по экспериментальным данным может повыситься до 3·105 Па. Отрицательные явления. При давлении 3·105 Па водоустойчивость оболочки патрона ВВ снижается, что приводит к намоканию взрывчатого вещества и отказам зарядов. Меры борьбы: требуется повышение водоустойчивости патронов ВВ и применение пористой забойки, исключающей повышение давления в шпурах.
Ни одно из ранее рассмотренных предохранительных ВВ не обеспечивает полной гарантии невоспламенения взрывоопасной рудничной атмосферы. В связи с этим для ведения взрывных работ разработан комплекс мероприятий, предотвращающих или локализующих воспламенение МВС и ПВС.
Для увеличения гарантии качественного взрыва и полной детонации зарядов необходимо выполнить следующие правила:
- ЛНС для зарядов в шпурах должна быть не менее 0,5 м;
- содержание метана у забоя и на расстоянии до 20 м от забоя должно быть не более 1%;
- заряд, состоящий из нескольких патронов ВВ, следует вводить в шпур одновременно.
Суммарный интервал замедления при короткозамедленном взрывании в шахтах, опасных по взрыву газа и пыли, выбирают исходя из условий, чтобы в месте расположения зарядов за этот интервал не образовалось взрывоопасных концентраций метана и угольной пыли. Для угольных и смешанных забоев суммарный интервал замедления не должен превышать 200 мс, а для породных забоев подготовительных выработок – 300 мс.
Способы инертизации взрывоопасной атмосферы
Гарантией того, что рудничная атмосфера в призабойном пространстве выработки окажется "безразличной" к любым негативным ситуациям, возникающим при ведении взрывных работ, является замена взрывоопасной атмосферы на инертную. С этой целью используют водяные завесы, воздушно-механическую пену, распыленные ингибиторы, инертные газы, инертную пыль, водяные заслоны и т.д. Рассмотрим некоторые из этих способов.
Способ создания водяных завес состоит в предварительном (за 25 мс до взрыва врубовых шпуров) взрывании зарядами ВВ повышенной предохранительности (VII класс ВВ) полиэтиленовых мешков с водой емкостью от 20 до 50 л, подвешенных у забоя или укладываемых на почву выработки. В этом случае атмосфера в забое на участке 3 – 6 м при однорядном и двухрядном расположении сосудов насыщается тонкодиспергированной водой. Обычно заряды в сосудах взрывают мгновенно, а врубовые шпуры инициируют детонаторами ЭДКЗ с замедлением 25 мс (15 мс). Все заряды монтируют в единую сеть.
Иногда для создания водяных завес применяют специальные форсунки, из которых диспергированная вода выбрасывается на некотором расстоянии от взрываемого забоя. Количество воды принимают из расчета 5 л на 1 м2 сечения забоя.
Применение воздушно-механической пены. Этот способ реализуется следующим образом. От пеногенератора пена воздушным вентиляционным потоком по трубам транспортируется в забой и заполняет все сечение выработки на протяжении 10 – 15 м. Все газы вытесняются из призабойного пространства, чем и обеспечивается безопасность взрыва. Используют пеногенераторы эжекционного типа, производительностью от 0,8 до 1,5 м3/мин. Необходимый напор рабочей жидкости на форсунки пеногенератора создается наосом. Давление в пене падает в 12 – 14 раз и сильную тенденцию к затуханию имеет при увеличении расстояния.
Применение распыленных ингибиторов. Ингибитор – вещество, снижающее скорость химических реакций. При определенном содержании этих веществ в воздухе вспышка взрывоопасной смеси не происходит. В качестве ингибиторов применяют KJ, NaJ, NaBr, которые нейтральны по действию на организм человека, химически стойкие. Распыление их достигается путем взрыва зарядов ВВ.
Использование инертных газов в призабойной зоне основано на том, что пробка (перегородка) из инертных газов толщиной около 1,5 м в выработке гарнтирует локализацию вспышки метана или угольной пыли. Не дает возможности развиваться вспышке, если очаг расположен вплотную к забою.
Много десятков лет в угольных шахтах применяются водяные или пылевые заслоны, которые создаются путем размещения на некотором расстоянии от забоя стеллажей, на которых установлены ванны с водой или доски с инертной пылью. Стеллажи и доски легко опрокидываются воздушной ударной волной, идущей впереди пламени, прерывая его распространение образованной преградой из водовоздушной или пылевоздушной смеси.
7.6 Особенности взрывных работ при проведении выработок по выбросоопасным пластам
При отработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, а также на угрожаемых пластах, где текущим прогнозом получены значения "Опасно", в определенном режиме, направленном на защиту людей от последствий возможных выбросов, применяют сотрясательное взрывание.
Сотрясательное взрывание – способ обеспечения безопасности работ, согласно действующим единым правилам безопасности при взрывных работах. Он применяется при вскрытии опасных по выбросам пластов, при проведении подготовительных и очистных выработок по таким пластам, а также при вскрытии угрожаемых пластов.
Согласно современным представлениям, сотрясательное взрывание – это взрывные работы на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа, которые выполняются в определенном режиме, направленном на защиту людей от последствий возможных выбросов угля, породы и газа. Сотрясательное взрывание имеет два принципиально разных значения:
- полная отбойка угля и породы в заданном сечении выработки;
- предотвращение выбросов угля и газа.
Выбросы угля и газа, происходящие в результате сотрясательного взрывания, характеризуются следующими признаками:
- отбросом угля от забоя на расстояние, превышающее протяженность возможного размещения угля, отбитого взрывным способом;
- образованием в угольном массиве характерной полости;
- повышенным по сравнению с обычным газовыделением в горную выработку.
Основные признаки выброса:
- разрушение породы за пределами проектного сечения выработки;
- образование в массиве полости, оконтуренной породой, расслоившейся на тонкие чешуеобразные пластинки;
- отброс породы от забоя и дробление значительной части ее до размеров крупнозернистого песка;
- повышенное газовыделение в выработку.
Влияние на интенсивность выбросов оказывает угол падения пласта. Так, при пологом падении максимальная интенсивность не превышала 2000 т, при крутом – достигала 14000 т! Увеличение сечения выработки приводит к увеличению интенсивности выбросов угля и газа. Сотрясательное взрывание условно делят на шесть видов (в данном разделе рассматривается три вида). Разработка нескольких видов сотрясательного взрывания зависит от назначения области и условий эффективного его применения. Каждый из видов имеет вполне определенную область применения, заданный режим взрывания, характеризуется специфическими параметрами ведения взрывных работ.
1. Вскрытие пласта (этот вид взрывания предназначен для отбойки породы и угля в зонах приближения и удаления). Вскрытие пластов сотрясательным взрыванием производится с использованием ВВ IV класса (аммонит Т-19, аммонит ПЖВ-20). В забоях выработок, проводимых по породам с f ≥ 5, допускается использовать до обнажения угольного пласта ВВ III класса (например аммонит АП-5ЖВ), имеющего высокую работоспособность.
Вскрытие или пересечение пласта – это комплекс работ, связанных с приближением к пласту, его пересечением и удалением от пласта. Чаще всего пересечение пластов производится квершлагами, рис.60.
Во всех случаях следует считать:
– при вскрытии пологих, наклонных и крутонаклонных угольных пластов "участком приближения" – участок вскрывающей выработки с 4 до 1 м перед вскрываемым пластом и "участком удаления" – с 1 до 4 м за пластом (все расстояния принимать по нормали к пластам) рис.60;