автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Теория локализации взрыва, способы и средства взрывозащиты горных выработок при взрывных работах

ДОНЕЦКИМ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ШЕВЦОВ Николая Романович

ТЕОРИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВА, СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ

Специальность 05.26.01—„Охрана труда и пожарная

безопасность"

Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Донецк—1992

Работа выполнена в Государственном Макеевском научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф. докт. техн. наук, проф. докт. техн. наук

ЯРЕМБАШ И. Ф. ТКАЧУК К. Н. ДОБРЯНСКИЙ Ю.П.

Ведущая организация—Институт геотехнической механики

АН Украины.

Защита диссертации состоится . —"-СУУ^Ч Д^^ОиХ 1992 г. в \^^,часов на заседании специализированного совета ^1-0^8.20.02 при Донецком ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте по адресу: 340000, г. Донецк, ул. Артема, 58.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан . • С О 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, докт. техн. наук, профессор

РНЯЕВ В. И.

___ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

г ..... I

'/г*/!'.. Д^соертащш, представленная в форме научного доклада, явля-

--¿Ъ.'®5_!РезУ'1Ьтатом исследований автора, опубликованных в 19671990 г.г.

Актуальность проблеглы. В настоящее время, в связи с переходом горных работ на глубокие горизонта и интенсификацией произ- • водственных процессов в угольных шахтах возросло метановыделение, что сопряжено с опасностью взрывов газопылевоздушных сред, катастрофические последствия которых общеизвестны.

Несмотря на достигнутый достаточно высокий уровень безопасности взрывных работ, они по-прежнему остаются одной из основных причин воспламенения мотана и угольной пили (на их долю приходится 36$ всех происшедших аварий). Это обусловлено спецификой взрывных работ, не исключающей полностью образование взрывоопасной среды и появление импульсов, способных воспламенить ее. Лре-дупреждение и локализация взрывов в шахтах, опасных по газу и взрыву пыли, таким образом, является актуальной задачей, решение которой традиционными путями является не всегда успешным. Необходим принципиально новый'подход к решению, учитывающий комплекс факторов, сопровождающих взрывной процеос и обуславливающих конечный результат. В рамках существующих воззрений на механизмы воспламенения и распространения пламени эти факторы не могут быть учтены, тем более невозможно на этой ооновв осуществить расчет расхода пламегасящего вещества для локализации взрыва. В диссертационной работе решена эта актуальная проблема. В нее включены результаты многолетних исследований, выполненных под руководством и при непосредственном участии автора по тематическим планам работ МакНИИ, основная чаоть которых проводилаоь на основании программы ГКНТ по решению научно-технической проблемы 0.05.07.07.01, Республиканской целевой программы "Энерго-комллекс" РН 05.06.Ц.02 и программы Минуглепрома СССР "Взрыво-защита" (приказ от 26.01.88 № 13).

Целью работы являетоя разработка теории локализации взрыва в начальной стадии его возникновения динамически неустойчивыми дисперсными системами со взрывчатой дисперсионной средой и создание на ее основе способов и средств предупреждения развития взрывов газопылевоздушных смесей по сети горных выработок при взрывных работах в шахтах, опасных по газу и взрыву шли.

Идея работы заключается во введении новой концепции, исходящей из представления о дискретном характере процесса локализации взрыва, существования пороговых режимов этого процесса, их моделирования и построения систем взривозаидаты на этой основе с использованием порошковых ингибиторов с заданными свойствами.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод, включающий системный анализ существующих механизмов предупреждения и локализации взрыва, способов и средств взривозащиты горных выработок? теоретические и экспериментальные исследования физической модели локализации взрыва динамически неустойчивыми дисперсными системами, их теплофизических и флешатнзирующих свойогв и условий движения; промышленные испытания и внедрение разработанных способов и средств обеспечения взрывобезопасности горных выработок.

При этом использованы методы теории планирования эксперимента, математического анализа, классической физики, технической термодинамики. .

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Процесс локализации взрыва имеет дискретный (пороговой) характер, основные параметры локализуемого взрыва определяются ингибирующими, теплофизическими и аэродинамическими характеристиками распыляемой среды, овязь между которыми может быть установлена только на критериальном уровне. Точную оценку•степени взрывозащитной эффективности веществ нельзя дать без учета фактического режима распыления и локализации,исходя только из их химической и физической природы.

2. Для выявления закономерности формирования локализующей взрыв буферной среды принята термодинамическая модель, связывающая пространственно-временные характеристики формируемого предохранительного облака с тепловой мощностью локализуемого взрыва и энергоносностью среды, зависящей от ее плотности и удельного теплопоглощония.

3. Энергетическая эффективность распыляющего конденсированную среду заряда ЕВ зависит критериально от импульса силы взрыва, скорости расширения и массового расхода продуктов детонации.

4. Взрывание зарядов ВВ без выброса забойки осуществляется при соблюдении критериальных условий, связывающих детонационные

свойства заряда, плотность заряда и запирающую эффективность забоечного материала,зависящею от его насыпной и физической (теоретической) плотности.

Обоснована применимость двух известных моделей расчета давления в зарядной полости при взрыве зарядов ВВ, основанных на учете состава продуктов взрыва (метод Тейлора), а также на уча-то степени расширения зарядной полости (через точку сопряжения).

5. Установлено оптимальное время запирания продуктов взрыва ВВ в буферной среде, равное 0,42 мо, при отклонении от которого их воспламеняющая способность возрастает по кривой третьего порядка.

6. Установлена и подтверждена многофакторными экспериментами закономерность изменент скорости выбрасывания забойки из канала под действием взрыва.

7. Апробированы и реализованы технические решения, способы предупреждения и локализации взрывов, основанные на применении специально разработанных порошковых композиции с поляфунк-ционалъными взрывозащитннми свойствами, которые позволяют обеспечить безопяоность взрывных работ шпуровым и сквадинным методами в наиболее опасных ситуациях угольных шахт. Разработанная методика дифференцированной оценки взрывозащитной эффективности веществ позволяет экспериментально определить их флегматизи-рующую концентрацию и удельное теплопоглощение.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена: соответствием установленных закономерностей формирования диоперсных систем и гашения-продуктов взрыва основным физическим законам и качественным представлениям о характере протекания процессов; необходимым объемом экспериментальных материалов, полученных в шахтах и на специальных физических моделях выработок при проведении исследований, связанных с разработкой теории локализации взрыва, способов и средств взрывозащигы горных выработок при взрывных работах; проведением экспериментов по локализации взрнвов метано-воздушнод смеси в идентичных условиях за счет ежедневных контрольных воопламеневий при .различных концентрациях метана с последующей установкой заданного уровня взрывчатой смесп; положительными результатами использования теоретических и экспериментальных разработок в ходе опитно-продаи-ленных испытаний и внедрения способов и средств взрывозадиты горных выработок и ликвидации оистомы "Заслон АВП-1" методом

принудительного срабатывания, а также локализацией взрыва при ее эксплуатации на шахте "Победа" (ПО "Краснодонуголь"); удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований о экспериментальными данными в шахтных и лабораторных условиях; тем, что разработанная теория позволяет объяснить ранее известные, но неидентифицированные в области предупреждения и локализации взрывов факты.

Научная новизна выполненных доследований состоит в том, что на основе нового методологического подхода создана целостная теория локализации взрывов в горных выработках при взрывных работах дисперсными оиотемами оо взрывчатой дисперсионной средой, формируемой взрывным способом, включающая в себя: критериальные условия локализации вспышек и взрывов различной мощности в начальной стадии развития в загазированных горных выработках, проводимых буровзрывным спосооом; открытие неизвестного ранее свой- . огва оптимальности времени запирания продуктов взрыва ВВ как воо-пдаменяющего агента буферной средой; выявление закономерности разлета продуктов взрыва различной мощности и вида в буферных средах различной энергоноснооти; разработку математической модели процесса локализации взрыва, имеющего механизм дискретного действия, в начальной стадии развития в горных выработках, связывающей основные параметры взрыва,-флешатизирующие и теплофизи-ческие свойства дисперсной фазы, а также, аэродинамические характеристики средств ее распыления; раскрытие общей закономернооти формирования буферной среды заданной массы и различной структуры и взаимодействия ее с преградой; установление и подтверждение многофакторными экспериментами закономерности изменения максимальной скорости выбрасывания забойки из канала под действием взрыва; ооздание и экспериментальную проверку математической модели, описывающей баллистику линейного взрывоподавления, работающего на принципе распадения порошка под действием взрыва; разработку метода расчета параметров камуфлетного взрывания окважинного заряда без выброса забойки из окважины и времени истечения продуктов взрыва из камуфлетной полости; разработку ооновных принципов конструирования быстродействующих систем принудительного рапыле-ния порошковых ооотавов в горных выработках.

Научное значение работы заключается в разработке феноменоло- ' гической теории локализации взрыва, связывающей характерно ищи взрыва с параметрами буферной среды, локализующей взрывши уста-

навливающей общие критериальные условия предотвращения и локализация взрыва, справедливые для любых способов и средств взрывозащиты.

В свете этой теории подвергаются переосмысливанию некоторые взгляды на механизм локализации взрыва и интерпретация основных понятий обеспечения взрывобезопасности горных выработок, тагах как взрнвопредотвращащая концентрация и некоторых критериев.

Созданная теория позволяет объяснить ряд явлений, связанных с воспламенением взрывоопасных смесей, которые ранее не могли быть объяснены. Созданные основы научного построения и оценки уровня эффективности средств локализации взрыва позволяют разработать принципиально новые направления в области взрывозащиты ' горных выработок при производстве взрывных работ. Предложенная теория позволяет рассчитать параметры высокопредохранительных обояочечных ВВ; восходящие тепловые потоки при обосновании параметров систем взрывозащиты газоконденсатопроводов, все параметры надежного функционирования систем предупреждения и локализации взрывов, оставляя за испытаниями натурных образцов только одну функцию - проверочную.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- разработана саморегулирующаяся технология взрывания скваздш-ных зарядов без выброса забойки, которая внедрена при разупрочнении труднообрушаемых пород кровли (передовом торпедировании);

- разработаны и внедрены в подготовительных и очистных забоях угольных шахт предохранительные аэрозольные (порошковые) завесы;

- создана автоматическая система локализации взрывов в начальной стадии развития, в подготовительных выработках при взрывных работах "Заслон АВП-1";

'- созданы взрывоподавляющие порошковые композиции, в том числе ВМК-1, ПСБ-ТМ, КСВ-30, ПВХ-1Н, которые заложены в перечисленные способы и средства взрывозащиты горных выработок; на ооновэ порошкового ингибитора КСВ-30 разработан и внедрен состав пастообразной забойки ИЗ!,1-3;

- впервые разработана и внедрена в МакНИИ методика экспериментального определения в опытном штреке (в условиях максимально приближенных к производственным) флегмагизируюшей концентрации и удельного теплопоглощения (пламегасящей концентрации) веществ при взрывном способе их распыления.

За большой вклад в техническое развитие средств взрывоза-щиты горних выработок автору в 1985 г. присуждена премия имени академика А.А.Скочинского, а в 1990 г. присвоено почетное звание "Заслуженный изобретатель Украинской ССР".

Реализация работы. Технология камуфлетного взрывания сква-кинных зарядов ВВ без разгерметизации зарядной полости внедрена в II шахтах 4 производственных объединений по добыче угля Донбасса при разупрочнении кровли на выемочных участках и проведении выработок скважинно-шдуровым методом. Параметри способа и забойки изложены в "Инструкции по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках", "Руководстве по применению забойки при взрывных работах в угольных шахтах". Предохранительные аэрозольные (порошковые) завесы внедрены на 6 шахтах трех производственных объединений по добыче угля Донбасса при проведении 24 подготовительных выработок. Пространственно-временные параметры предохранительной среды отражены в "Инструкции по созданию предохранительных аэрозольных (порошковых) завес при взрывных работах в угольных шахтах" и "Инструкции по оовданию взрывозащитных водораспылительных и порошковых завес при взрывных работах в условиях многолетней мерзлоты и отрицательных температур в угольных шахтах". Установочная серия системы "Заслон АВП-1" (ТУ 12.44.1132-85) в количестве 170 комплектов внедрена в 22 шахтах 13 производственных объединении по добыче угля в Донбассе. Техническая характеристика и параметры эксплуатации системы включены во "Временное руководство по оборудованию и эксплуатации заслона для автоматического взрыводо-давления АВП-1". Пастообразная забойка ПЗМ-З внедрена в шахтах всех производственных объединений Донбасса, а такне в шахтах других угольных бассейнов, в т.ч. в производственном объединении "Арктикуголь". Методика дифференцированной оценки взрыво-защитной эффективности веществ внодрена в МакШМ. За период с 1972 г. было испытано около 70 модельных, экспериментальных, опытных и серийных порошковых составов, разработанных ВНИШО, НПО "Респиратор", Киевским госуниверситетом, НПО "Карбонат", МакНШ (проведено примерно 1000 экспериментальных взрывов в опытном штреке). Установленные в результате испытаний показатели наряду о рецептурными находками в работе йыжа лопользованы

организациями-разработчиками при составлении технических заданий на составы порошковые взрывоподавляющие. По этим техническим заданиям были созданы, доведены до сорийного производства взрывоподавляющие порошки ПСБ-Т1,1 (ТУ 6-18-10-11-85), КСВ-30 (ТУ-18-30-87)., непылящий взрывопрэдупреждающий порошок ПВХ-Ш (ТУ 6-18-10-27-85), состав забойки скватлш для пневмотранспоргированш ВМК-1 ...которые заложены в разработанные средства взрывозащиты.

Результаты работы использованы в нефтехимической и газовой промышленности, а именно, разработан способ взрывозащиты замкнутых технологических аппаратов, на основе которого ВПИИПО создана автоматическая система взрывоподавления "Роса", внедренная на Ивано-Франковском заводе тонкого органического синтеза; .заслон АВП-1 принят в качестве активного модуля в системе обеспечения безопасности эксплуатации переходов магистральных газопроводов через железные дороги, разработку которой ведет АСУНШИтрансгаз, и др.

Апробация работы. Основные результаты научных исследований докладывались и получили поло^итея. чую оценку на научно-технических совещаниях по вопросу взрывных работ в угольных шахтах и создания инертной среды (Москва, ИГД им.А.А.Скочлнского, 1968 г.), Всесоюзным научно-техническом совещании "Совершенствования взрывных работ в газо- и лылеопасных угольных шахтах" (г.Луганск, Дом техники, 19'- г.); Республиканской конференции молодых ученых, посвященной проблемам безопасности труда в горной промышленности (г.Макеевка, МакНИИ, 1968 г.); Всесоюзной конференции молодых ученых по безопасности труда в .горной^промышленности (г.Макеевка, МакНИИ, 1970 г.); Всесоюзном научно-техническом совещании по вопросам безопасности ведения взрывных работ в газо- и далеопасных угольных шахтах (г.Макеевка, МакНИИ, 1973 г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы пожаро- и взрывозащиты технологического оборудования" (г.Москва, ВНШ10, 1976 г.); конференции "Теория и практика использоваю'ч энергии взрыва в народном хозяйстве" (г.Киев, ИГФ АН УССР, 1981 г.); седьмой Международной научно-технической конференция по буровзрывным работам (г.Киев, институт геофизики АН УССР, 1982 г.); Республиканской конференции "Проблемы совершенствования пылегазового режима на угольных шахтах" (г.Макеевка, МакНИИ, 1988 г.); Международном конгрессе "Проблемы старопромыпленних районов: экономика, экология,

политика" (г.Донецк, 1991).

Основные результаты исследований, промышленных испытаний и внедрения новых оредств взрывозащиты неоднократно докладывались и обсуждались на технических совещаниях в Минуглепроме СССР (г.Москва, 1977 г., 1986 г., 1987 г., 1969 г..г.Конотоп, КЭМЗ, 1981 г.); в Минуглепроме УССР (г.Донецк, 1968 г., 1979 г., 1984 г., 1987 г.); Всесоюзном семинаре руководящих работников Госгортехнад-зора СССР (г.Москва, 1987 г.); бюро 1ГТС Гоогортехнадзора УССР (г.Киев, 1987 г.); совместном заседании секции техники безопасности и охраны природы НТС Минуглепрома УССР, секций угольной промышленности и взрывных работ НТС Гоогортехнадзора УССР (г.Ворошиловград, 1985 г.); совещании по вопросу использования аэрозолей в угольной промышленности (г.Киев, Совмин УССР, 1980 г.); заседаниях МВК по взрывным работам о ходе выполнения работ по торпедированию кровли (г.Москва, ИГД им.А.А.Скочинского, 1985 г., г.Ленинград, ВН11МИ, 1986 г.); координационных совещаниях по рассмотрению хода выполнения программы Минуглепрома СССР "Взрывоза-щита" (г.Донецк, Донецкгосуглепром, 1988; г.Ворошиловград, Воро-шиловградгосуглепром, 1988 г.; г.Макеевка, МакНИИ, 1989 г.).

По вопросам применения системы* "Заслон АВП-1" в угольных шахтах проведены Всесоюзные семинары руководящих работников производственных объединений и шахт (г.Макеевка, МакНИИ, 1986 г., 1987 г.) и школа передового опыта (г.Димитров, шахта им.А.Г.Стаханова, 1987 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 49 научных работах, в том числе двух монографиях, брошюре, справочнике и 10 авторских свидетельств на изобретение.

В выполнении работы на разных этапах и в решении ряда задач участвовали докгтехн.наук, проф. В.Е.Александров, к.т.н.

B.И.Стикачев, к.х.н.Д.Ф.Даценко, к.т.н. Н.Н.Гапонов, к.т.н. К.С. Толстых ; инженеры А.Б.Михайлов, И.Д.Калимулин, Н.Н.Малявка,

C.А.Калякин.

Автор выражает свою глубокую благодарность и признательность докт.техн.наук, проф.А.М.гЛореву за помощь и ценные советы при выполнении и оформлении данной работы, соавторам и всему коллективу отдела взрывных работ и взрывчатых материалов МакНИИ за содействие и помощь в проведении и внедрении исследований в ла-бораторно-полигонных и шахтных условиях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Принятая в настоящее время многоступенчатая система обеспечения взрывобезопасности горных выработок в угольных шахтах является многофункциональной: каждая линия взрывозащиты одновременно локализует взрыв на одной степени и предупреждает взрыв на следующей. Поэтому рассмотрение общих принципов процесса взрывозащиты сводится, по существу, к рассмотрению общих принципов процесса локализации взрыва [13,15} . Существующие представления о механизме локализации взрыва неполны, т.к. не связывают критерии предупреждения и локализации взрыва с физической сущностью процесса и не учитЯвают множество случайных и детерминированных ' факторов, влияющих на процесс гашения раскаленных продуктов взрыва. Только создание такой теории, овязывакхцей основные параметры взрыва, флешатизнрующие и тепдофизические характеристики веществ, а также баллистику способов и средств их распыления, позволили решить основную задачу - изыскать надежные способы и средства взрывозащиты горных выработок при производство взрывных работ. Круг этих задач послужил основой для формирования цели работы, ев основного научно-технического содержания и внедрения результатов в шахтах.

Кардинальным отличием характера горения газа от горения жидкости и твердых тел является разлет в пространстве газообразных продуктов взрыва, которые па определенном расстоянии сохраняют высокую температуру и способны воспламенить взрывчатую среду. Основой разрабатываемой теории является установление закономерностей ох-латщения раскаленных продуктов взрыва в процессе разлета в буферной среде (рис.I), которая в зависимости от способа взрывозащиты называется предохранительной средой, пламегасящей средой, забойкой шпуров иди скважин, предохранительной оболочкой вокруг заряда ВВ. Без оценки теплофизических возможностей буферной среды невозможно предугадать степень влияния ингибирования, баллистики, способа распыления и других факторов на процесс взрывоподавления.

Определение линейного размера зоны разлета раскаленных продуктов взрывного горения ( Ь ) фактически сводится к определению минимальной длины буферной среды, при прохождении которой расширяющиеся продукты взрыва охлаждаются до заданной температуры.

Принципиальные охемы проявления критической зоны разлета продуктов взрыва

а - сферический взрыв (взрыв в оболочке); б - взрыв в канале;

I - локализуемый взрыв; 2 - буферная среда; 3 - взрывчатая метано- н (или) лыпевоздушная омесьг

Рис.1

Из теории предохранительных ВВ, системного анализа результатов локализации взрыва при взрывозащиге конкретных объектов конкретными средствами, а также из результатов специально проведенных экспериментов по воспламенению метановоздушной смеси через воздушную и ленную преграды [1,2,5,6,25] следует, что длина зоны разлета будет определяться двумя независимыми комбинациями независимых друг от друга параметров, а именно: комбинацией, характеризующей опасность (агрессивность) локализуемого взрыва (ВВ, метано- и пылевоздушных смесей), и комбинацией, характеризующей локализующую эффективность буферной среды. Для характеристики агрессивности локализуемого взрыва вводится параметр , ха-

рактеризующий тепловую мощность взрыва, т.е. расчетное количество теплоты взрыва, выделяемой в единицу времени. Один из параметров, определяющих вторую комбинацию, должен характеризовать запирающую способность (инерционность) буферной среды. Исходя из физической оути процесса, таким параметром можно считать начальную плотность ( р ). В качестве параметра буферной среды, определяющего ее теплофязические свойства,было принято удельное тепло-поглощение ( Д ), характеризующее верхние значения теплопогло-щающих свойств веществ. Исходя из постановки задачи и учитывая, что.продукты взрыва расходуют энерпир не только при теплообмене с буферной средой, но и при расширении,в искомую зависимость необходимо ввести безразмерный критерий О о , определяющий долю энергии, которую необходимо отобрать в единицу времени у продуктов взрыва в процессе теплообмена с буферной средой, чтобы предотвратить воспламенение метано- и пылевоздушной смесей.

Аналитическая связь меяду определяющими критериями была найдена методом размерностей путем комбинации независимых параметров, характеризующих агрессивность локализуемого взрыва и локализующую эффективность буферной среды [1,7,9,11-13, 15,37] .

Решив полученное выражение относительно А и введя безразмерный переводной коэффициент с£0, корректирующий относительное различие тепловых потоков через единицу поверхности буферной среды в свободном ( с^о = I) и замкнутом пространствах, получим:

/ ( а» о* У/2

/ - «М (1)

Критерий А р является, по существу, энергоносностью буферной среды и определяет величину тепловой мощности, которая расходуется при прохождении тепловым потоком единичной площадки

Аш р (2)

Введем относительный показатель "} теплофизической эффективности буферной среды (эквивалент энергоносности). Приняв в качестве эталона воздух, преобразуем зависимость (I) к виду 137

Параметр ^ может быть определен для любой стадии гашения [1,11-13,15] 2 1/2

„ ^ ( А Р„ V

(4)

В рамках решаемой проблемы устанавливаем его значение для критических условий взрывоподавления - дпя условий гашения продуктов взрыва до температуры вспышки метани-воздушной смеси как наиболее чувствительной системы в угольных шахтах равной 923К [7,9,

-9 ,3/1

Г} - 2,8 • <0 А р

(5)

Параметры Д и Я нетрудно определить с учетом весовых долей дисперсной фазы и дисперсионной среди [71 .

Решив (5) численным методом через концентрацию дисперсной фазы (С) получим [37]

«.и (6)

Границы применимости зависимости (6):по Д - 4.55-Ю5... 33,88-ю5 Дж/кг, по С - 0,1...3,1 кгЛ/А

Теоретическое рассмотрение процесса расширения продуктов взрыва [3,30,34 ] , а также опыты по воспламенению взрывоопасных смесей через воздушную преграду [1,3,5-7] показали, что критерий 0 о зависит от вида локализуемого взрыва и имеет следующие ^значения: для метано-воздушной смеси = 0,5830,

для В£ С10 = 0,0091. Тогда зависимость для определения криги-

ческой толщины воздушной оболочки вокруг цилиндрического заряда ВВ и сферического очага воспламенения метано-воздушной смеси ( ,]а = 363,7-Ю6 Дж/м2.с)соответственно примет вид [5,7,15,30,37]

Анализ экспериментов показывает, что при превышении определенного предела рост критической оболочки по законам (7) и (8) прекращается, причем ее предельная толщина примерно одинакова для условий взрыва метановоздушных смесей и зарядов ВВ и колеблется в пределах 1,25...1,60 и. Эксперименты показывают, что в случае взрыва метано- и пылеЕоздушных смесей это значение достигается при 12,25-Ю8 Дж/с, а в случае взрыва ВВ -784,00*10® Дж/с [3,13]. Подставив эти значения в формулы (7) и (8) соответственно получил, что [?кпр и Вкпр равны 1,4 м. Из этого следует весьма важный вывод о том, что при превышении мощности взрыва сверх указанных пределов объем пламегасящей среды зависит только от объема воспламенившейся смеси (взорванного заряда ВВ) и не зависит от скорости (времени) взрыва, энергоноо-ности среды.

Зависимость (3) для определения критической длины буферной среды в выработке получена путем математической обработки экспериментальных данных по локализации взрывов'метано- и пылевоз-: душных смесей различной мощности ( 2с = 4... 240 м, 1ГС = 3,9... 850 М/с, Си/>г = 0,34'Ю®.. .666,4'10®Дж/с) в опытных штольнях (штреках) сечением 2,5...9,5 м^ [2,6,7,32,36,37 ] :

¿.-¿моЧ^Г

Данные экспериментов в опытном штреке МакНИИ по локализации взрывов дисперсными системами с воздушной дисперсионной средой, но различной дисперсной фазой, а также значения ^ , полученные по результатам теоретического расчета удельного теплопогло-

щения веществ с учетом тедлоразложения соединений и теплоемкости продуктов реакции или их высокотемпературных составляющих принятыми в настоящее время в термодинамике методами с использованием наиболее достоверных термодинамических характеристик веществ [13,15,18,19,35] свидетельствуют, что при этом режиме локализации эффективность веществ оказалась однозначной линейной функцией теплопоглошения, не зависящей от №0 химической природы Шггибирующей эффективности).

Вместе с тем, экспериментально установлено [37 ] , что зависимость (Э) справедлива при отсутствии в буферной среде сквозных каналов со взрывчатой метано-воздушной смесыо)4|.

Определяющим критерием гашения продуктов взрыва является пламагасящая концентрация Сп , т.е. удельное количество вещества, которое необходимо распылить в выработке для охлаждения пламени на заданном участке до безопасных в отношении воспламенения взрнЕчатой среды (критических) параметров.

Ее можно рассчитать для заданных условий,решая систему уравнений для определения ( Вк , 15« ), ^ , Л и р . Для инженерных расчетов (границы применимости: по Л 4,45-Ю5... ЗЗ.вВ'К^Дж/кг; *} - 2,2...42,7) получена следующая формула (множественный коэффициент корреляции равен 0,997) [37] :

Проведенные эксперт,гангы, кроме того, показали независимость установленной величины критерия = 0,583 от условий взрывания [37] . Этого нельзя сказать о воспламеняющей способности зарядов ЕВ, характеризуемой С10 . Его величина зависит от степени замкнутости зарядной полости А? = / 0,46 (0,46 и Т^ - время прохождения продуктами взрыва критического участка воздушной и исследуемой буферной среды соответственно, мс). Для его о'предаления необходимо прежде всего установить закономерности формирования дисперсной системы в различных условиях взрывного распыления.

Общие закономерности процесса разлета сферического облака при взрыве заряда ВВ в конденсированной среде, т.е. двухфазного потока установлены на основе изучения в лабораторных условиях динамики распыления порошков различной плотности (107-1500 кг/м3)

пз полиэтиленовых сооудов зарядами из угленига Э-6, К 5, 12ЦБ, аммонита Т-19 и детонирующего шнура [13,25,37] . По полученным кинограммам распыления в каждом опыте строились изохронные эпюры, служащие для определения радиуса облака, распространяющегося в направлениях вдоль и перпендикулярно оои распыляющего заряда, через заданные промежутки времени после начала распыления.

Результаты обработки экспериментального материала (более 100 кинограмм) и учет общих принципов теории многофазных сред позволили предложить следующую рабочую модель механизма разлета сферического предохранительного облака под действием взрыва

[27] .В течение первых 0,3...1,0 мс после детонации раопыля-• гацего заряда ВВ продукты взрыва расширяются достаточно медленно,в результате чего в приграничной области порошок может измельчаться и даже переходить в текучее состояние. Затем начинается процесс ускорения твердой (жидкой) фазы под воздействием продуктов взрыва, взаимоперемешивание фаз, образование потока. После полного перемешивания фаз и образования однородного двухфазного потока (не позже 2,5 мс) явление расширения облака протекает преимущественно за счет приобретенного импульса и частично за счет давления газа. Лишь с этого момента окружающая среда начинает проникать внутрь облака, а двухфазный Поток интенсивно расширяется. Этот процесс заканчивается через 3,5...10,0 мс. К этому моменту начинается перестройка метаемой массы: наиболее крупные частицы порошка вырываются вперед и образуют отдельные струи, в которые втягиваются более мелкие частицы, длина которых изменяется во времени в пределах 0,2...1,5м.Неровный передний фронт, в свою очередь, способствует более интенсивному проникновению окружающей среды внутрь облака. В результате движения дисперсного состава и прорыва через него окружающей среды происходит интенсивное перемешивание частиц порошка (капель жидкости), воздуха (метано-воздушной смеси) и продуктов взрнва, что приводит к росту облака диспергированных частиц и аэродинамического сопротивления, а,следовательно, к резнсгу торможению процесса расширения через 25...40 мс от начала распыления.

Зависимость радиуса облака от времени следующего вида

= ^Е (и)

Коэффициент "в" определяет скорость достижения облаком своих предельных размеров.

Критерием энергетической эффективности распыляющего заряда ВВ служит параметр р , опр^деляер,тый по формуле [37] :

^inp = ffiiap ' ^sap ' Озар , где tTiiop— масса заряда HB, кг; Сзар - время детонации заряда, с;' Qjaf количество теплоты, выделяющейся при взрыве заряда ВВ, Дж.

Физический смысл полученного критерия становится ясным, если его размернооть разложить на составляющие, что позволяет использовать известные параметры теории детонации ВВ

fjap = t2 • U • mt » (13)

где L - импульс силы взрыва, и/о; U - скорость продуктов детонации, м/с; mt - массовый расход продуктов взрыва, кг/с.

Этот критерий дает возможность заменить отдельные зависимости, полученные для различных типов и величин распыляющих зарядов, одной обобщенной кривой, вводя понятие приведенной массы порошковой оболочки ( М/ )

Mi = М ф- ' (14)

7зар

где М - масса распыляемой зарядоц ВВ порошковой навески; jn -критерий эффектганости_эталош1ога.распыляющего заряда - 0,2 кг угленита 3-6i

Оказалось, что независимо от плотности распыляемых веществ и толщины оболочки вокруг распыляющего заряда ВВ, а также типа и величины последнего, все экспериментальные точки укладываются на экстремальную кривую (рис.2), причем по мере роста облака максимум смещается в сторону большей массы оболочки и зависимость становится более резко выраженной. Снижение сыпучести (увеличение прочности, вязкости, поверхностного натяжения и пр.) буферной среды равноценно снижению величины критерия эффективности заряда [37] . Результаты обработки кинограмм распыления веществ в опытном штреке а также на открытой площадке вблизи отражательной стенки свидетельствуют, что преграда фактически не оказывает влияния ни на размеры предохранительного облака, ни на скорость . его формирования в свободных направлениях [31,37]

Диаграмма распыления порошков

2 4 6 8 ¡0 12- И М 32 68 70 71 113

1 - через \ =2,5 мо от начала распыления;

2 - 10,0 мс; 3 - 20,0 не; 4 - предельное значение; С - точка максимума га кривых

Рис. г

Из этой закономерности следует, что оптимальная масса раопыляемой взрывом порошковой оболочки зависит от времени, через которое необходимо сформировать облако максимально возможных для данного распыляющего заряда ВВ размеров, а именно:

Ми,- <к>

эт

При распылении взрывом заряда эквивалентного 0,2 кг углени-та Э-6 г—

МЫт - 38 /Г

Эта формула имеет важное практическое значение для проектных расчетов оистем взрывозащиты по фактору "быстродействие".

Формула для определения скорости выбрасывания забойки под дейотвием взрыва получена в„работах [34,37]

О ( в} )"

Яз (Н + 0,5См)

где Рл~ среднее давление продуктов взрыва в зарядной полости при детонации ВВ, Па; ¿к - длина канала,равная сумме длин за -ряда и забойки, м; £3- длина забойки, м; ^ - плотность забойки, кг/м3; См - коэффициент сопротивления потока диспергированных частиц забойки.

Достоверность формулы (16) была подтверждена в ходе болев чем 100 экспериментов, результаты которых представлены в виде изохронных эпюр, обработанных на ЭВМ "Мир-1" [25,27,37] .

Для установления конкретного вида зависимости а"= /(Л*) были проведены эксперименты по определению длины зоны разлета продуктов взрыва в канале стальной мортиры, сообщаемой со взрывной камерой опытного штрека, заполненной взрывчатой метано-воз-душной смесью.

Математическая обработка экспериментальных данных приводит к кривой третьего порядка следующего вида [25,27,38 ]

,»» Г~П" опсп 38,72 . 16,72 ¿о Ш0 = 20,60-+ -^у-

Ь- № (IV)

Графически она изображена на рис.3. Анализ полученной кривой в совокупности с физической интерпретацией происходящих процессов позволяет думать, что асимптота, пересекающая левую ветвь кривой ^очка А), определяет предельно возможное значение критерия О о, равное единице. Тогда свободный член в уравнении (17) есть не что иное, как безразмерный коэффициент для

случая взрыва заряда ВВ в канале. С учетом этого зависимость (17) представляем через Та в следующем виде [35] :

{а® = \ - ЩЖ. + о.<7-ш-6 (18)

0 УЗ

Экспериментальная проверка при взрывании зарядов ВВ в оболочке из различных материалов |1—3, 5-7, 20,21,25/ свидетельствует о достоверности зависимостей (17) и (18).

Физические процессы, аппроксимируемые полученной кривой, можно описать следующим образом. При смещении процесса от /!< = 0,91 ( Хз = 0,42 мс) в ту или иную сторону происходит снижение доли 04 , расходуемой естественным путем (без теплообмена с буферной средой),за счет укорачивания наиболее активной первой фазы расширения (по политропе), в первую очереда, в результате изменения соотавапродуктов взрыва, а, следовательно, показателя "п " о увеличением степени замкнутости (правая ветвь) или в результате взрывания в уоловиях,когда критическая длина зоны разлета продуктов взрыва (толщина оболочки, длина забойки) меньше радиуса продуктов взрыва в точя| сопряжения (левая вегвь кривой). Это приводит к увеличению 00 , а, следовательно, к возрастанию минимально необходимой (критической) внергоносности буферной среды. По всей вероятности участок кривой выше асимптоты о" =1 характеризует режим воопппмененпя смеси ударной волной, горящими частицами, за счет вторичных реакций. Другими оловами,указанный участок кривой как раз и учитывает известную в теории и практике многофакторную восплама нищую агрессивность заряда ВВ. Этот режим ограничен асимптотой /|т = 0 , определяющей режим воспламенения овободно подвешенными зарядами ВВ при непосредственном контакте его со взрывчатой смесью.

Установленные закономерности позволяют впервые расочитать безопасную в отношении воспламенения метано- и палевоздушнях смесей (критическую) длину забойки шпуров и скважин, а также

Графическое изображение зависимости оС^VОо^ и т/й™ от огепени замкнутости зарядной полооти ( А<с )

I - ПЗ; 2 - В.МК-1; 3 - песчано-гштстая смесь; 4 - ПСБ-З; 5 - флюорит; 6 - песок; 7 - воздушно-механическая пена; 8 - вода; 9 - гидрогель; 10 - хлорид калия

Рис.3

толщину предохранительной оболочки вокруг заряда ВВ.

„ , пс °-82 <р"3 + °-*7'?0"6) (¿»р V (о* У/г

Бк-5,24-10

-б/, 0,82-40 0,1710

и

) >

(20)

где (1к - диаметр канала (шпура, скважины и др.) в место расположения забойки, а; (¿юр - диаметр заряда ВВ, м.

Раочеты показывают, что функция (16) имеет разрыв: даже в условиях, когда давление в скважине достаточно, чтобы выбросить из нее забойку ( I/ = 400...500 м/о),может наступить режим взрывания без выброса забойки [27] . Его особенностью является очень низкая степень расширения продуктов взрыва, вследствие чего почти вся энергия, возникающая при детонаци?,направляется на забойку, т.е. реализуется условие

«5 \ . (21)

г ' Ьз Г-

где - энергия детонации заряда ВВ; - энергия, по-

лучаемая забойкой.

Подставив в (21) значения энергии, определенное из теории детонации, подучим [30,34,37]

0,86 рп (п'-р£а(1 + е«.ед) (22)

Ьар * (Мш) '

где - физическая плотность вещества твердой фазы забойки, кг/м3; ® - скооость детонации ВВ, м/с; р^р- плотность заряда, кг/м3.

Для выбора наиболее приемлемой для данных уоловий модели расчета давлония было установлено его фактическое значение по результатам экспериментальных взрываний сквакшшых зарядов [41, 50] в 7 шахтах 6-ти производственных объединений по до-

быче угля Донбасса в одиночных и спаренных скважинах диаметром 76...112 мм и длиной 15...НО м, которые заряжалиоь аммонитом 6 ЖВ или Т-19- при диаметре заряда 55...70мми длине 10...54 м; свободная от заряда БВ часть оквашны заполнялась на полное сечение сыпучей збойкой длиной 5...53 м [37] .

Сопоотавление расчетных и экспериментальных данных показывает, что наиболее близкие к фактическим значениям давлений дают методы, основанные на учете состава продуктов взрыва или степени расширения зарядной полости.

Приняв в (22) второй метод расчета Рп с учетом поправочного эмпирического коэффициента с£р, получим

езор ^ вь8 0 + и и), (гз)

(24)

ьзор

где В = 0,8Бо(р 5 б(£а)г(к'°,

К .

£ = Р* " Р<~ , е = -А- , (25)

* • " ргар Р*-Р>

где Р* - давление во фронте детонационной волны, Па; Ру -давление продуктов взрыва в точке сопряжения, Па ; . Н -показатель политропы; К - показатель адиабаты.

Критерий ^ характеризует детонационные свойства скважин-ного заряда, определяющие величину давления. Критерий 6 характеризует запирающую эффективность забоечного материала.

Из (23) - (25) следует, что обеспечение надежности реализации рассмотренного режима взрывания может бить достигнуто за счет повышения плотности забойки скважин материалом о низкой плотностью кристаллов, а также увеличением теплоты взрыва заряда ВВ при низкой скорости детонации.

При прочих равных условиях длина забойки, обеспечивающая камуфлет, увеличивается с увеличением плотности заряжания (дли-пи зарядной камеры). Поэтому заряд должен досылаться до дна, а забойке-вплогную к нему. Наконец, неравенство (22) показывает, что при небольших зарядах очень трудно получить камуфлет. Это подтверждает практика, когда при взрывании ■даже 100 г угленита Э-6 в канале мортиры забойка длиной 0,8 м, в т.ч. песчаная, выбрасывалась.

Установленные закономерности позволили перейти к решению заключительного этапа в разработке теории локализации взрыва при взрывных работах, а именно, к установлению количественного влияния ингабирующей эффективности веществ и динамики их распыления на процесо гашения продуктов взрыва в пределах загазиро-ванной зона.

Для этого в опытном штреке МакНШ были проведены эксперименты, при которых протяженность буферной среды вдоль штрека превышала максимально возможную в заданных условиях критическую длину зоны разлета продуктов взрыва. Установлено, что в этих условиях процесс локализации взрыва сводится только к флег-матизации (ингибированию) метано-воздушной смеси, т.е. к превращению дисперсной системы со взрывчатой дисперсионной средой в неЕзрывчатую среду, получившей название пламегасящей. Причем, концентрация гасящего вещества (дисперсной фазы) в рудничной атмосфере уменьшается с течением временя по закону расширения облака в неограниченном пространстве, т.е.

Св=с„-Кп, (26)

где Св - взрывопредотвращающая концентрация вещества; Сф -флеилатизиругацая концентрация вещества, при которой нижний и верхний пределы воспламенения метано-воздушной смеси смыкаются;

Кц- коэффициент потерь (запаса). ' В общем случае _

« - = ±2. (27)

где Ус, Ро - объем и площадь поперечного сечения облака в направлении, перпендикулярном оси выработки,создаваемого взрыво-защитным устройством при распылении на открытой площадке за время, численно равное максимально возможному на практике времени прохождения продуктами взрыва пламегасящей среды; 3 - площадь поперечного сечения выработки, м2.

Данные закономерности установлены в результате обработки 143 опытов по локализации длительно развивающегося взрыва жидкими и порошковыми веществами [13,15,17,19,25] , подтверждены в условия«:локализации "мощных" взрывов [8] и полностью согласуются с общепризнанным, исходя из химизма веществ,рядом ингибиру-

ющей эффективности веществ.

Таким образом,первым условием локализации взрыва в зага-зированной выработке является

С * с6 (28)

Обобщение результатов проведенных исследований на базе полученных закономерностей привело к построению специальной диаграммы "дальность разлета продуктов взрыва ( L ) - концентрация вещества метано-воздушной смеси (С)" (рис.4)', позволившей не только наглядно представить предложенный механизм локализации взрыва, но и определить условия реализации различных его режимов [36,37].

Рассмотрим,как будет изменяться длина зоны разлета продуктов взрывного горения ( L ) при формировании буферной ор.еды между пунктами и ЁПс •

По мере роста концентрации вещества до определенного предела паралетр L практически не будет изменяться (кривые 1-2 • или 1-2 ).

Следует отметить, что при длине загглированного участка, не превышающей Ее при локализации дисперсной систе-

мой с невзрывчатой дисперсионной средой, процесс охлаждения продуктов взрыва аппроксимируется на диаграмме L - С пунктирной линией. При достижении в смеси концентрация, равной флегматизи-рующей ( Сер ) наступает первый скачок в дальности распространения пламени, т.к., метано-воздушная смесь на участке " 2ПС " перестает взрываться. Гашение продуктов взрыва происходит не мгновенно. Длительность этого процесса равна времени действия очага (источника) воспламенения. Поэтому для поддержания постоянней концентрации Сф в течение всего процесса необходимо, чтобы количество вещества в среде, отнесенное к объему метано-воздушной смеси на этом участке,было равно взрывопредотвращаю-щей ( С в ) с тенденцией Cg Cq> .

В зависимости от теплофизических свойств пламегасящей среди и расположения ее по отношению к забою выработки могут реализоваться при С = С в три отличных друг от друга варианта обеспечения взрывобезопасности горной выработки.

В первом варианте пламегасящая среда примыкает вплотную к забою выработки. Этот метод на практике носит .название „взрыво-предупреждение"илиявзрывоподавление"и характеризуется тем, что

Диаграмма локализации взрыва в горной выработке дисперсной сиотемой со взрывчатой диспероионной средой

( 0 ~ Йсо) - протяженность загазированной зоны; ( ^пс) - протяженность буферной среды

Рис.4

продукты взрыва практически не распространяются вдоль выработки ( ¿~0 ).

Если в пределах пламегасящей среды продукты взрыва охладятся до температуры ниже Тбсп . взрыв будет локализован в пределах пламегасящей зоны. На диаграмме этот вариант изображен точкой З1 (второй вариант).

Однако в практических условиях пламегаоящая зона имеет ограниченную протяженность, и тогда концентрация Св может оказаться недостаточной для гашения продуктов взрыва до безопасных пределов. Пламя "прошьет" ппачегасящую зону и воспламенит омесь на участке ( £пс - £со). например, по тепловому механизму о последующим переходом в цепочно-тепловой. В результате продукты взрывного горения распространяются на расстояние ¿3 , хотя и меньшее (за счет сокращения общего обьема воспламенившей-

ся смеси), что определяет точку 3. При дальнейшем повышении концентрации дисперсной фазы до определенного предела дальность разлета продуктов взрыва практически не будет сокращаться (точка 4). Однако этот режим является неустойчивым, т.к. при расширении трехфазного потока "(метано-воздушная смесь - вещество -раскаленные продукты взрыва) возможно воспламенение дисперсионной среды в результате снижения дисперсной фазы до концентрации ниже флешатизируидей,и пламя вновь распространится на А ^ /.3 . Кроме того, разфлешатизация дисперсной системы может быть обусловлена разложением вещества в результате контакта с очагом пламени. Образуются компоненты, которые по флегматизирующей эффективности уступают исходному продукту. Причем, вполне очевидно, что мелкодисперсный порошок разлагается быстрее крупнодисперс-Ього. Наблюдается следующая картина. При контакте пламени с Пламегасящей средой оно охлаждается. Одновременно идет процесс "самоуничтожения порошка". Концентрация его оказывается на контакте с пламенем ниже флетоатизиругаей. В результате воспламе-кится новый объем смеси и т.д. Поэтому для флешатизации смеси на время контакта ее с Фронтом пламени мелкодисперсного порошка потребуется больше.

При достижении концентрации, равной пламегасящей ( Сп )» наступает второй порог - дальность распространения пламени резко сокращается: оно не всходит за пределы пламегасящей среды (точка 5). При уменьшении протяженности пламегасящей зоны

разяща между Сп и Сер тем больше, чем меньше протяженность, на которой создается пламегасящая зона, и чем больше размер очага воспламенания (величина тепловой мощности) к моменту создания указанной зоны. Если последний велик, а протяженность пламегася-щей зоны невелика и ограничена (например, при автоматическом подавлении воспламенений в замкнутых емкостях), то Сп может превышать Сер в десятки или даже сотни раз. В некоторых случаях при развитии очага воспламенения до определенных размеров при ограниченной протяженности пл шлогасящей зоны и низкой тепло-физической эффективности гасящего вещества подавить очаг воспламенения оказываетоя невозможным.

При дальнейшем повышении концентрации дисперсной фазы в пламегасящей среде длина зоны разлета будет непрерывно сокращаться. Этот участор на диаграмме изображается кривой 5-6. При концентрации, численно равной насыпной плотности вещества ( р ), может наступить третий пороговый скачок, называемый камуфлетом, буферная среда саморасклинивается и запирает продукты взрыва (точка 7).

• Таким образом, из диаграммы / - С следует, что при ограниченной длине К со ( загазированной зоны) максимальная дальность распространения пламени ограничена (в зависимости от значений концентраций Сф и Сп ) ломаной 1-2-3-4-5-6-7 , при этом поле слева от пинии 2-3 и ниже линии 1-2 определяет область, в которой невозможно локализовать взрыв в загазированной выработке.

Проведенные эксперименты позволили окончательно сформулировать основное условие локализации взрыва в пределах зоны со взрывчатой метано- и (или) пылевоздушной смесью [47, 63)

ев* с,п * сп {29)

В свою Очередь

С,,* Се » Са , (зо)

где Су - концентр.ция гасяшего вещества, при которой взвешенная в рудничной атмосфере угольная пыль становится не^взривчатол (рассчитывается по N - норме "осланцевания").

Из анализа построенной диаграммы вытекают спадуищшэ направления обеспечения взрнвобезопасности горных выработок при произ-

водстве взрывных работ: создано условий производства взрывных работ, при которых L ~ Ее > т.е. реализуется ситуация, определяемая на диаграмме точкой 7 (камуфлетный режим взрывания); , создать пламегасящую среду, плотно прилегающую к забою выработки, чтобы L ~ 0 , т.е. реализовать условия, определяемые точкой пересечения прямой 2-3 с осью С ; создать на

пути возможного распространения продуктов взрыва пламегасящую зону, при которой L ^ Ene , т.е. реализуется схема З1 или 5.

Адекватность предложенной математической модели реальным процессам подтверждается результатами, полученными при локализации "мощного" взрыва (скорость развития - 90...360 м/с) в опытном штреке при взрывном распылении на участке ограниченной длины жидких и порошковых веществ в загазированной зоне [15,36].

Из полученных данных следует, что при несоблюдении условий (28), (29), (30) взрыв в загазированной зоне локализовать невозможно.

На основе оозданной теории а также найденных на уровне изобретений технических решений разработаны и внедрены в производство способы и средства взрывозащигы горных выработок при взрывных работах, основой которых являются взрывоподавляюище порошки.

В то ко время расчетный метод определения удельного телло-поглощенш во многих случаях оказывается непригодным для практического использования, а известные формулы расчета флешатизи-ругаой концентрации содержат константы скоростей реакций разветвления цепей л коэффициенты гетерогенной рекомбинации, которые 1<югут быть найдены лишь в эксперименте.

Разработанная автором методика позволяет дать объективную оценку флегматизируюшей и пламегасящей эффективности веществ при взрывном их распылении, а принятые методы обработки экспериментальных данных - достоверные значения флегматизирующей • концентрации и удельного теплопоглощения. Сущность разработанного способа дифференцированной оценки состоит в том, что за счет варьирования протяженностью загазированной зоны, источником воспламенения и схемой создания дисперсной системы, воспроизводится один из следующих двух режимов взрывоподавления [9,10, 19,35,40 ] : режим, в котором процесс локализации взрыва сво-

дился только к ингибированию смоои; режим, в котором проявлялись только теплофизические свойства веществ.

С внедрением этой методики в МакШМ по существу начался этап поиска и разработок специальных соотавов для предупреждения и локализации взрывов в угольных шахтах, получивших общее название "взрывоподавляющцх". За период 1972-1990 г.г. было испытано около 70 модельных,экспериментальных, опытных и серийных образцов. Получен ряд флегматизирующей и пдамегасящей эффективности [13,16,17,19,25] . Это позволило сформулировать принципы построения рецептур и структур в зависимости от назначения, в т.ч. целесообразность дополнительного введения в состав ПАБ с низким поверхностным натяженивм, а также создать универсальные порошковые композиции ВМК-1 [44] , ПСБ-ТгЛ [45] , ПХВ-1н [48] и КСВ-30 [47] .

В процессе испытаний удалось также установить, что зависимость пламегасящей эффективности порошка от его природного теп-лопоглощения имеет два аспекта: термодинамический и кинетический. Отмечено:совпадение максимально возможного при нагревании в принятом диапазоне температур (298...923К) расчетного тепло-поглощения с экспериментально установленным выполняется только для неразлагающихся и разлагающихся с высокой скоростью

соединений [17,19] .

В шахтах наряду со шпуровым применяется окважинный метод взрывания зарядов ВВ. Особенно широкое распространение он получил в последние 15 лет, когда для обеспечения стабильной работы высокопроизводительных очистных комплексов был разработан споооб разупрочнения труднообрушаемых пород кровли впереди очистного забоя взрывом в ней скважинных зарядов, получивший название «передового горпедирования"[22,37] .

При существующей технологии разупрочнения труднообрушаемых пород при взрыве скважинных зарядов ВВ в выработку вместе о раскаленными газообразными продуктами выбрасываются остатки_ раскаленного металлического троса и горящего полиэтилена. Ради' к а льшйГ рёш ё ни ем~ пр о б л ёш предотвращения пЬжаров'й'взрывов метана и угольной пыли в этих условиях шляется применение камуф-летного способа взрывания скважинных ларядов ВВ без разгерметизации камуфлетной полости [22,37,46] с постепенным падением

давления газов вследствие охлаждения их, проникновения в трещины и поры среды и постепенной фильтрации через забойку. Этот вывод следует из диаграммы взрывоподавления (см.рис.4) и теоретического обобщения. Для реализации этого способа разработан с использованием установленного критерия (25) состав сыпучей забойки ВЖ-1, представляющий собой увлажненную смесь гранулированного карбамида с порошковым хлоридом калия удобрительным [28,44] . Такая забойка способна удерживаться в сквачшнах большого диаметра (до 112 мл), в т.ч. восстающих (до 60°), без дополнительных герметизирующих сродсго и пригодна для пневмотрано-портирования по зарядному трубопроводу с внутренним диаметром 25..32 мм с помощью серийно выпускаемого порционного зарядчика.

Расчеты по формулам (23)-(25) показывают, что для условий взрывания зарядами из аммонитов 6ЖВ или Т-19, с применением забойки ВЛК-1 в породах крепостью по шкале II. М. Протодьяконов а, равной 7.. .12,комбинация .(0,86 оСр ^ £ ) есть величина постоянная, равная 0,40. Это можно объяснить тем, что мощное ВВ с одной оторопь', имеет более высокое давление во фронте детонационной волны, а с другой,создает больший объем зарядной полости после взрывания. Этот вывод является фундаментальным для практики, т.к. позволяет получить из (23)-(25) простую математическую модель ка-муфлетного способа взрывания без выброса забойки [37]

г1ар<-о,4ое3([+гпЕ5)(^Г (31)

Применение камуфлетного взрывания поставило вопрос о продолжительности пребывания продуктов взрыва под давлением в камуф-летной полости. Для определения времени истечения продуктов взрыва из камуфлетной полости было использовано известное решение задачи для случая проникновения газа в поры заряда, но с коррек-. тировкой в направлении, что давление в камуфлетной полости изменяется по мере заполнения пор забоечного материала газом £22,37] : Шз Р Ез

1и" 3 К3: Рп ' (32)

где ГТ^ - пористость материала забойки; Кз - газопроницаемость забойки, м2; Р - динамическая вязкость газообразных продуктов взрыва, кг/м.с.

Расчеты показали, что значения этого времени могут колебаться в зависимости от условий взрывания и состава продуктов взрыва (вода-пар или жидкость) от неоколысих секунд до 18 минут. Искусственная разгерметизация сквэхин вымыванием забойки и выдаркиванием проложенного вдоль скважины троса подтвердила расчетные данные: через 40 минут и более после взрывания зарядов избыточное давление в скважинах отсутствовало. Разработанная система предупреждения взрывов скважинных зарядов ВВ является саморегулирующейся: при отсутствии (по тем или иным непредсказуемым причинам) камуфлета забойка обеспечит охлаждение продуктов взрыва до безопасных пределов ( А = 2040 кДж/м3), а сформировавшаяся при этом в выработке дисперсная оистема обео-печит флешатизацию рудничной атмосферы и содержащихся в продуктах взрыва горючих газов ( С<р = 0,055 кг/м3) [23,37,38] при

Разработанная .технология внедрена в II шахтах 4 производственных объединений по добыче угля ("Краснодонуголь" ,• "Дон-бассантрацит", "Артемуголь", "Донецкуголь"). Прошли приемочные иопытания с положительными результатами разработанные на ее ос. нове принципиально новые технологии ведения горных работ: региональный способ борьбы с внезапными выбросами угля и газа путем импульсного воздействия на угольный пласт, скважинно-шпуровой способ проведения горных выработок [49] , охрана повторно используемых подготовительных выработок отсеченными скважин шли [37] .

Исследования грех последних десятилетий были направлены на создание предохранительной среды, плотно прилегающей к забою выработки и полностью перекрывающей ее поперечное сечение.

В результате выполнения комплекса исследований способов и средств создания предохранительной среда [ 25,33,38,41] разработаны предохранительные аэрозольные завесы, создаваемые путем взрывного распыления порошкового ингибитора из сферического взрывоподавителя в призабойном пространстве выработки для обеспечения безопасности взрывания шпуровых зарядов ВВ [37] . Из формулы (13) било получено, что для обеспечения максимально возможных размеров предохранительного облака через 15 мс от начала распыления»следует размещать в полиэтиленовом сосуде 4,8 кг порошкового ингибитора в случае применения в качестве распыляющего заряда с }зт . Исходя из этого, а также

из необходимости выполнения условия (30) разработано быстродействующее устройство, состоящее из спаренных полиэтиленовых сосудов, в каждом из которых размещен заряд ВВ по энергии эквивалентный 0,2 кг угленига Э-6 в окружении 5,0 кг взрыволодавпяю-щего порошка ПВХ-1н или ПСБ-ТМ.

Проверка эффективности действия разработанной конструкции свидетельствует, что через 15 мс от начала срабатывания создается предохранительная среда, способная предотвратить воспламенение стехиометрической метано-воздушной и пылевоздушных смесей от взрыва свободно подвешенного заряда не только предохарнигель-ного аммонита Т-19 массой 0,3 кг, но и непредохранительного аммонита скального № I [29,31,37 ] .

Для создания эффективной предохранительной завесы полиэтиленовые сосуды с порошковым ингибитором размещаются'в призабой-ном участке выработки по строго регламентированной схеме, в основу которой положены следующие принципы [37] : к моменту начала взрывания, (инициирования) шпуровых зарядов НВ предохранительное облако должно плотно прилегать к забою выработки и полностью перекрывать ее поперечное сечение и иглеть толщину не меньшую: ¿к и Си» обеспечивающую гашение продуктов взрыва шпуро- • вых зарядов ВВ,и содержать ингибиторы в единице объема к моменту взрывания зарядов последней ступени замедления не ниже флегма газирующей.

Опытно-прсмышланная проверка и внедрение предохранительных аэрозольных завес проведена в горизонтальных и наклонных выработках с арочной и трапецеидальной крепью, а'также верхних нишах, проводимых в 5 угольных шахтах трех производственных объединений по добыче угля Донбасса [39] .

Для предотвращения взрывов метана и угольной пыли от выгорающего заряда ВВ и других длительно действующих источников воспламенения [4,25] возникла необходимость в разработке • средств третьей линии взрывозащиты горных выработок, проводимых буровзрывным способом - системы автоматической локализации взрывов с принудительным распылением взрывоподавляющего вещество.

Оценка пригодности того или иного способа взрывоподавле-ния и варианта конструкции взрывоподавляющего устройства

{14,41-43) производилась по его быстродействию [25,30] и способности локализовать взрыв в начальной стадии развития [9,25] , а также по технологичности применения его в призабой-ном участке действующей горной выработки {13,24,371т^.в зоне разлета взорванной горной маосы. Особое предпочтение было отдано продольному размещению взрывоподавителя в выработке [37] , основанного на взрывном способе распыления взрывоподавлясщего порошка о высокими ингибирующими свойствами и значительной теп-лопоглощающей эффективностью (ПОБ-ТГЛ, трона). На основании выполненных исследований и найденных технических решений была разработана система локализации взрыва при производстве взрывных работ, получившая название "Заслон АВП-1" (рабочая документация на систему в целом была разработана СКВ ИГД им.А.А.Скочин-ского) [23,26] . Она состоит из датчика пламени и взрывопо-давителя, подвешенных в верхней части выработки с помощью ролико-

опор на монорельсовой дороге, необходимой для их передвижения по мере подвиганш забоя выработки (рис.5). Система обладает циклическим действием: она включается перед взрывными работами исключается после их производства. Отличительной особенностью конструкции опытного и серийного образцов является то, что взрывоподавляющев устройство выполнено из состыкованных между собой автономных секций. Каждая оекция состоит из линейного трехжелобчатого контейнера, размещенного в призматическом решетчатом корпусе. Вдоль ребра каждой желобчатой полости контейнера проложены нити ДШ, закрытые полиэтиленовыми ампулами со-взрывоподавляющим порошком..

Применительно к данной конструкции взрывоподавителя уоло-вие (28) записывается в следующем виде:

Исходя из надежности локализации взрыва в загазированных выработках установлено, что взрывоподавигель должен иметь линейную емкость 19-30 кг/м при длине не менее 1,5 м, причем в качестве распыляющего заряда следует применять 6-9 нитей ДО!. В качестве взрывоподавляющего вещества должны применяться порошковые составы с высокими теплофизичосними свойстпами при флег-

(34)

(33)

Система автоматического бэрыбопоЗа&ления при озрыоных работах „Заслон ЛВП-1

Общии биб б горной 6ыра£>отке

—уу-' чдгу; тт»'

I

■ !

•••; I

I

Принцип Зеистбия

Чсховное состояние

, 4-14И

Поперечное сечение

Через 2-4мс после о5наражения бзрыБа

Через 30-50мс после о5наражения бзрыба —

Рис. 5

матизируодей концентрации не более 0,21 кг/м3 и "норме осланцевания" не более 90$, обладающие высокой плотностью кристаллов и низкой насыпной плотностью.

Общая длина заслона при удалении его от забоя на 2.с равна

При расчете по (6) для определения ¿к по (9)

за параметр С принимается Сд / Э .

Заслон позволяет за 30...50 мс достичь перекрытия всего поперечного сеченш выработки, а за 2...4 мс - верхней ее части без образования непрерывных незафлогаатизированных каналов в пламегасящей среде [25,37 1 .

В 1987 г. началось внедрение установочной серии системы "Заслон АВП-1" в подземных выработках угольных шахт. Было выпущено 170 комплектов, 30 т взрывоподавляющего порошка ПСБ-ТМ в шланговой упаковке и отгружено целевым назначением около 17 км детонирующего шнура. Заслоны применялись при проведений буро- . взрывным способом откаточных, вентиляционных, конвейерных и коренных штреков, а также квершлагов и уклонов сечением в свету 8,2-15,5 м^. Взрывоподавляющее устройство эксплуатируемой системы содержало 6-10 линейных Секций общей длиной 8,4-14,0 м и 250-430 кг порошка ПСБ-ТМ. Монорельсовая дорога составлялась из 10 секций общей длиной 28 м. В процессе промышленной эксплуатации более чем в. 22 шахтах 13 производственных объединений система "Заслон АВП-1" показала способность стабильно функционировать в шахтных условиях, не мешая основному производству, не отвлекая больших сил на обслуживание [24,32] . При ликвидации системы методом принудительного срабатывания случаев сбоев или отказов не зарегистрировано.

Надежность системы "Заслон АВП-1" была подтверждена при ее эксплуатации .в шахте "Победа" ПО "Краснодонуголь". При производстве взрывных работ по породной подрывке в коренном штреке пласта Кд аммонитом Т-19 произошла вспышка метана в передовой полости, которая затем распространилась в призабойное пространство выработки, где была локализована на расстоянии около 20 м от забоя в результате срабатывания "Заслона АБ11-1".

В заключение следует отметить, что установленные новые закономерности и найденные технические решения использованы при создания средств взрылозащити и в других (не горной) отраслях промышленности [14,43] .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретически и экспериментально решена важная научно-техническая проблема предупреждения и локализации взрывов газопыле-воздушных смесей, тлеющая важное народнохозяйственное значение, путем создания и широкого внедрения способов и средств порошковой взрывозащиты горных выработок при взрывных работах в шахтах, опасных по газу и взрыву пыли.

Основные научные и практические результаты работы:

1. В результате широкомасштабных экспериментальных и теоретических исследований получена\ модель теплооб'менных процессов между продуктами взрыва и буферной средой в виде критериальных соотношений, позволяющих определить длину зоны, обеспечивающей охлаждение продуктов взрыва до критичеокой (безопасной)' температуры.

2. Раскр/т механизм формирования дисперсной сиотэвд при взрыве заряда ВВ в среде различной структуры, определены пространственно-временные характеристики облака конденсщ)ованных сред в безграничном и ограниченном пространствах, установлен энергетический критерий эффективности распыляющего заряда ВВ..

3. Экспериментально установлен неизвестный ранее факт, что для случаев гашения газообразных продуктов взрыва.метано- и пылевоздушных смесей минимальная доля тепловой мощности, отбираемой буферной средой для охлаждения их до критической температуры, постоянна и равна 0,583, в случае же гашения продуктов взрыва ВВ эта величина колеблется в зависимости от времени нахождения продуктов взрыва в буферной среде и составляет 0,009 при оптимальном значении времени запирания; в случае отклонения от оптимальной величины,равной 0,42 мс, эта доля возрастает от 0,009 до 1,000.

4. В обобщенном виде рассмотрены специфические особенности, свойственные процессу гашения продуктов взрыва, в пределах зага-зированного участка выработки. Разработана математическая модель процесса локализации ьзрыва дисперсной системой со взрыв-

чагой дисперсионной средой, имеющего механизм дискретного дей-отвия, связывающая основные параметры взрыва, флегматизирувдие и теплофизичеокие свойства веществ, а также аэродинамические характеристики средств их распыления.

Адекватность предложенной математичеокой модели реальным процессам подтер !.ается результатами, полученными при локализации взрыва в опытном штреке.

Разработанная модель позволила рассчитать все пара-

метры надежного функционирования систем предупреждения и локализации взрыва, оставив за испытаниями натурного образца только одну фуннвдю -проверочную.

5. Выработан общий подход к качественной и количественной оценке взрывозащитной эффективности веществ по экспериментальным данным, полученным в различных условиях взрывоподавления. Согласно разработанной модели,объективная оценка взрывозащитной эффективности веществ может быть достигнута о учетом фактического режима взрывоподавления и распыления.

Без такого учета нельзя дать точной оценки значений взрн-воподавляющей концентрации, а также флегматизирующой и пламега-сящеЙ эффективности веществ.

6. Разработан способ камуфлетного взрывания енважинных зарядов ВВ без выброса забойки из скважины, представляющий собой саморегулирунцуюся структуру, не тлеющую альтернатив, основным элементом которой является состав сыпучей забойки скважин для пнэвмогранспортирования по зарядному трубопроводу ВМК-1.

Получена математическая модель способа, учитывающая детонационные свойства ВВи плотность заряжения; материал, насыпную плотность и длину забойки. Определено время истечения продуктов взрыва из камуфлетной полости, достоверность значения которого подтверждено экспериментально.

7. Обоснованы па; .л1этрн и разработаны технические средства создания предохранительной среды при взрывных работах за счет взрывного распыления порошковых ингибиторов.

8. Сконструировано взривоподавляющее устройство для локализации взрыва в горних выработках, проводимых буровзрывным способом, т.е. в условиях, характеризующихся строго индивидуальной технологией взрчрннх работ, конкретным поперечным сечением и

определенной степенью взрывоопасности.

9. Реализация основных результатов работы выразилась в создании ряда отраслевых документов, определяющих научно-технический и технико-экономический уровень ассортимента применяемых взрывоподавляющих порошковых соотавов, средств предупреждения

и локализации вспышек и взрывов в горных выработках при произ-_ водстве взрывных работ, безопасной и эффективной технологии производства взрывных работ скважинным методом и перспективы их дальнейшего развития.

10. Проведенными в течение 14 лет экспериментальными исследованиями (200 серий измерения - на каждую серию проводилось 3...17 экспериментальных взрываний) получены количественные характеристики влияния метеоусловий на степень взрывчатости метано-воздушной смеси.

11. Подтвержденный хозрасчетный и народнохозяйственный эффект от внедрения результатов диссертационной работы превышает 2,0 млн.руб. по ценам 1990 г.

Наряду с этим важнейшим является социальный эффект, выражающийся в обеспечении безопасности труда и предотвращении гибели людей.

По тематике диссертации опубликовано 63 работы и получено 27 авторских свидетельств.

Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Шевцов Н.Р. Аналитический метод оценки уровня плаыега-сящих свойств среды. - В кн.: Сборник научных статей аспирантов МакНИИ. - Макеевка-Донбасс, 1968. - с.146-153. '

2. Стикачев В.П., Шевцов Н.Р., Воронин П.А. Пламегасящие свойства воздушно-механической пены// Техника безопасности, охрана груда и горно-спасательное дело. - 1968.- № I,-с.26-28.

3. Стикачев В.И., Поляк Г.А., Шевцов Н.Р. Исследование относительной эффективности и безопасности предохранительных ВВ// Проектирование и строительство угольных предприятий. - 1968.-

№ 3. - с.19-22.

4. Шевцов Н.Р. О механизме детонации цилиндрических зарядов ВВ с неоднородными физическими свойствами// Вопросы безопасности взрывных работ в шахтах, опасных по газу и пыли: Тр./ МакШС!, Макеевка-Донбасс, 1968. - с.66-74.

5. Шевцов Н.Р., Стикачев В.И. Воздушно-механическая пена как средство повышения безопасности взрывных работ/ Создание инертной среды в забоях угольных шахт перед взрывными работами: Научн.сообщ. ИГД им.А.А.Скочинского. - М.,1968, № B-I96.-с.19-21.

6. Стикачев В.И., Шевцов Н.Р., Воронин П.А. Исследование предохранительных свойотв воздушно-механической пены// Вопросы безопасности в угольных шахтах: Тр./МакНИИ, т.ХХ.-М.: Недра, 1969.- с.221-231.

7. Галадяий Ф.М., Стикачев В.И., Шевцов Н.Р. Способ обеспечения безопасности взрывных работ в угольных шахтах// Безопасность труда в угольных шахтах: Тр. /МакНИИ, т.ХХП.- П.: Недра, 1972. - с.218-228.

8. Шевцов Н.Р., Воронин H.A. Исследование процесса подавления очага воспламенения метано-воздушной смеси в начальной стадии развития / Повышение безопасности взрывных работ в угольных шахтах: Научн.сообщ. ИГД им.А.А.Скочинского.-Н., 1973,

№ В 233. - с.10-11.

9. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б., Музалевский В.А. Аналитический метод определения пламегасящей концентрации флагаати- . заторов// Безопасность взрывных работ в угольных шахтах: Тр./ МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1975.- о.30-37.

10. Шевцов Н.Р., Михайлов A.b., Воронин ША. Метод оценки эффективности взрнвоподавпения флегматизагорачи // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. - 1976.-

ß 15. - с.16-17.

11. Шевцов Н.Р. К вопросу о теоретических основах автоматического подавления взрыва/ Проблемы пожаро- и взрывозаищ-ты технологического оборудования: Материалы Всес. научно-практической кочф.- М.- 1977. - с.24

12. Шевцов Н.Р. Условия эффективного подавления взрыва метано-воздушнои смеси в шахте// Безопасность труда в промышленности. - 19785. - с.28-29.

13. Взрывные работы в опасных условиях угольных шахт/ Б.Н.Кутузов, А.Ю.Бутуков, Б.И.Вайнштейн, Ф.М.Галаджий, В.И.За-.¡•'Н, П.И.Кушнеров, В.С.Матюнин, М.К.Песоцкий, И.Л.Росинскпй,

В.И.Стикачев, Н.Р.Шевцов, В.С.Шаталов, К.С.Чернов.-JA.: Нодра, ' 1979. - 373 с.

14. Некрасов В.П., Мальков В.В., Мешан Л.М., Веоелов А.И., Макаров Н.С., Шевцов Н.Р. О взрывозащите технологического оборудования// Пожарная техника и тушение пожаров: Тр./ ВНИИПО, 1980.-с.31-37.

15. Шевцов Н.Р. Определяющий критерий взрывоподавлящей эффективности пламегасителей. - В кн. Взрывное дело, № 84-41.- М.: Недра, 1982. - с.127-134.

16. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б., Малявка H.H. Результаты испытаний огнетушащих составов в опытном штреке// Динамика, уровень и причины производственного травматизма на шахтах: Тр./МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1982, ДСП. - с.76-80.

17. Пламегасящее и взрывоподавляющее действие высокодисперсных порошков в метано- воздушных смесях./ Д.Ф.Даценко, В.Я.За-буга, Л.П.Долинская, Н.Р.Шевцов// Физика аэродисперсных систем, вып.22.- Киев: Вита школа, 1982.- с.71-77.

18. Исследование теплопоглощающих свойств взрывоподавляюадх порошков/ Д.Ф.Даценко, В.Я.Забуга, Л.П.Долинская, Н.Р.Шевцов// Журнал прикладной химии, г.55.-й 3.- 1982,-с.595-598.'

19. Шевцов Н.Р. Экспериментальный метод определения удельного теплопоглощения// Уровень динамики и причины производственного травматизма на угольных шахтах при ведении взрывных работ: Тр./ МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1983, ДСП.- с.9-13.

20. Стикачев В.И., Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б. Длина забойки скважин при передовом торпедировании// Безопасность труда в промышленности. - 1983. - № 9. - с.39-40.

21. Шевцов Н.Р., Стикачев В.И., Михайлов А.Б. Определение толщины предохранительной оболочки вокруг заряда ВВ// Уровень, динамика и причины производственного травматизма на угольных шахтах при ведении взрывных работ: Тр./ МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1983, ДСП. - с.9-13.

22. Технология механизированного заряжания и забойки скважин при передовом торпедировании труднообрушаемой кровли в угольных шахтах/ В.И.Стикачев, Н.Н.Гапонов, Н.Р.Шевцов, И.Д.Калимулин, А.Б.Михайлов. - В кн.Взрывное дело, № 87/44. - М. :Недра, 1985.-C.II2-II8.

23. Шевцов Н.Р. Подавление взрыва в тупиковых торных выработках// Безопасность труда в промышленности. - 1986. - >5 2.-с.ЗО-Г'..

24. Шевцов Н.Р,, Вайнштейн Б.И,, Михайлов А.Б., Манжос Ю.В. Испытания системы автоматического гашения взрывов в подготовительных выработках// Уголь Украины. - 1986.-№ 9.- 0.37-38.

25. Александров В.Е., Шевцов Н.Р., Вайнштейн Б.И. Безопасность взрывных работ в угольных шахтах. - М.: Недра, 1986, - 150 о.

26. Александров В.Е., Шевцов Н.Р., Вайнштейн Б.И. Автоматическая защита горных выработок при взрывных работах// Уголь.-

1986. - № 12. - о.40-46.

27. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б., Малявка H.H. Исследование аапирающей и пламегасящей эффективности порошковых забоечных материалов// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./ МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1986, ДСП, - 0.66-73.

28. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б. Забойка скважин при пневмо-транопортировании// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр'./МакНИИ, Макеевка-Донбасо, 1986, ДСП. - с.73-80.

29. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б., Малявка H.H. Результаты испытаний аэрозольных (порошковых) завес в опытном штреке// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./ МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1987', ДСП. - с.68-75. .

30. Шевцов Н.Р. Основные закономерности процесса локализации взрыва в горних выработках// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./МакНИИ, Макеевка-Донбасо,

1987, ДСП. - с.75-80. '

31. Толстых К.С., Сгикачев В.И., Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б. Эффективность и область применения порошковых завес для взриво-защиты горных выработок при взрывных работах// Снижение травматизма при взрывных работах в уголышх шахтах: Тр./ МакШШ, Макеевка-Донбасо, 1987, ДСП. - с.59-68.

32. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б., Манжос Ю.В., Малявка H.H. Анализ опыта"эксплуатации системы автоматического взривоподавле-ния "Заслон АВП-1" в угольных шахтах// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./ МакШШ, Макеевка-Донбасо, 1988, ДСП. - с.68-75.

33. Справочник взрывника/ Б.Н.Кутузов, В.М.Скоробогатов, И.Е.Ерофеев, В.Н.Мосинец, Л.В.Дубнов, Л.Г.Фридман, В.И.Пугачев, П.И.Кушнеров, В.И.Зенин, В.И.Сгикачев, Б.И.Вайнштейн, Н.Р.Шопцов, В.М.Глоба.- М.: Недра. 1988. - 511 о.

34. Калякин С.Л., Шевцов Н.Р. Взаимодействие продуктов детонации ВВ о забоечным материалом при камуфлетном взрывании// Способы и технические средства обеспечения безопасных и здоровых условий груда на угольных шахтах: Тр./МакНШ, Макеевка-Донбасс, 1988.- с.47-53.

35. Шевцов Н.Р. Влияние метеоусловий на степень взрывчатости метано-воздушпой смеси// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1988, ДСП.-с.62-60.

36. Шевцов Н.Р. К теории локализации взрыва в загазированных выработках// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1990, ДСП.- с.27-35.

"37. Умнов Л.Е., Га пек A.C., Палеев А.10., Шевцов Н.Р. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. - N4.: Недра, 1990. - 286 с.

38. Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б'., Малявка H.H. Исследование мортирного способа создания предохранительной среды// Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: Тр./ МакШШ, Макеевка-Донбасс, 1990. - с.144-150.

39. Толотых К.С., Шевцов Н.Р., Михайлов А.Б., Малявка H.H. Анализ результатов опытно-промышленной проверки аэрозольных завес// Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах: Тр./ЛалНИИ, Макеевка-Донбасс, 1990, ДСП. - с.35-40.

40. А.с.344142 (СССР), E2I/5/I4ДOÜ,33/00. Способ сравнительной оценки предохранительных свойств буферных защитных сред/ Ф.М.Галаджий, Н.Р.Шевцов, А.Б.Михайлов. - Опубл.07.07.72.- Бюл.

'а 21.

41. A.c. 581826 (СССР), Е 21/5/00. Способ гашения очагов воспламенения мэгано-воздушных смесей/ Н.Р.Шевцов, Ф.М.Галаджий, Л.Б.Михайлов, П.А.Воронин. - Заявл.10.01.74.

42. A.c. 6Э2297 (СССР), Е 21^5/00. Взрывододавлящее устройство/ Н.Р.Шевцов, В.И.Мамаев, Ф.М.Галаджий, В.Е.Александров,

А.Б.Михайлов, В.П.Ковалев, Л.А.Дыбенко - 3аявл.03.08.77.

43. A.c. 9I968I (СССР), А62С 3/04. Способ взрывозащиты замкнутых технологических аппаратов/ Л.М.Мешман, В.П.Некрасов, В.В.Мальков, А.П.Веселов, Н.Р.Шевцов, А.М.Морев, А.М.Морозов.- Опубл. 15.04.82. - Бш. И 14.