Рефераты. Результаты экспериментальной оценки эффективности применения баллиститного ракетного топлива в качестве сенсибилизаторов в эмульсионных ВВ

p>После взрыва заряда и проветривания площадки измерялись радиус воронки и глубины по профилю, а затем расчитывался объем воронки. Самый простой и быстрый способ определения объема, при котором измеряются только радиус и глубина воронки. Объем в этом случае рассчитывается по формуле:

    ; (2)

Этот способ имеет весьма низкую точность и не может быть рекомендован к применению. Наиболее точным является способ со съемом профиля воронки. В этом случае через равные отрезки диаметра измеряется высота до стенки воронки. Объем воронки вычисляется как сумма объемов элементарных усеченных конусов:

    ; (3)

Данный способ, как наиболее точный, использовался в данной работе для определения объема воронки выброса при оценке сравнительной эффективности ЭВВ. Для сравнительной оценки работоспособности были подготовлены заряды эмульсионного ВВ, содержащие 20%, 30%, 50% дробленной структуры БРТТ типа РСТ-4к и моноблочные заряды из БРТТ типа РСТ-4к. Масса зарядов составляла 3, 0 кг, диаметр 105 мм, плотность 1, 3-1, 6 г/см3. Заряды инициировались при помощи тротиловой шашки типа Т-400г диаметром 80 мм.

Значения глубин воронок по профилю и их диаметры представлены в табл. 3: Таблица 3.

    ТНТ прессован-ный
    РСТ-4к моноблоч-ный
    Эмульсия+50% РСТ-4к
    Эмульсия+30% РСТ-4к
    Эмульсия+20% РСТ-4к
    Расстояние по профилю воронки ri , см
    Глубина по профилю воронки hi, см
    0
    0
    0
    0
    0
    0
    25
    26
    12
    15
    19
    22
    50
    46
    28
    30
    33
    49
    75
    77
    49
    47
    54
    82
    100
    94
    68
    62
    73
    91
    125
    113
    81
    76
    86
    107
    150
    124
    95
    85
    92
    122
    175
    122
    107
    94
    104
    122
    200
    111
    111
    97
    112
    115
    225
    95
    97
    96
    119
    99
    250
    72
    81
    92
    99
    85
    275
    53
    59
    83
    75
    70
    300
    27
    35
    68
    58
    54
    325
    0
    20
    54
    33
    29
    350
    0
    37
    17
    22
    375
    22
    0
    0
    400
    0

Примечание: ширина воронки выброса эмульсия+30% РСТ-4к равна 370см

Схема расположения заряда в ЭВВ в скважине представлена на рис. 5, а схема определения объема воронки на рис. 6.

Рис. 5. Схема расположения заряда в ЭВВ при оценке работоспособности по воронке выброса.

    Рис. 6. Схема определения объема воронки выброса.
    Поперечные сечения воронок представлены на рис. 7.

Зависимость объема воронки выброса от содержания утилизируемого пороха показана на рис. 8. (эмульсия + РСТ-4к).

Рис. 8. Зависимость воронки выброса от содержания утилизируемого пороха.

Все экспериментальные данные были приведены к единой влажности 5, 2%, которая наиболее часто фиксировалась при проведении испытаний. Поскольку при проведении экспериментов влажность песка изменялась от 5, 2% до 10, 5%, возникла необходимость построения корректировочного графика, позволяющего при расчетах учитывать влияние влажности. Полученный корректировочный график представлен на рис. 9. График построен по двум точкам, полученным в результате взрыва зарядов на одной глубине при разной влажности. Влажность песка определялась сушкой до постоянного веса при Т=900С проб песка, взятых с глубины расположения заряда (130 см).

Рис. 9. Зависимость удельного расхода ВВ от влажности грунта

Для определения глубины заложения заряда, т. е. глубины, при которой удельный расход ВВ при взрыве на выброс будет минимальным, предварительно была проведена серия экспериментов с зарядами граммонита 79/21 массой 3 кг, расположенных на различной глубине. В результате проведенных экспериментов показано, что оптимальной глубиной заложения заряда является 125-130 см. В последующих экспериментах испытываемые заряды располагали на указанной глубине. Относительная работоспособность ЭВВ определялась как отношение объема воронки выброса у тротила к объему воронки выброса у ЭВВ. Значения объема воронки выброса, относительной работоспособности и удельного расхода ВВ представлены в табл. 3:

    Таблица 3

Результаты определения относительной работоспособности и удельного расхода для различных типов ВВ

    Тип ВВ
    Объем воронки выброса, л, (влажность 5, 2%)
    Относительная работоспособность
    Удельный расход,
    кг/м3
    РСТ-4к (моноблочный заряд)
    3899, 5
    1, 107
    0, 871
    Тротил прессованный
    4322
    1, 014
    0, 786
    Крошка РСТ-4к + 75% раствор АС
    5375, 8
    0, 803
    0, 632
    ЭСВВ + 20% РСТ-4к
    4370, 7
    0, 989
    0, 777
    ЭСВВ + 30% РСТ-4к
    5523, 8
    0, 786
    0, 616
    ЭСВВ + 50% РСТ-4к
    4935, 7
    0, 876
    0, 689

Как видно из результатов проведенных испытаний, содержание БРТТ в составе ЭВВ в пределах 35-38% оптимально, испытанные ЭВВ с использованием элементов утилизируемых БРТТ по работоспособности значительно (на 10-25%) превосходят тротил. Моноблочные заряды из БРТТ типа РСТ-4к по работоспособности уступают тротилу.

Для эмульсионных ВВ с различным содержанием утилизируемых БРТТ максимальной работоспособностью обладают составы, содержащие 37% дробленой структуры состава типа РСТ-4к. Зависимость относительной работоспособности ЭВВ от содержания БРТТ представлена на рис. 10:

Рис. 10. Зависимость относительной работоспособности ЭВВ от содержания БРТТ

Определение показателя относительной эффективности ЭВВ с содержанием БРТТ в качестве сенсибилизатора

Для оценки эффективности применения ЭВВ с конверсионными компонентами для взрывной отбойки различных типов горных пород применен комплексный критерий эффективности, разработанный в МГГУ. Комплексный критерий эффективности(Е)связывает как свойства самого конверсионного ВВ, так и свойства разрушаемых пород и позволяет с достаточной точностью прогнозировать способность конверсионного ВВ к эффективному дроблению и перемещению разрушаемых горных пород.

К числу характеристик, учитывающих сопротивляемость горных пород действию взрыва, относятся:

S - параметр, учитывающий сопротивляемость пород действию взрыва, который определяется по формуле:

    S=(AЧЧf)0. 25ЧЧКll; (4)
    где: А - акустический показатель трещиноватости массива;

f - коэффициент крепости породы по шкале М. М. Протодьяконова; Kll - показатель относительной вязкости;

    ; (5)

где: ll0 - среднестатистический показатель вязкости пород (ll0=3-7); llпор - показатель вязкости пород по Тарасенко В. П.

    (llпор=6, 5- 0, 5ЧЧ(ssсж /ttсдв - 3));
    В общем виде показатель эффективности ВВ имеет вид:
    ; (6)
    где: - параметр, учитывающий энергонасыщенность ВВ;
    - параметр, учитывающий удельное газообразование;
    ; (7)

где: Qэт и Qисп - теплота взрыва эталонного и испытуемого ВВ; рэт и рисп - плотность заряжания эталонного и испытуемого ВВ; Dэт и Dисп - скорости детонации эталонного и испытуемого ВВ; Рэт и Рисп- давление продуктов детонации в зарядной полости при взрыве эталонного и испытуемого ВВ;

Из приведенной формулы следует, что если Е

В табл. 5 приведены рассчитанные значения показателя эффективности применения ЭВВ с содержанием БРТТ равному 37% для пород Костомукшского месторождения, имеющих различный коэффициент крепости и степень трещиноватости, определяющих параметр сопротивляемости разрушению S.

    Таблица 5

Зависимость комплексного критерия эффективности применения ЭВВ, содержащего 37% утилизируемых БРТТ для применения в условиях Костомукшского ГОКа.

    Наименование пород
    Коэффи-циент
    крепости, f
    Акустический
    Показатель
    Трещиноватости, А
    Коэффи-циент вязкости, Kll
    Показатель
    Сопротивляе-мости
    Разрушению,
    S
    Эффектив-ность,
    Е
    Амфибол-магнегитовые кварциты
    18, 3
    0, 55
    0. 873
    1, 55
    0, 90
    Магнетитовые кварциты
    15, 4
    0, 54
    0, 875
    1, 49
    0, 89
    Плагиопорфиры. Филитовидные сланцы
    14, 1
    0, 32
    0, 877
    1, 09
    0, 88
    Кварц-биотитовые сланцы
    8. 4
    0, 30
    0, 883
    1, 14
    0, 87

Для получения одинакового качества дробления породы при взрывных работах необходимо произвести пересчет параметров сетки (аґґb) скважин с учетом полученного значения показателя эффективности применения ВВ (Е):

    авв=ао /Е; (8)
    bвв=bо /Е;

где: авв и ао- расстояние между скважинами в ряду предлагаемого (вв) и применяемого (о) ВВ; bвв и bо - расстояние между рядами скважин предлагаемого (вв) и применяемого (о) ВВ; Из табл. 5 видно, что при использовании ЭВВ содержащего 37% БРТТ, показатель эффективности Е=(0, 87 - 0, 9), для взрывания в условиях ОАО «Карельский окатыш» существующие параметры сетки скважин, при использовании штатных ВВ (акватол Т-20ГК), можно увеличить на 10-13%, при использовании предлагаемых ЭВВ сенсибилизированных утилизируемыми порохами. А также из-за снижения критического диаметра детонации возможно применение более производительных буровых станков.

    Заключение

В результате проведенных лабораторно-полигонных экспериментов установлено, что использование утилизируемого баллиститного ракетного топлива в качестве сенсибилизаторов в составе ЭВВ приводит к улучшению термодинамических характеристик ВВ и повышению эффективности использования таких ВВ в сравнении со штатными ВВ.

    Проведенные исследования позволили установить:

Оптимальное содержание БРТТ в составе ЭВВ составляет 35-38%. Величина критического диаметра зарядов ЭВВ составляет 50-85 мм, что позволяет использовать буровой инструмент и, следовательно, скважинные заряды малого диаметра.

Максимальной работоспособностью обладают ЭВВ, содержащие 37% состава типа РСТ-4к.

Эффективность использования ЭВВ содержащего 35-38% баллиститного ракетного топлива на 10-13% выше применяющихся сейчас ВВ типа акватолов в промышленности, что позволяет увеличить сетку скважин и снизить затраты по статье «буровые работы» на 1 м3 взрываемой породы.

    Литература:

Б. Н. Кутузов, «Разрушение горных пород взрывом», Москва, МГГУ, 1992.

В. П. Тарасенко, В. И. Сивенков «Взрываемость массивов горных пород, выбор рационального ассортимента ВВ», Москва, МГГУ, 1989.

Б. Н. Кутузов, Г. А. Нишпал «Технология и безопасность изготовления и применения ВВ на горных предприятиях», Москва, МГГУ, 1999.

Страницы: 1, 2



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.