О применении высокопредохранительного взрывчатого вещества угленит 12ЦБУДК 622.235.2 В.П. Доманов, Е.А. Петров, В.П. Удовиченко. Журнал "Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности", Изд-во ООО "ВостЭко", 2006, -34-37 Отмечено, что в настоящее время отечественной промышленностью не выпускаются предохранительные ВВ VI класса для ведения взрывных работ в наиболее опасных условиях угольных шахт. ФНПЦ «Алтай» проведена оптимизация технологического производства изготовления угленита 12ЦБ в бумажной оболочке, ранее широко применяющегося в шахтах. Угленит 12ЦБ прошел дополнительный комплекс лабораторно-полигонных испытаний и по всем показателям, включая предохранительные свойства, подтвердил соответствие тех ническим условиям и техническим требованиям к ВВ VI класса. Для подтверждения этого со ответствия угленит 12ЦБ рекомендован к предварительным испытаниям в производственных условиях угольных шахт. Современные взрывчатые вещества для угольных шахт России, согласно Единым правилам безопасности при взрывных работах, по условиям применения и уровню предохранительных свойств разделяют на семь классов. Из них наиболее высокие требования предъявляются к ВВ VI класса, предназначенным для применения в качестве шпуровых зарядов в наиболее опасных условиях. При использовании таких ВВ возможно появление ряда факторов, непосредственно связанных с предохранительными свойствами, – боковое обнажение заряда и контакт продуктов детонации со взрывоопасной атмосферой, наличие жесткой преграды на пути ударной взрывной волны и формирование отраженной волны, канальный эффект, другие факторы. Поэтому все вновь разрабатываемые высокопредохранительные промышленные ВВ еще с 1983 г. должны были удовлетворять техническим требованиям, предъявляемым к патронированным ВВ V и VI классов [1], и иметь преимущества по техническим показателям, по эффективности действия, устойчивости к выгоранию, чувствительности к механическим воздействиям, гарантийному сроку хранения по сравнению со штатными ВВ. Однако по причинам сокращения объемов потребления и отсутствия исследований в данном направлении для отечественной угольной промышленности за этот период не было предложено ни одной рецептуры ВВ VI класса. Между тем, такое положение дел не означает отсутствия необходимости для особо опасных забоев угольных шахт в таких ВВ. Поэтому в настоящее время вынуждены применять ВВ более низких классов предохранительности при условии выполнения дополнительных мероприятий по инертизации призабойного пространства, дополнительного проветривания и других мер, которые не всегда возможны в реальных условиях. В 1978 г. в результате комплекса лабораторно-полигонных исследований, выполненных АНИИХТ (ФГУП ФНПЦ «Алтай» г. Бийск), МакНИИ, химическим заводом им. Г.И. Петровского (Украина) был разработан угленит 12ЦБ - высокопредохранительное взрывчатое вещество VI класса. С 1984 г. Госгортехнадзором СССР угленит 12ЦБ допущен к постоянному применению в угольных шахтах. Он представляет собой увлажненную по виду порошкообразную смесь солей, сенсибилизированную нитроэфирами, и должен соответствовать техническим условиям ТУ 84-997-84. Согласно «Краткому руководству по применению…», угленит 12ЦБ предназначен «для взрывной отбойки угля и породы шпуровым методом в забоях выработок шахт, опасных по газу всех категорий и опасных по пыли, кроме особо опасных восстающих забоев по углю и особо опасных комбайновых ниш с одной плоскостью обнажения». Угленит 12ЦБ патронируют в гильзы из подпергамента или бумаги для патронирования диаметром 36-37 мм. Масса ВВ в патронах составляет 200 или 300 г, плотность ВВ равна 1,15 – 1,35 г/см3. Патроны угленита влагоизолируют смесью, состоящей из 70-80% парафина и 30-20% петролатума. Гарантийный срок хранения угленита составляет 6 месяцев. С целью расширения области применения, увеличения безопасности и эффективности действия на основе этого ВВ были разработаны и в 1985 г. допущены к применению патроны П12ЦБ-2 (также ВВ VI класса). Всего за период 1985-1991 гг. на угольных шахтах СССР было израсходовано более 10 тыс. тонн угленита 12ЦБ и патронов П12ЦБ-2. До 1989 г. угленит 12ЦБ патронировался на заводе им. Г.И. Петровского на ручных патро-нировочных машинках. Плотность ВВ в бумажных оболочках составляла 1,25 – 1,32 г/см3 при норме по техническим условиям 1,20– 1,35 г/см3. С 1988 г. для повышения производительности труда часть этого ВВ начали патронировать на автомате патронирования АПК, что совпало с авариями на угольных шахтах. Анализ причин аварий показал, что наиболее вероятной из них является нарушение качества изготовления патронов – плотность ВВ в патронах доходила до 1,43-1,47 г/см 3. Переуплотнение ВВ ведет к повышению объемной концентрации энергии при взрывчатом превращении, способствует переходу режима детонации в горение ВВ или отказам патронов и, как следствие, снижает предохранительные свойства. Кроме этого, для высокопредохранительных ВВ характерно незначительное расстояние передачи детонации между патронами (как сухими, так и после выдержки в воде), что также провоцирует отказы пассивных патронов и увеличивает вероятность их выгорания. Постановлением Госпроматомнадзора СССР №3 от 20.12.90 было приостановлено использование угленита 12ЦБ с 01.01.92, а Миноборонпрому СССР поручено разработать меры по повышению качества изготавливаемых ВВ VI класса. В процессе модернизации стыковочного узла патронов П12ЦБ-2 ВостНИИ были разработаны патроны П12ЦБ-2М. Конструкция узла позволяла достаточно надежно комплектовать из патронов монозаряд, исключая штыбовые и воздушные промежутки между ними. На основании положительных результатов комплекса стендовых испытаний и проверки в угольных шахтах патроны П12ЦБ-2М были допущены к постоянному применению разрешением № 04-35/292 от 11.10.96 для условий применения ВВ VI класса. Это разрешение действует и по настоящее время так же, как на заряды в полиэтиленовой оболочке для специальных взрывных работ ЗНП (ВВ VII класса, разрешение № 379/87 от 24.11.87), снаряжаемые угленитом 12ЦБ. С 1992 г. прекращена поставка в Россию угленита 12ЦБ, изготавливаемого на химическом заводе им. Г.И. Петровского (Украина). При организации производства нитроэфиросодержащих высокопредохранительных ВВ в ФГУП ФНПЦ «Алтай» (г. Бийск) предусматривался выпуск ВВ VI и VII классов, в том числе и угленита 12ЦБ. Однако по причинам ограниченного объема заказов от шахт, значительных затрат на организацию выпуска полиэтиленовых оболочек стоимость таких патронов будет примерно вдвое превышать стоимость патронов ВВ в бумажной оболочке. На основании изложенного, учитывая и исключая негативные проявления технологического характера, которые имелись на заводе им. Г.И. Петровского, было предложено ФНПЦ «Алтай» организовать выпуск патронов угленита 12ЦБ в бумажной оболочке. В 2004-2005 гг. в ФНПЦ «Алтай» проведены работы по повышению качества угленита 12ЦБ, выраженные в корректировке рецептуры ВВ в пределах допусков, оптимизации гранулометрического состава компонентов, усовершенствовании режимов смешения компонентов и патронирования состава на автомате АПК. Поэтому на данном этапе возможно восстановление выпуска угленита 12ЦБ в бумажных оболочках, изготавливаемого по усовершенствованной технологии, с обязательной гарантией качества готовой продукции. От наиболее широко применяемого нитроэфиросодержащего ВВ V класса угленита Э-6 (ГОСТ Р 52036-2003) угленит 12ЦБ отличается уменьшенной массовой долей сенсибилизатора – нитроэфиров с 14 до 12%. В качестве пламегасителя (по принципу ионообменных пар солей с окислителем) в нем используется смесь карбамида гранулированного, хлорида натрия и кальция углекислого. По показателям физической и химической стабильности, чувствительности к механическим воздействиям угленит 12ЦБ аналогичен углениту Э-6. Одной из основных характеристик высокопредохранительных ВВ, подлежащих проверке на стадии разработки, является их устойчивость против выгорания. В ФНПЦ «Алтай» проведены сравнительные испытания угленитов по усовершенствованной методике в стальной толстостенной мортире с каналом диаметром 45 мм и длиной 1500 мм [2]. Взрывчатое вещество патронировалось в бумажные оболочки, масса патронов составляла 200 г, диаметр – 36 мм. В каждом опыте заряд состоял из трех патронов, между которыми устанавливался одинаковый воздушный зазор изменяемой величины. Детонация или отказ пассивных патронов фиксировались измерением в них скорости детонации. Было установлено, что с увеличением расстояния между патронами и начальной плотности ВВ с 1,30 до 1,50 г/см3 угленит 12ЦБ по надежности передачи и восприятия импульса детонации не уступает углениту Э-6 и углениту М. Таким образом, в условиях проявления канального эффекта и уплотнения ВВ вероятность отказа патронов угленита 12ЦБ не превышает таковую для угленитов указанных марок. Дополнительно проведены исследования угленита 12ЦБ по определению параметров поджигания и горения с использованием установки возрастающего давления. Данная методика основана на известных положениях [3, 4], согласно которым выгорание шпурового заряда может быть вызвано нарушением нормальной детонации патрона внутри зарядной камеры, ограниченной забойкой и дном шпура, в которой находятся отказавшая часть заряда и горячие продукты взрыва сдетонировавшего ВВ. Испытаниям подвергались образцы угленитов со штатной плотностью, массой 100-200 г, диаметром 36 мм, запатронированные в бумажную влагоизолированную оболочку. Воспламенителем являлась навеска дымного пороха массой 3 и 6 г. Отмечалось, что по времени задержки воспламенения и времени горения, при равном начальном давлении, угленит 12ЦБ имеет преимущества по сравнению с угленитами марок Э-6 и М. Контрольные испытания образцов от опытной партии №1 угленита 12ЦБ проведены в ноябре 2005 г. на аттестованном лабораторном и полигонном оборудовании ИЦ ВМ ВостНИИ согласно техническим требованиям ТУ 84-997-84 и «Техническим требованиям к патронированным ВВ V и VI классов …». Результаты контрольных испытаний угленита 12ЦБ свидетельствовали о соответствии представленных образцов требованиям ТУ 84-997-84 и указанным техническим требованиям. По итогам оптимизации технологического процесса промышленного выпуска угленита 12ЦБ, на основании положительных результатов контрольных испытаний, а также с учетом факта отсутствия вообще новых рецептур ВВ этого класса предохранительности рекомендовано Федеральной службе по технологическому и экологическому надзору РФ допустить угленит 12ЦБ в бумажных оболочках к предварительным испытаниям в производственных условиях угольных шахт, где требуется применение ВВ VI класса. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ДонНТУ|Портал магистров ДонНТУ|||назад в библиотеку |