Меню

Измерение параметров ударных воздушных волн



Измерение параметров ударных воздушных волн

Для принятия решений по защите от воздействия воздушной ударной волны (ВУВ) взрыва на здания, сооружения, технику или на людей, а также для выработки мер взрывобезопасности необходимы данные, характеризующие взрывы, которые могут происходить во время военных действий, в производственной сфере и в быту. Наиболее достоверные сведения о взрыве можно получить путем проведения эксперимента. Однако, такой подход не всегда применим. Поэтому наиболее распространены расчетные методы, позволяющие определять значения параметров, характеризующих взрывы. В ходе расчетов используются следующие показатели:

  • вид и количество взрывчатого вещества (ВВ);
  • условия взрыва;
  • расстояние от места взрыва до места оценки его последствий;
  • параметры ударной волны;
  • степень повреждения (разрушения) зданий, сооружений, техники или степень поражения людей.

    Для проведения расчетов разработано и представлено в технической литературе значительное количество функциональных зависимостей, которые связывают между собой эти показатели. Конкретный вид расчетных соотношений, выражающих эти функциональные зависимости, определяется условиями взрыва, к которым относятся: тип ВВ (конденсированное ВВ, газовоздушные смеси, пылевоздушные смеси и др.), место взрыва (воздушный, наземный или заглубленный взрыв), наличие преград, отражающих ударную волну и другие условия.

    Разные авторы предлагают разные виды функциональных зависимостей для определения одних и тех же показателей, позволяющие получить либо большую точность, либо простоту, либо какие-нибудь другие преимущества при проведении расчетов. Поэтому при выборе того или иного соотношения для проведения расчетов следует особое внимание обращать на систему ограничений, определяющих возможность его использования.

    Вся совокупность задач по проведению расчетов может быть разделена на две группы: задачи прогнозирования последствий взрыва по заданному количеству ВВ и задачи определения количества ВВ по заданным последствиям взрыва.

    Задачи прогнозирования соответствуют ситуации, когда взрыва еще не было, т.е. требуется рассчитать показатели, характеризующие будущий взрыв. В таких задачах в качестве исходных данных обычно используются сведения о количестве ВВ и об условиях взрыва. При этом в результате расчетов должны быть получены значения параметров ударной волны (или других поражающих факторов) на заданном расстоянии от места взрыва (прямая задача), или определено расстояние от места взрыва, на котором параметры ударной волны будут иметь заданное значение (обратная задача).

    Задачи определения исходных характеристик ВВ по результатам взрыва обычно приходится решать при расследовании и анализе причин аварийных взрывов. В этих задачах известны условия взрыва, место взрыва и степень разрушений по мере удаления от его эпицентра. В результате решения должно быть определено количество взорвавшегося вещества. Для расчетов в этих задачах используются те же функциональные зависимости между степенью повреждения, количеством ВВ и расстоянием от места взрыва, что и при решении задач прогнозирования.

    Настоящий курс лекций не предусматривает подробного рассмотрения всего многообразия вариантов проведения расчетов для различных условий взрыва и поражающих факторов. Далее будут рассматриваться только приближенные методы проведения расчетов, связанные с наиболее распространенными типами взрывов конденсированных ВВ и ГВС в открытом, не замкнутом пространстве. Из числа поражающих факторов взрыва будет рассматриваться только воздушная ударная волна.

    Расчетные соотношения, используемые при решении задач.

    Тротиловый эквивалент массы ВВ.

    Количество взрывчатого вещества или его массу МBB при проведении расчетов выражают через тротиловый эквивалент МТ. Тротиловый эквивалент представляет собой массу тротила, при взрыве которой выделяется столько же энергии, сколько выделится при взрыве заданного количества конкретного ВВ. Значение тротилового эквивалента определяется по соотношению:

    где:
    MBB — масса взрывчатого вещества;

    k — коэффициент приведения взрывчатого вещества к тротилу1 (см. Таблицу 1).

    Таблица 1. Значения коэффициента k приведения взрывчатого вещества к тротилу

    ВВ Тротил Тритонал Гексоген ТЭН Аммонал Порох ТНРС Тетрил
    k 1.0 1.53 1.30 1.39 0.99 0.66 0.39 1.15

    Выражение (1) составлено для взрыва, при котором ударная волна распространяется во все стороны от точки взрыва беспрепятственно, т.е. в виде сферы. Очень часто на практике взрыв происходит на некоторой поверхности, например, на земле. При этом ударная волна распространяется в воздухе в виде полусферы.

    Для взрывов на абсолютно твердой поверхности вся выделившаяся при взрыве энергия распространяется в пределах полусферы и, следовательно, значение массы взрывающегося вещества как бы удваивается (в определенных случаях можно говорить о сложении прямой и отраженной волны).

    Для взрыва на не абсолютно твердой поверхности, например, на грунте, часть энергии расходуется на образование воронки. Учет этого расхода выполняется с помощью коэффициента ƞ, значения которого приведены в Таблице 2. Чем меньше подстилающая поверхность позволяет затрачивать энергию на образование воронки, тем ближе значение коэффициента ƞ к 1. Другой предельный случай соответствует ситуации, когда подстилающая поверхность беспрепятственно пропускает энергию взрыва, например, при взрыве в воздухе. В этом случае значение коэффициента равно 0.5.

    С учетом изложенного значение MT в общем случае определяется по формуле:

    Выражение (2) для взрыва в воздухе, то есть при ƞ = 0.5, принимает вид (1).

    Источник

    Измерение параметров ударных воздушных волн

    ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ

    от 27 апреля 2004 года N Р-7

    О введении в действие Методики газодинамического расчета параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли

    1. Ввести в действие с 01.06.2004 Методику газодинамического расчета параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли, согласованную Департаментом угольной промышленности Минэнерго России 31.03.2003 и утвержденную Госгортехнадзором России 02.04.2003*.
    ________________
    * Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать «01.04.2003». — Примечание изготовителя базы данных.

    2. Установить, что настоящая Методика является обязательной для использования всеми инженерно-техническими работниками организаций по добыче угля и командным составом ВГСЧ при выборе безопасных мест ведения горно-спасательных работ при потенциальной угрозе взрыва газа и пыли в угольных шахтах.

    3. Рекомендовать Департаменту угольной промышленности Минэнерго России (Артемьев В.Б.), ФГУП ЦШ ВГСЧ (Горбатов В.А.), руководителям акционерных обществ, а также объединений и предприятий, в состав которых входят угольные и сланцевые шахты, руководителям угольных и сланцевых шахт организовать изучение Методики с инженерно-техническими работниками и командным составом ВГСЧ.

    Заместитель начальника
    Госгортехнадзора России
    А.И.Субботин

    Методика газодинамического расчёта параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли

    Министерство энергетики Российской Федерации
    ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ШТАБ ВГСЧ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
    РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА

    УТВЕРЖДАЮ
    Заместитель начальника
    Госгортехнадзора России
    А.И.Субботин
    1 апреля 2003 года

    Методика газодинамического расчёта параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли

    Настоящая «Методика . » предназначена для выбора безопасных мест ведения горноспасательных работ при потенциальной угрозе взрыва газа и пыли в угольных шахтах.

    В основу «Методики . » положен газодинамический подход, основанный на численном решении системы нестационарных уравнений газовой динамики, описывающей формирование и распространение воздушных ударных волн.

    «Методику . » разработали: к.т.н. Горбатов В.А., инж. Руденко Ю.Ф., инж. Костеренко В.Н. (ЦШ ВГСЧ); д.т.н. Палеев Д.Ю., к.ф.-м.н. Лукашов О.Ю. (ИУУ СО РАН); д.т.н., проф. Чеховских A.M. (НИЦГ РК); д.ф.-м.н., проф. Васенин И.М., д.ф.-м.н., проф. Шрагер Э.Р., д.ф.-м.н., проф. Крайнов А.Ю. (Томский государственный университет).

    «Методика . » предназначена для командного состава ВГСЧ, инженерно-технических работников угольных предприятий и организаций, участвующих в горноспасательных работах и при составлении планов ликвидации возможных аварий.

    Методика газодинамического расчёта параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли

    1. Общие положения

    Процесс взрыва газа и пыли в шахте характеризуется двумя стадиями — горением исходной смеси с формированием воздушных ударных волн и распространением последних после прекращения горения. Обе стадии в дальнейшем рассматриваются отдельно.

    Опасность ударных волн (УВ) определяется двумя основными параметрами — избыточным давлением во фронте УВ и величиной времени его действия (фазой сжатия). Избыточное давление во фронте волны , как в зоне горения, так и после его прекращения зависит от состава исходной смеси, длины загазированной части, размеров выработки, ее загроможденности, типа крепи и других факторов. Время действия избыточного давления также зависит от перечисленных выше факторов.

    Ввиду того, что при взрывах газа и пыли в шахтах время действия избыточного давления обычно превышает 1 с, все расчеты сооружений в шахтах ведутся на действие статической нагрузки.

    Безопасные условия для людей, находящихся в шахте, обеспечиваются при избыточном давлении во фронте воздушной волны менее 0,006 МПа.

    Распространение УВ по разветвлённой сети горных выработок рассчитывается на основе численного решения системы нестационарных уравнений газовой динамики. Расчёт основывается на пространственной топологии сети горных выработок шахты.

    Расчёт ведётся на персональном компьютере по специальной программе, автоматизирующей весь ход вычислительного процесса, и позволяющей рассчитывать давление, скорость и температуру в горных выработках в любой момент времени.

    Перед проведением расчёта в компьютер должны быть введены:

    — трёхмерные координаты и номера сопряжений (поворотов, изменения профиля) горных выработок участка или всей шахты;

    — номера выработок и номера их начального и конечного сопряжений;

    — форма и площади поперечных сечений горных выработок;

    — величины аэродинамических сопротивлений горных выработок.

    2. Определение давления в зоне горения

    Задание длины зоны горения . За зону взрыва (горения) исходной смеси принимается участок горных выработок с неуправляемым проветриванием или (и) запылённый угольной пылью до взрывоопасной концентрации участок. Зона взрыва может быть только одна. Она может занимать любую часть выработки, всю выработку или несколько смежных выработок сразу.

    Определение давления в зоне горения . При взрыве метановоздушных смесей формируются УВ, интенсивность которых не превышает величин давлений, возникающих при взрыве стехиометрической (9,5%) метановоздушной смеси, равномерно распределенной по длине и сечению горной выработки. Поэтому при определении величин давлений УВ в зоне горения предполагается, что взрывается стехиометрическая смесь метана с воздухом (кривая 1 на рис.1). При взрыве сложных метанопылевоздушных смесей во взрыве участвует ещё и сорбированный на частицах угольной пыли кислород, что увеличивает давление в зоне горения (кривая 2 на рис.1).

    Давление в зоне взрыва определяется по суммарной безразмерной длине активного участка горения от очага воспламенения до границы раздела «горючая смесь — воздух» по формуле

    где — длина i -го участка зоны взрыва, м; i =1, 2, . n — фактическое число участков; — приведённый диаметр i -го участка, рассчитываемый по формуле

    где — площадь поперечного сечения выработки i -го участка, м ; — периметр выработки, м (табл.1).

    Источник

    Параметры ударных волн

    Оценка фугасности (работоспособности) взрывчатого вещества по измеренным параметрам ударных волн проводится двумя способами – измерением импульса фазы сжатия ударной волны или избыточного давления на ее фронте.

    При измерении импульса фазы сжатия волны используются специальные приборы – импульсомеры различной конструкции (маятниковые, поршневые и т.д.). При измерении избыточного давления используется датчики давления с высоким временным разрешением, в частности, пьезоэлектрические датчики.

    Кроме того, величину избыточного давления можно рассчитать по измеренной скорости ударной волны:

    , (7.11)

    где D р – избыточное давление;

    ρ – плотность воздуха;

    – показатель адиабаты (для воздуха );

    – скорость ударной волны;

    с – скорость звука в воздухе.

    Для оценки фугасности взрывчатого вещества можно использовать эмпирическую формулу, полученную в результате обработки опытных данных:

    , (7.12)

    где Qв – теплота взрыва, Дж/кг;

    Vo – удельный объем газообразных продуктов взрыва, (л/кг);

    К – эмпирический коэффициент.

    Ввиду сложности определения коэффициента К, обычно выражение (7.12) используется для нахождения относительной работоспособности. Если в качестве эталонного взрывчатого вещества взять аммонит 6ЖВ (Qв =4.32 МДж/кг, Vo=893 л/кг), то формула (7.12) примет вид:

    .

    В литературе часто в качестве меры относительной фугасности взрывчатого вещества используется величина тротилового эквивалента, который определяется расчетным или экспериментальным путем. При этом в качестве эталонного вещества применяется тротил.

    Тротиловый эквивалент – это величина, которая показывает, сколько килограммов тротила необходимо взорвать, чтобы получить такую же фугасность, как у одного килограмма исследуемого взрывчатого вещества. Если тротиловый эквивалент меньше единицы, то данное вещество мощнее тротила, и наоборот. Величина тротилового эквивалента ТЭ для некоторых промышленных взрывчатых веществ приведена в табл. 7.3.

    Тротиловый эквивалент промышленных взрывчатых веществ

    Вещество Угленит Аммонит ПЖВ-2 Аммонит АП5ЖВ Аммонит 6ЖВ Тротил Аммонал скальный
    ТЭ 0.39 0.57 0.65 0.81 1.00 1.08

    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)

    Источник

    Параметры ударных волн

    Оценка фугасности (работоспособности) взрывчатого вещества по измеренным параметрам ударных волн проводится двумя способами – измерением импульса фазы сжатия ударной волны или избыточного давления на ее фронте.

    При измерении импульса фазы сжатия волны используются специальные приборы – импульсомеры различной конструкции (маятниковые, поршневые и т.д.). При измерении избыточного давления используется датчики давления с высоким временным разрешением, в частности, пьезоэлектрические датчики.

    Кроме того, величину избыточного давления можно рассчитать по измеренной скорости ударной волны:

    , (7.11)

    где D р – избыточное давление;

    ρ – плотность воздуха;

    – показатель адиабаты (для воздуха );

    – скорость ударной волны;

    с – скорость звука в воздухе.

    Для оценки фугасности взрывчатого вещества можно использовать эмпирическую формулу, полученную в результате обработки опытных данных:

    , (7.12)

    где Qв – теплота взрыва, Дж/кг;

    Vo – удельный объем газообразных продуктов взрыва, (л/кг);

    К – эмпирический коэффициент.

    Ввиду сложности определения коэффициента К, обычно выражение (7.12) используется для нахождения относительной работоспособности. Если в качестве эталонного взрывчатого вещества взять аммонит 6ЖВ (Qв =4.32 МДж/кг, Vo=893 л/кг), то формула (7.12) примет вид:

    .

    В литературе часто в качестве меры относительной фугасности взрывчатого вещества используется величина тротилового эквивалента, который определяется расчетным или экспериментальным путем. При этом в качестве эталонного вещества применяется тротил.

    Тротиловый эквивалент – это величина, которая показывает, сколько килограммов тротила необходимо взорвать, чтобы получить такую же фугасность, как у одного килограмма исследуемого взрывчатого вещества. Если тротиловый эквивалент меньше единицы, то данное вещество мощнее тротила, и наоборот. Величина тротилового эквивалента ТЭ для некоторых промышленных взрывчатых веществ приведена в табл. 7.3.

    Тротиловый эквивалент промышленных взрывчатых веществ

    Вещество Угленит Аммонит ПЖВ-2 Аммонит АП5ЖВ Аммонит 6ЖВ Тротил Аммонал скальный
    ТЭ 0.39 0.57 0.65 0.81 1.00 1.08

    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)

    Источник

    Приложение 12. Методика определения параметров ударных воздушных волн при взрывах газов и пыли в горных выработках

    Методика определения параметров ударных воздушных волн при взрывах газов и пыли в горных выработках

    1. Общие положения

    Взрывы при наличии источника воспламенения в угольных шахтах, как правило, происходят из-за нарушения проветривания, скопления и горения на аварийном участке однокомпонентных (СН4), многокомпонентных (СН4, Н2 СО) или гибридных взрывчатых смесей (углеводородные газы и угольная пыль).

    Каждый компонент горючей смеси имеет свои, строго определенные пределы взрываемости. Взрываемость многокомпонентных газовых смесей определяется по соответствующим диаграммам (треугольникам взрываемости), учитывающим сумму горючих газов, скапливающихся на аварийных участках угольных шахт, и наличие кислорода воздуха (приложение N 11).

    Взрывчатость угольной пыли определяется физико-химическими свойствами и горнотехническими условиями разрабатываемых шахтопластов. При этом определяющим является количественный выход летучих, содержание золы и влаги в угле, дисперсность витающей и отложившейся угольной пыли. Опасными по взрывам пыли являются пласты угля с выходом летучих веществ 15% и более, а также пласты угля (кроме антрацитов) с меньшим выходом летучих, взрываемость пыли которых установлена лабораторными испытаниями. Пыль у шахтопластов с выходом летучих веществ 6% и менее считается невзрывчатой. Зола и инертные добавки снижают взрывчатость угольной пыли. Естественное содержание влаги в угле почти не оказывает существенного влияния на взрываемость угольной пыли. Однако если отложившаяся пыль увлажнена до 12% и более, то она не способна переходить во взвешенное состояние и создать взрывоопасные концентрации.

    Во взрыве пыли принимают участие частицы разных размеров не более 1000 мк, причем взрываемость угольной пыли с увеличением дисперсности растет.

    В шахтах, на определенных участках, практически всегда имеются условия для участия угольной пыли в аварийных взрывах, особенно гибридных смесей. Взрываемость угольной пыли регламентируется Правилами безопасности. Известно, что взрывное горение гибридных газопылевоздушных смесей по механизму распространения пламени мало отличается от подобных процессов в смесях углеводородных газов с воздухом.

    Участие во взрывах угольной пыли усугубляет его разрушающее и поражающее действие, повышает пределы распространения пламени и ударной волны по горным выработкам.

    При взрывах газовоздушных и газопылевоздушных смесей в шахтах условно выделяются три зоны действия взрыва:

    — зона загазования (зона, содержащая взрывчатую смесь, в которой возможно экстремальное действие взрыва, вплоть до детонации взрывчатой смеси);

    — зона разлета продуктов взрыва (ПВ) (зона действия ударной воздушной волны, подпираемой продуктами взрыва, которые расширяются примерно на 4,1 объема первоначального загазования горных выработок);

    — зона действия ударной воздушной волны (УВВ), оторвавшейся от продуктов взрыва.

    Параметры взрыва (давление во фронте УВВ — дельта Рф, импульс УВВ — iо, эффективное время тета взрывчатой смеси) зависят главным образом от энергии взрыва, зоны, для которой определяются эти параметры и расстояния до эпицентра взрыва (места воспламенения взрывчатой смеси).

    Приведенные в Методике расчетные зависимости соответствуют усредненным физико-механическим и энергетическим характеристикам стехиометрических смесей углеводородных газов с воздухом, присутствующих в атмосфере аварийных участков шахт, и идеализированной схеме взрыва (детонации) горючих взрывчатых смесей (ГВС) с инициированием взрыва в тупиковой части горных выработок или посередине загазованного участка в сквозных выработках.

    Указанные характеристики, в первом приближении, можно использовать при участии во взрыве угольной пыли, так как установлено, что взрыв взвешенной угольной пыли происходит после ее термического разложения в газовой фазе.

    Учет влияния угольной пыли во взрыве осуществляется за счет увеличения энергии взрыва примерно в 1,3 раза, что, в свою очередь, приводит к увеличению импульса ударной волны и времени ее действия. В зоне разлета продуктов взрыва частицы горящей угольной пыли, переносимые с зоны загазования, подпитывают УВВ, не давая ей интенсивно затухать. В этом случае коэффициент перехода взрыва в УВВ увеличивается (см. табл.2), а зона разлета продуктов взрыва принимается не менее пяти объемов первоначального загазования горных выработок.

    За зону загазования принимается участок, в котором имеется горючая смесь, включая несвязную взрывчатую угольную пыль. Поэтому для предотвращения увеличения активной зоны взрыва необходимо пыль в примыкающих к загазованному участку горных выработок смыть или связать ПАВ на расстоянии, на которое могут распространяться продукты предполагаемого взрыва. Если эти мероприятия осуществить не удается, то границей зоны загазования следует считать конец последнего запыленного участка выработки и все расчеты проводить, исходя из этих предположений.

    2. Определение параметров взрыва в зоне загазования и в зоне
    действия продуктов взрыва

    Разрушающее и поражающее действие взрыва ГВС в шахтах зависит от ее энергии, которая определяется из выражения

    где ро — плотность взрывчатой смеси, кг/м3 (для метановоздушной стехиометрической смеси ро = 1,13 кг/м3;

    gv — удельная теплота взрыва (для метановоздушной стехиометрической смеси gv = 2,763 х 10(6) Дж/кг);

    Vо — объем загазования взрывчатой смесью аварийного участка горных выработок, м3.

    В объем загазования необходимо включать все пустоты и купола горных выработок, попадающие в эту зону. Для лавы в этот объем включают часть выработанного необрушенного пространства. В этом случае объем загазования лавы, определяемый как произведение площади ее поперечного сечения в свету на длину загазования, необходимо для расчета безопасных расстояний увеличить в 1,5 раза. Для труднообрушаемых кровель объем загазования лавы увеличивают в 2 раза.

    Считается, что весь объем взрывчатой смеси в лаве может канализироваться в любом направлении, принимаемом для расчета безопасных расстояний.

    Расчетные зависимости для определения параметров взрыва ГВС в горных выработках шахт приведены в табл.1.

    В зоне загазования при V Таблица 1

    Схема подземного взрыва, его эпюра давлений и расчетные параметры

    ГАРАНТ:

    Рисунки в базе не приводятся

    Удельный импульс УВВ равен половине произведения избыточного давления дельта Рф на время действия Qc.

    Параметры взрыва ГВС в горных выработках угольных шахт

    Название параметров
    взрыва
    Расчетные формулы
    Зона загазования V Примечание : В случае участия во взрыве угольной пыли энергия Ен взрыва увеличивается в 1,3 раза.

    В зоне действия ПВ Vо Таблица 2

    Коэффициенты перехода энергии взрыва ГВС в интенсивность УВВ
    в зависимости от вида взрыва ГВС в шахтах и расчетные начальные
    давления во фронте УВВ в месте ее отрыва от ПВ

    0,21

    N Виды взрыва ГВС Коэффициент перехода
    энергии взрыва в ин-
    тенсивность УВВ, Мю
    Начальные давления
    во фронте УВВ в мес-
    те отрыва от ПВ
    Дельта Рфн, МПа при
    5Vo
    1. Детонационное горение ГВС
    1.1 Экстремальный режим горе-
    ния ГВС детонация
    0,50 0,30
    2 Дефлаграционное горение ГВС
    2.1 Без участия пыли 0,15 0,15
    2.2 Однородные и многокомпо-
    нентные смеси ГВС с учас-
    тием пыли
    2.3 Слоевое скопление ГВС с
    участием пыли
    0,08 0,08

    Дальнейший расчет затухания избыточного давления во фронте УВВ производится по формуле:

    где Дельта Рфн — начальное давление во фронте воздушной ударной волны в месте ее отрыва от продуктов взрыва, МПа;

    П — периметр горной выработки, по которой распространяется ударная воздушная волна, м;

    F — площадь поперечного сечения горной выработки, м2;

    Кз — коэффициент затухания, принимаемый по табл.3 в зависимости от коэффициента аэродинамического сопротивления горных выработок (А), согласно Рекомендаций СНиП 2.01.54-84.;

    е — основание натуральных логарифмов;

    х — расстояние от начала выработки до поворота, ее сужения и других изменений, м.

    Выработки Коэффициент аэродинами-
    ческого сопротивления
    выработки (А), Н х с2/м4
    К
    з
    С гладкой поверхностью и
    металлическими трубами
    9,8х10(-4) — 39,2х10(-4) 0,5х10(-3)
    С бетонной или кирпичной
    крепью
    39,2х10(-4) — 78,4х10(-4) 10(-3)
    С другими видами крепи 78,4х10(-4) — 196,0х10(-4)
    196,0х10(-4) — 343,0х10(-4)
    2х10(-3)
    3х10(-3)
    С повышенной шероховатостью
    поверхностей и стволы с ар-
    мировкой
    343,0х10(-4) — 490,0х10(-4) 4х10(-3)

    Значения показательной функции

    n е(-n) n е(-n) n е(-n)
    0,00 1,000 2,1 0,1230 5,1 0,00610
    0,10 0,905 2,2 0,1110 5,2 0,00552
    0,15 0,861 2,3 0,1002 5,3 0,00499
    0,20 0,819 2,4 0,0907 5,4 0,00452
    0,25 0,779 2,5 0,0821 5,5 0,00409
    0,30 0,741 2,6 0,0743 5,6 0,00370
    0,35 0,705 2,7 0,0672 5,7 0,00335
    0,40 0,670 2,8 0,0608 5,8 0,00303
    0,45 0,638 2,9 0,0550 5,9 0,00274
    0,50 0,606 3,0 0,0498 6,0 0,00248
    0,55 0,577 3,1 0,0451 6,2 0,00203
    0,60 0,549 3,2 0,0408 6,4 0,00166
    0,65 0,522 3,3 0,0369 6,6 0,00136
    0,70 0,496 3,4 0,0334 6,8 0,00111
    0,75 0,472 3,5 0,0302 7,0 0,00091
    0,80 0,449 3,6 0,0273 7,2 0,00075
    0,85 0,427 3,7 0,0247 7,4 0,00061
    0,90 0,406 3,8 0,0224 7,6 0,00050
    0,95 0,387 3,9 0,0202 7,8 0,00041
    1,00 0,368 4,0 0,0183 8,0 0,00033
    1,10 0,333 4,1 0,0166 8,2 0,00027
    1,20 0,301 4,2 0,0150 8,4 0,00022
    1,30 0,273 4,3 0,0136 8,6 0,00018
    1,40 0,247 4,4 0,0123 8,8 0,00015
    1,50 0,223 4,5 0,0111 9,0 0,00012
    1,60 0,202 4,6 0,0101 9,2 0,00010
    1,70 0,183 4,7 0,0091 9,4 0,00008
    1,80 0,165 4,8 0,0082 9,6 0,00007
    1,90 0,150 4,9 0,00745 9,8 0,00006
    2,00 0,135 5,0 0,00674 10,0 0,00004

    На рис.1 приведен график, характеризующий затухание интенсивности давления и импульса УВВ в горных выработках, построенный на основании зависимостей (3) и (4) с учетом данных табл.3 и 4. Расчет изменения указанных параметров УВВ осуществляется через приведенные коэффициенты затухания, которые представлены на этом же графике. Причем основополагающей расчетной формулой для определения приведенного коэффициента затухания интенсивности УВВ является зависимость

    ГАРАНТ:

    Рисунки в базе не приводятся

    Рис.1 График для определения затухания УВВ

    На оси ординат графика рис.1 отложены приведенные коэффициенты затухания импульса и давления УВВ, максимальные величины которых приняты за единицу, а их изменения по оси ординат регламентируются условиями распространения УВВ. По оси абсцисс отложены расстояния, на которые распространяется УВВ.

    По геометрическим параметрам выработки и ее аэродинамическому сопротивлению находят величину П х Кз/F, по которой определяют номер соответствующей кривой или кривых на графике рис.1. Отложив по оси абсцисс расстояние распространения УВВ по горной выработке и восстановив перпендикуляр до пересечения с соответствующими кривыми, номера которых известны, находим точку, которая по оси ординат соответствует числовому значению приведенного коэффициента затухания. Умножив значение приведенного коэффициента затухания на величину начального давления или импульса УВВ, получим искомые значения этих величин после прохождения данного участка горных выработок УВВ. Отметим, что приведенные коэффициенты затухания давления УВВ и импульса для одной и той же волны отличаются друг от друга (формулы 3 и 4).

    Данные рис.1 охватывают практически все возможные условия распространения УВВ по прямолинейным участкам горных выработок. Зная площадь поперечного сечения горной выработки (F), ее периметр (П), коэффициент аэродинамического сопротивления (А) и общую длину части выработки (х), входящей в аварийный участок, можно легко определить затухание ударной волны и импульса для этой части выработки.

    Таким образом, безопасное расстояние при угрозе взрыва газа и пыли в шахте на прямолинейных участках горных выработок определяется как сумма расстояний, на которые распространяется УВВ, подпираемая продуктами взрыва (на этом участке определяющим является объем, занимаемый этой выработкой), плюс расстояние, на котором происходит затухание УВВ, оторвавшейся от продуктов взрыва, до безопасного давления Дельта Рф Таблица 5

    Коэффициенты затекания Кзат УВВ при местных
    изменениях конфигурации и сечения выработок

    0° = 120° Кзат = 1 при дельта = 1)
    1

    0° Примечание . Дельта — характеристика местного сопротивления, отношение площади поперечного сечения выработки, в которую затекает УВВ (S), к площади поперечного сечения выработки, из которой вытекает УВВ (F): дельта = S/F

    Если к выработке, по которой предполагается распространение УВВ, примыкает тупик длиной до 130 м, то потери давления в этом месте не учитываются. Если длина тупика превосходит 130 м, то давление во фронте УВВ снижается на 10%.

    Изменение импульса УВВ при распространении УВВ через сопряжения и углы поворотов горных выработок учитывается соответствующими коэффициентами ослабления или усиления импульса, ориентировочные значения которых приведены в табл.6. Если импульс УВВ распространяется по сопрягаемым выработкам разного поперечного сечения, то вначале значение расчетного импульса определяется как для выработок одинакового сечения. Затем полученный результат умножается на коэффициенты, учитывающие закономерности распространения импульса за счет расширения или сужения горных выработок.

    При распространении УВВ по нескольким параллельным выработкам, соединенным друг с другом разрезными печами и сходящимся в единые каналы, происходят сложные газодинамические явления по усилению и ослаблению УВВ в этих выработках. Минимальные потери давления УВВ определяются для суммы длин параллельных выработок, сходящихся в единые каналы по ранее принятым расчетным и графическим зависимостям исходя из начальных давлений УВВ, распространяющейся по этим выработкам.

    При определении потерь давления во фронте УВВ в сопряжениях горных выработок необходимо иметь точные сведения о возможных загромождениях сопрягаемых горных выработок. Многие виды загромождений, например груженые вагонетки, складированный строительный материал (бетониты, брус), могут существенно изменить картину гашения УВВ после ее распространения через загроможденные сопряжения горных выработок. При оценке распространения УВВ по горным выработкам необходимо учитывать эти факторы, вводя их запас по обеспечению безопасности ведения аварийных работ при угрозе взрыва.

    Ориентировочные значения коэффициентов ослабления (усиления)
    импульса УВВ при ее распространении через сопряжения и углы поворота
    горных выработок

    Источник

    Читайте также:  Манометр шкала измерения мпа

    Сравнить или измерить © 2021
    Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.