Разработка месторождений полезных ископаемых с крепкими рудами и вмещающими породами на современном уровне развития техники осуществляется с помощью буровзрывных работ, при ведении которых образуется большое количество ядовитых газов и пыли. Ядовитые газы представлены в основном окисью углерода и окислами азота, что обусловлено применением аммиачно-селитренных ВВ. Количество ядовитых газов, образующихся при 2/з окиси углерода, или 13,4 л/кг в породах крепостью f = = 6 и 29 л/кг в породах крепостью / = 10—12.
Остальное количество окиси углерода образуется вследствие стекания части продуктов взрыва из устья шпура или проникновения их в трещины и поры породы раньше, чем химические реакции успеют полностью завершиться.
Влияние бумажной оболочки патронов на образование ядовитых газов видно и из данных опытов № 5 и 6 (табл. 2), где 3Д части заряда были помещены в оболочку из медной фольги или жести, а 'Д имела стандартную оболочку. В этих опытах наблюдается увеличение количества окиси углерода и снижение окислов азота по сравнению с данными опыта № 7. Таким образом, заменив стандартную оболочку (бумага и парафин) заряда негорючей оболочкой, можно снизить количество окиси углерода примерно в 3 раза (на 13,4—29 л/кг). Количество окислов азота при этом увеличится в 1,3—2,4 раза (на 1,2—1,4 л/кг). Влияние крепости пород на образование ядовитых газов видно также из данных табл. 2. Во всех случаях, независимо от вида оболочки заряда, в крепких породах образуется значительно больше кислородных соединений углерода и меньше окислов азота, чем в слабых. Содержание окислов азота в продуктах взрыва при взрывании слабых пород увеличивается. Это объясняется тем, что крепкие породы, окружающие заряд, играют роль более прочной оболочки и окисление углерода оболочки патронов происходит полнее.
Из литературы известно, что окисление углерода протекает в две стадии. Сначала он окисляется до СО, а затем до двуокиси. Но здесь уместно заметить, что атом углерода, как было установлено исследованиями акад. Н. Н. Семенова [8], представляет собой бирадикал, который может активно вступать в реакцию взаимодействия (с кислородом образует СО). Чтобы молекулу СО затем превратить в типичный бирадикал, т. е. перевести ее в валентно-активное состояние, требуется затрата большой энергии (60— 80 ккал). Поэтому при детонации ВВ углерод легче окисляется до окиси и труднее до двуокиси. Рассматривая породу как оболочку, надо заметить, что она обладает разной прочностью, монолитностью и пористостью. Чем прочнее и плотнее порода, тем выше давление в шпуре при детонации ВВ и тем сильнее окисляется горючая оболочка заряда. В слабых и пористых породах и рудах давление в шпуре при детонации ВВ будет ниже вследствие увеличения диаметра шпура за счет пластических деформаций и проникновения части продуктов взрыва в трещины и поры. Процесс взрыва в этом случае протекает медленнее.
Предполагая, что при взрывчатом разложении ВВ окислителем углерода является окись азота, можно написать следующие уравнения, от полноты которых будет зависеть количество и состав ядовитых газов:
Мы в социальных сетях:
