Лекция 11. Использование преднамеренных взрывов на объектах экономики

Взрывные работы выполняются воздействием взрыва на естественные (горные породы, древесина, лёд) или искусственные (бетон, какменная или кирпичная кладка, металлы и др.) материалы с целью контролируемого их разрушения и перемещения или изменения структуры и формы. Эти преднамеренные взрывы осуществляются только с помощью взрывчатых веществ и средств взрывания, создающих начальный импульс для возбуждения взрыва основного заряда (капсюли-детонаторы с огнепроводным шнуром, электродетонаторы), а также передающих начальный импульс на требуемое расстояние (например, детонирующий шнур). Для размещения взрывчатого вещества внутри разрушаемого объекта предварительно создается полость (шпур, скважина, камера), как правило, бурением. Поэтому совокупность процессов для выполнения преднамеренных взрывов часто называют буро-взрывными работами. Дозированное количество взрывчатого вещества, помещенное в полость или на поверхность разрушаемого объекта и снабженное средством взрывания, называется зарядом.

Область применения взрывных работ на объектах экономики весьма обширна. Наибольшего объема они достигают в горном деле: для сейсмической разведки полезных ископаемых; при вскрытии месторождений (напрвленные взрывы на выброс и сброс); при добыче твёрдых полезных ископаемых взрывная отбойка отделяет породу от горного массива, попутно дробя и перемещая её.

В строительстве взрывные работы производят для планировки строительных площадок, рыхления мёрзлых и скальных грунтов, удаления валунов и пней, для образования выемок, котлованов, насыпных и камненабросных плотин, для сооружения дорожных и гидротехнических тоннелей, разрушения временных перемычек. Взрывные работы используют при реконструкции для обрушения подлежащих сносу зданий и сооружений, разрушения фундаментов оборудования внутри действующих цехов.

В водном хозяйстве взрывные работы выполняются для углубления дна водоемов и фарватеров рек, спрямления и очистки русла рек, уничтожения порогов и перекатов, ликвидации заторов льда в период осеннего ледостава, пропуска льда под мостами, охраны от льда сооружений и ликвидации ледяных заторов в период весеннего ледохода. В полярных условиях взрывные работы используются для разрушения ледяных полей и торосов, освобождения вмерзшего в лёд судна.

В металлургической и машиностроительной промышленности взрывные работы проводят для упрочнения металла, штамповки сложных деталей из листа, резки и сварки металла, установки заклепок

в труднодоступных местах, очистки литья от окалины и ржавчины, дробления шлаков и разделки крупного металлолома.

В сельском и лесном хозяйствах применяют валку деревьев взрывом для образования защитных полос, предотвращающих распространение лесных пожаров. Взрывные работы используют для подготовки пахотных площадей расчисткой их от камней, пней и кустарников; осушения заболоченных мест взрыванием водонепроницаемого слоя; образования канав при оросительных и осушительных работах.

В нефте- и газодобывающей промышленности взрывные работы ликвидируют аварии бурового инструмента, повышают дебит нефти из пласта путем взрывания торпед в скважинах; воздвигают искусственные115 дамбы и острова в местах подводной добычи; создают подземные хранилища нефти методом уплотнения глинистых грунтов взрывом. Взрывы также применяются для ликвидации пожаров на нефтяных и газовых скважинах.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте буро-взрывные работы.

2. Для каких целей проводят преднамеренные взрывы в горном деле?

3. Зачем проводят взрывные работы в строительстве?

4. Для чего выполняют взрывы в водном хозяйстве?

5. С какой целью осуществляют взрывные работы в сельском и лесном хозяйствах?

6. Зачем проводят взрывы в нефте- и газодобывающей промышленности?

Контрольные вопросы для экзамена по ТГВ

1. Из каких основных элементов состоит твердое топливо? Дайте характеристику горючих элементов топлива.

2. Как определяется теоретический объем воздуха, необходимый для горения топлива?

3. Как определяется теоретический объем продуктов сгорания топлива?

4. Напишите уравнение теплового баланса процесса горения.

5. Что называется адиабатической температурой горения и как ее рассчитать?

6. Что такое теоретическая температура горения и как ее рассчитать?

7. Приведите формулу для скорости протекания реакции горения.

8. В чем сущность цепного механизма реакций горения?

9. Что такое температура самовоспламенения горючей смеси и от чего она зависит?

10. Как протекает вынужденное воспламенение горючей смеси?

11. Какие имеются концентрационные пределы воспламенения горючей смеси и от чего они зависят?

12. Как происходит распространение пламени по объему горючей смеси в ламинарном потоке?

13. От чего зависит нормальная скорость распространения пламени?

14. Каковы особенности распространения пламени в турбулентном потоке?

15. Что такое детонация?

16. Какие основные особенности горения предварительно приготовленной горючей смеси в открытой атмосфере?

17. Расскажите о диффузионном горении горючей смеси и назовите его основные особенности.

18. Каковы устойчивость и полнота горения, а также светимость диффузионного факела?

19. Какие приемы применяют для стабилизации кинетического и диффузионного факелов?

20. Нарисуйте схему ламинарного газового факела однородной смеси.

21. Каковы особенности горения жидкого топлива со свободной поверхности?

22. Почему при горении жидкого топлива со свободной поверхности всегда образуется коптящий факел

23. Назовите основные стадии горения жидких топлив.

24. Как протекает горение капли в неподвижной среде и в турбулентном потоке?

25. Нарисуйте схему прямоточного мазутного факела и укажите его основные зоны.

26. Напишите первичные и вторичные реакциии окисления углерода.

27. Какие особенности слоевого горения твердого топлива?

28. Какие особенности горения пылевидного топлива в факеле?

29. Укажите основные способы стабилизации воспламенения пылеугольного факела.

30. Какие способы применяют для интенсификации горения пылеугольного факела?

31. Какие токсичные вещества образуются при горении топлива?

32. Опишите механизм появления оксидов серы в продуктах сгорания.

33. Назовите факторы, влияющие на повышенный выход оксидов азота при горении.

34. Опишите механизм появления частичек сажи в продуктах сгорания.

35. Опишите условия, при которых образуются канцерогенные углеводороды в продуктах сгорания.

36. Что является источником энергии химического взрыва?

37. Перечислите источники энергии физических взрывов сосудов, содержащих сжатые газы (пары).

38. При каких условиях хранения взрывчатого вещества возможен случайный тепловой взрыв?

39. Перечислите основные параметры источников взрыва охарактеризуйте их.

40. Для чего вводится тротиловый эквивалент и как он определяется?

41. Какие основные параметры характеризуют разрушающую способность взрывной волны?

42. По какой формуле определяют расстояние до объекта с соответствующим уровнем разрушения от воздействия ударной волны?

43. Охарактеризуйте каждую из четырех групп конденсированных взрывчатых веществ по степени взрывоопасности.

44. При каких условиях возможны взрывы горючих парогазовых смесей?

45. Какими факторами характеризуется уровень опасности взрыва пыли?

46.Приведите формулу для оценки уровня взрывоопасности аэрозоля в помещении (сосуде).

47.Приведите формулу для определения избыточного давления взрыва пылевоздушной смеси в помещении.

48. С какой целью проводят преднамеренные взрывы в горном деле?

49. Зачем проводят взрывы в нефте- и газодобывающей промышленности?

50. Для чего проводят взрывы в водном хозяйстве?

Список литературы для подготовки в экзамену

1.Хзмалян Д.М. Теория горения и топочные устройства/Д.М.Хзмалян, Я.А.Каган; под ред. Д.М.Хзмаляна. – М.: Энергия, 1976. – 488 с.

2. Основы практической теории горения: Учебное пособие для вузов/В.В.Померанцев, К.М.Арефьев, Д.Б.Ахмедов и др.; Под ред. В.В.Померанцева. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. – 312 с.

3. Частухин В.И. Топливо и теория горения/ В.И.Частухин, В.В.Частухин. – М.: Энергоатомиздат,1990. – 222 с.

4. Кумагаи С. Горение (перевод с японского)/ С.Кумагаи. – М.: Химия, 1979. – 256 с.

5. Равич М.Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов/ М.Б.Равич. – М.: Наука, 1966. - 415 c.

6. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент.: Справочник/ Под общ. ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 560 с. – (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 2).

7. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника.: Справочник/Под общ. ред.В.А.Григорьева, В.М.Зорина. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - с. - (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 4).

8. Сборник задач по теории горения: Учебное пособие для вузов/ Под ред. В.В.Померанцева. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1983. – 152 с.

9. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. Л.: Недра, 1988. - 312 с.

10. Лавров Н.В. Процессы горения топлива и защита окружающей среды. - М.: Металлургия, 1984. - 246 с.

11. Бейкер У. Взрывные явления. Оценка и последствия / У.Бейкер, П.Конс, П.Уэстайн и др.Кн.1. – М.: Мир, 1986. - 319 с.

12. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение/М.В.Бесчастнов. – М.: Химия, 1991. - 432 с.

13. Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность промышленной пыли/А.Я.Корольченко. – М.: Химия, 1986. – 216 с.