Так как выгорание зарядов ВВ происходит в течение нескольких секунд, то за это время с высокой долей вероятности может возникнуть взрывоопасная атмосфера из-за выделившегося метана и образовавшейся угольной пыли. Экспериментально установлено, что обычное время образования взрывоопасной концентрации метана и пыли составляет 250–500 мс, а на некоторых пластах может быть еще меньше. В этом случае степень предохранительности горящего заряда ВВ не влияет на воспламенение метана. Очевидно, что возникает необходимость исключить условия взрывания, при которых могут произойти затухание детонации зарядов ВВ и последующее их выгорание.
Чаще всего отказ заряда происходит в результате канального эффекта, прорыва газа в соседний шпур, повышенного гидростатического давления в обводненных шпурах и т.д.
Затухание детонации заряда может привести к следующим отрицательным явлениям:
- горению заряда ВВ;
- образованию ядовитых газов;
- взрыву метано-воздушной смеси;
- взрыву пыле-воздушной смеси в забое.
Рассмотрим последовательно причины, по которым может произойти отказ.
1. Канальный эффект – проявляется при наличии зазора между патронами ВВ и стенкой шпура в результате распространения ударной волны в зазоре со скоростью, большей чем скорость детонации ВВ. Эта ударная волна уплотняет заряд до плотности выше критической, в результате чего детонация ВВ затухает или переходит в горение. Отрицательными явлениями в этом случае могут быть образование ядовитых газов, взрыв метана или угольной пыли в забое. Меры борьбы:
– необходимо уменьшить радиальный зазор между патронами и стенками шпура;
– применять ВВ с повышенной критической плотностью;
– применять специальные конструкции зарядов, устойчивых к воздействию канального эффекта.
Одним из способов борьбы является применение монопатронов, отдельные части которых выполнены из пластмассовых трубок со стенками толщиной
2–3 мм и с замковыми соединениями на концах, заполненных ВВ. Такая конст рукция позволяет быстро собирать заряды любой длины и вводить их в шпур. Применение пластмассовых оболочек (например, из капрона) не влияет на кислородный баланс при взрыве.
2. Прорыв газа в соседний шпур. При взрыве в угольном массиве вокруг заряда возникает система радиальных трещин, которые могут соединять зону взрыва с полостью рядом расположенного шпура. Скорость распространения трещин в углях составляет 360 – 900 м/с. По этим трещинам распространяются продукты взрыва со скоростью 300 – 400 м/с при давлении газов (25-40)·105Па в полость соседнего заряженного шпура. Проникающий газовый поток при таких параметрах способен вызвать нарушение сплошности заряда между отдельными его частями (патронами) с образованием промежутков, заполненных воздухом или угольной пылью; подпрессовку заряда в радиальном или осевом направлении; выбрасывание патрона-боевика из шпура. Перечисленные явления могут вызвать отказ детонации или ее переход в горение. Экспериментально установлено, что при расстоянии между шпурами 0,4-0,6 м, их глубине 1,6-1,8 м и заряде угленита Э-6 массой 600 г газы проникают в соседний шпур за 0,7-1,5 мс, вызывая указанное нарушение заряда.
Плотность отдельных частей ВВ при этом достигает 1,5-1,6 г/см3, т.е. превышает критическое значение (~1,4 г/см3).
Аналогичная ситуация возникает при ведении взрывных работ по породе. При том же давлении газов скорость распространения трещин в породе может достигать 2000 м/с. Отрицательные явления, связанные с отказом детонации или ее переходом в горение:
– образование большого количества ядовитых газов (до 1000%);
– взрыв метана или угольной пыли.
Меры борьбы:
– параметры расположения и конструкция применяемых зарядов должны исключить прорыв газов в соседний шпур или нейтрализовать их воздействие на заряд, что регламентировано Едиными правилами безопасности при взрывных работах;