Důlní požáry a chemismus výbušniny

Prezentace na téma: "Důlní požáry a chemismus výbušniny"— Transkript prezentace:

1 Důlní požáry a chemismus výbušniny
VY_32_INOVACE_Racek_ Objem povýbuchových zplodin Autor: Mgr. Ing. Ladislav Ráček Tento výukový materiál byl zpracován v rámci projektu EU peníze středním školám - OP VK 1.5. CZ.1.07/1.5.00/ – Individualizace a inovace výuky

2 Anotace Zplodiny výbuchu jsou látky vzniklé výbušnou přeměnou trhaviny. Tyto zpravidla plynné zplodiny obsahují obvykle oxid uhličitý, oxid uhelnatý, vodní páru, vodík, dusík, nitrózní plyny (směs oxidů dusíku), sirovodík. V tomto materiálu se pokusíme matematicky vyjádřit objem povýbuchových zplodin a její koncentraci.

3 VÝZNAM OBJEMU POVÝBUCHOVÝCH ZPLODIN
— pracovní schopnosti, kdy mezi objemem zplodin a prací výbušiny je přímo úměrná závislost, — bezpečnosti při trhací práci s ohledem na fyziologické účinky vzniklých plynů a s ohledem na jejich výbušnost.

4 Specifický (měrný) objem plynných povýbuchových zplodin
Je množství plynných zplodin, které se uvolní výbuchem jednotkové hmotnosti výbušiny (obvykle 1 kg) po přepočtu na normální atmosférické podmínky (0°C, 0,1 MPa). Vypočteme je z hodnoty molárního objemu vztahem: Vo = 0, x n (m3/kg) kde Vo - specifický objem zplodin (m3/kg) n — počet molů plynných zplodin výbuchu vzniklých z 1 kg výbušiny.

5 Ukázkový příklad Vypočtěte specifický objem zplodin vzniklých výbuchem nitroglycerínu jehož rozkladová rovnice je: 2C3H5(ONO2)3  6CO2+5H2O+ 3N2+ 0,5 02 Počet molekul plynů ve zplodinách N = 14,5 mol. Specifický objem z množství výbušiny v rovnici: Specifický objem z 1 kg nitroglycerínu, jehož molekulová hmotnost M = 227 g Hodnoty specifického objemu plynných povýbuchových zplodin se u průmyslových trhavin pohybují v rozmezí 0,500 — 1,000 m3/kg.

6 Skutečný (technický) objem plynných povýbuchových zplodin
Skutečný objem zplodin je objem, který zplodiny zaujímají při působení výbuchové teploty. Jeho hodnota je oproti specifickému objemu zhruba desetinásobná a počítá se z Gay - Lussacova zákona vztahem: Vt – skutečný objem zplodin (m3/kg) Vo – specifický objem zplodin (m3/kg) tv — výbuchová teplota (°C)

7 Ukázkový příklad Vypočtěte skutečný objem plynných povýbuchových zplodin nitroglycerínu, jestliže výbuchová teplota tv = 4319°C.

8 U běžných průmyslových trhavin se kvantitativní chemická analýza omezuje na stanovení objemu oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého, nitrózních plynů a u trhavin s obsahem síry se stanovuje také sirovodík. Složení povýbuchových zplodin má velký význam především pro stanovení čekací doby po odstřelu a pro dimenzovaní nuceného větrání tak, aby pracoviště, na kterém provádíme trhací práci vyhovovalo bezpečnostním předpisům a hygienickým předpisům.

9

10 EKVIVALENTNÍ OXID UHELNATÝ
Základními parametry povýbuchových zplodin, které mají význam při trhací práci jsou objem oxidu uhelnatého a nitrózních plynů. Při výpočtech počáteční koncentrace se objem nitrózních plynů násobí koeficientem 6,5 a přičítají se k objemu CO. Toto přepočtené množství nazýváme ekvivalentním oxidem uhelnatým a je základním parametrem pro dimenzi větrání v závislosti na předpisy určené čekací době po odstřelu.

11 Počáteční koncentraci oxidu uhelnatého stanovíme
kde KCO — počáteční koncentrace CO (okamžitě po odstřelu) ‚(%) V — objem do kterého se povýbuchové zplodiny rozšíří, (m3) Fsv— světlý profil důlního díla, (m2) l — vzdálenost od čelby díla, na kterou se plyny rozšíří (obvykle předpokládáme m) Všk - objem ekvivalentního oxidu uhelnatého‚ který se vyvine výbuchem celkové hmotnosti trhaviny jednoho odstřelu (m3) Qc — celková hmotnost trhaviny, (kg) Vo - specifický objem zplodin použité trhaviny, %CO — procento CO v 1 dm3 použité trhaviny, %NO2 – procento NO2 v 1 dm3 použité trhaviny.

12 Ukázkový příklad Vypočtěte počáteční koncentraci při odstřelu zabírky v důlním díle profilu OO-O-10 (10,7m2). Při použití trhaviny Perunit 20 o celkové hmotnosti 35 kg se specifickým objemem Vo = 830 dm3/kg a vývinem % CO =7,8% a % NO2 = 0,004%. Předpokládáme, že povýbuchové zplodiny se rozšíří do vzdálenosti l=10 m od čelby.

13 ZÁVĚR Z výsledku vidíme, že koncentrace okamžitě po odstřelu je smrtelná (hranice je 0,42 %)‚ z čehož plyne nutnost čekací doby za kterou musíme větráním dosáhnout dovolené koncentrace. Toto vše plyne z normálního průběhu trhací práce. Pokud dojde k vyhoření nálože, pak se objem jedovatých zplodin zvyšuje a proto je nutno zdvojnásobit čekací dobu, jak předepisuje BP.

14 POUŽITÁ LITERATURA HORKÝ, Jiří a Robert KOŘÍNEK. Návody ke cvičením z předmětu trhací práce a rozpojování hornin. Vyd. 2. Ostrava: Ostrava: ES VŠB, 1981.