Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор 9
1.1. Опасность фрикционного воспламенения метановоздушной сме и при ведении горных работ 9
1.2 Существующие способы и средства предотвращения фрикцион ого воспламенения метановоздушной смеси при ведении горных ра от 13
1.3. Обзор существующих теорий фрикционного воспламенения метановоздушной смеси 19
1.4. Состояние нормативно-методической базы контроля фрикционной безопасности 30
1.5. Выводы, цель и задачи исследований 31
2. Теоретические исследования процесса рикционного воспламенения етановоздушной смеси 34
2.1. Изучение закономерностей зажигания метановоздушной смеси рикционными искрами 35
2.1.1. Условия зажигания метановоздушной смеси горячей части ей 35
2.2. Оценка температуры поверхности при ударе породы о поро у 44
2.5. Выводы 57
3. Экспериментальные исследования процессов рикционного воспламенения етановоздушных смесей 59
3.1. Методика исследований горных пород и режущего инструмен а 59
3.2. Результаты экспериментальных исследований фрикционной пасности горных пород 66
3.3. Экспериментальные исследования фрикционной опасности ре ущего инструмента 103
3.4. Выводы 104
4. Разработка методики оценки и классификации рикционной опасности горных пород 108
4.1. Разработка классификации горных пород по степени фрикционной опасности 108
4.2. Разработка методики оценки горных пород и режущего инструмента по степени рикционной опасности 110
4.2.1. Разработка методики оценки горных пород 110
4.2.2. Разработка методики оценки режущего инструмента по степени рикционной опасности 113
4.3. Разработка мероприятий по предотвращению фрикционного воспламенения метановоздушнои смеси 116
4.4. Выводы 120
Заключение 123
Список литературы 125
- Существующие способы и средства предотвращения фрикцион ого воспламенения метановоздушной смеси при ведении горных ра от
- Условия зажигания метановоздушной смеси горячей части ей
- Результаты экспериментальных исследований фрикционной пасности горных пород
- Разработка методики оценки режущего инструмента по степени рикционной опасности
Введение к работе
Актуальность работы. Ведение горных работ в угольных шахтах, опасных по газу и пыли, всегда сопряжено с проявлениями опасности, обусловленной высокой вероятностью взрывов метановоздушнои смеси.
Одним из основных источников воспламенения является фрикционное искрение, возникающее вследствие динамического контакта горных пород и режущего инструмента при различных технологических и горно-геологических процессах.
В настоящее время для предотвращения опасности фрикционного воспламенения метановоздушнои смеси при разрушении горных пород и угольных пластов с крепкими включениями практически все горные комбайны оснащаются взрывозащитными системами орошения с подачей воды на след резания. Соблюдение параметров систем взрывозащитного орошения обеспечивает требуемый уровень безопасности при ведении горных работ.
Однако, источником фрикционного искрения могут являться и другие процессы: трения и удары металла о металл, обрушение горных пород в выработанном пространстве и пр. При этом до настоящего времени не существует единой методологии оценки фрикционной опасности горных пород и режущего инструмента: выбор мероприятий и параметров систем взрывозащитного орошения является результатом практического опыта исследователя, проводящего испытания.
Теоретические представления о процессе воспламенения метановоздушнои смеси в результате фрикционного искрения весьма разрозненны и противоречивы.
В связи с этим, задача изучения процесса фрикционного воспламенения метановоздушнои смеси и разработки нормативных документов, регламентирующих методы, порядок проведения испытаний и ведение производственного контроля по предупреждению фрикционного воспламенения, является актуальной.
Целью работы является разработка методики оценки и классификации фрикционной опасности горных пород для предотвращения вспышек метано-воздушной смеси в угольных шахтах.
Идея работы заключается разработке новых теоретических и методических подходов к исследованиям горных пород и режущего инструмента с позиции опасности фрикционного воспламенения метановоздушных смесей.
Задачи исследований:
Провести анализ причин фрикционного воспламенения метановоздуш-ной смеси в шахтах и методов определения степени фрикционной опасности горных пород.
Провести оценку минимальной энергии искры и температуры, при которых происходит воспламенение метановоздушной смеси, и разработать физическую модель для оценки температуры поверхности динамического контакта горных пород либо горной породы и режущего инструмента.
Провести экспериментальные исследования процессов фрикционного воспламенения метановоздушных смесей при динамическом контакте горных пород либо горных пород и режущего инструмента.
Разработать классификацию фрикционной опасности горных пород.
Разработать методики испытаний и оценки степени фрикционной опасности горных пород и режущего инструмента.
Разработать мероприятия по предотвращению фрикционного воспламенения метановоздушных смесей.
Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий обработку и анализ информации, системный анализ, моделирование и теоретический анализ физических и информационных процессов, лабораторные и шахтные исследования.
Научные положения, выносимые на защиту:
для зажигания метановоздушной смеси взрывоопасной концентрации при динамическом контакте горных пород либо горной породы и режущего инструмента минимальная энергия поджигания искры составляет 0,32 мДж при диаметре прогретой области не менее 0,12 см;
при скорости динамического контакта кварцсодержащих горных пород в диапазоне от 1 до 10 м/с теоретически установленная температура пятна контакта достигает температуры плавления за время 10"4— 10"6 с при толщине деформированного слоя 100-200 мкм и величине деформации 500-1000 %;
в основу классификации фрикционной опасности горных пород положены физико-механические и физико-химические свойства, которые характеризуют три группы и четыре основных степени опасности: не опасные - крепостью по шкале проф. М.М. Протодьяконова менее 3 при содержании диоксида кремния менее 30 %, искроопасные (Г и 2я степени) - крепостью 3-5 при содержании диоксида кремния 30-50 %, взрывоопасные - крепостью свыше 5 при содержании диоксида кремния более 50 % и породы с другими комбинациями свойств, которые в процессе испытаний во взрывной камере дают вспышку метановоздушной смеси;
производственный контроль по предупреждению фрикционного воспламенения метановоздушной смеси осуществляется на основе определения степени опасности горных пород, испытаний режущего инструмента и исполнительных органов горных машин и установления комплекса мероприятий, основанного на корректировке параметров систем взрывозащитного орошения и регламентации пылегазового режима в забое.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
представительным объемом информации, полученной в результате испытаний горных пород и режущего инструмента, которые проводились в рамках договорных работ НЦ ВостНИИ с угольными предприятиями;
использованием апробированных методов и приборов для изучения процесса фрикционного воспламенения метановоздушной смеси;
методов испытаний горных пород и режущего инструмента на определение фрикционной опасности.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые установлено, что для зажигания метановоздушной смеси взрывоопасной концентрации диаметр прогретой области должен составлять не менее 0,12 см, а минимальная энергия искры - 0,32 мДж. При скорости динамического контакта кварцсодержащих горных пород в диапазоне от 1 до 10 м/с температура пятна может достигать температуры плавления материала за время 10'4- 10"6с;
разработана классификация фрикционной опасности горных пород, в основу которой положены физико-механические и физико-химические свойства, которые характеризуют три группы и четыре основных степени опасности;
разработаны методы испытаний по определению фрикционной опасности горных пород и режущего инструмента.
Личный вклад автора состоит:
в проведении анализа состояния угольных шахт по фрикционной опасности и нормативной правовой базы для ее обеспечения;
в разработке методик исследований горных пород по опасности фрикционного воспламенения метановоздушных смесей;
в разработке классификации фрикционной опасности горных пород;
в проведении испытаний горных пород и режущего инструмента на фрикционную опасность;
в обосновании и разработке нормативного документа «Рекомендации по предотвращению фрикционного искрения при разрушении горных пород кровли в шахтах России».
Практическая ценность работы заключается в разработке методики оценки и классификации фрикционной опасности горных пород и режущего инструмента, нормативного документа «Рекомендации по предотвращению фрикционного искрения при разрушении горных пород кровли в шахтах России», согласованного Госгортехнадзором России.
Реализация работы. Полученные результаты и выводы диссертационной работы использованы при разработке «Рекомендаций по предотвращению фрикционного искрения при разрушении горных пород кровли в шахтах России», при проведении испытаний горных пород и режущего инструмента на фрикционную опасность и при разработке комплекса мероприятий по безопасному ведению горных работ.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Международных конференциях по физической мезомеханике (г. Томск, Россия, ИФПМ СО РАН, август 2003 г. и 2004 г.); V Международной научно-практической конференции «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (16-19 сентября 2003 г., г. Кемерово), техсоветах и семинарах Кузнецкого управления Госгортехнадзора России; научно-технических семинарах НЦ ВостНИИ.
Существующие способы и средства предотвращения фрикцион ого воспламенения метановоздушной смеси при ведении горных ра от
Разработки по предотвращению фрикционного воспламенения метана направлены, в основном, на совершенствование систем орошения в части выбора рациональных схем компоновки оросителей на комбайнах, типа оросителей и параметров их работы [7-15,16]. Одной из первых отечественных систем орошения, которая позволяла с определенным эффектом предотвратить вспышки метана при резании пород с коэффициентом крепости до 6-8, является система так называемого проникающего орошения. Эта система эффективно работала при расходе воды порядка 70 л/мин и давлении 1,2 МПа. Однако при взрыво-защите она не охватывает весь спектр пород, опасных по фрикционному воспламенению метана, и в основном по этой причине в настоящее время не выпускается.
Позже ЦНИИподземмашем разработан исполнительный орган, в котором для обеспечения взрывозащиты предусмотрено контактное включение орошения с подачей воды на след каждого резца в момент его соприкосновения с массивом. Система орошения работает следующим образом. При контакте с массивом резец перемещается в осевом направлении и своим основанием воздействует на поршень с нагрузкой, равной сопротивлению разрушаемого массива, и, перемещая поршень, вытесняет воду из поршневой камеры, выбрасывая ее через форсунку на след резца. В исходное положение резец возвращается давлением воды при выходе его из контакта с массивом. Давление воды, выбрасываемой через форсунку, составляет 4-10 МПа, удельный расход воды 30 14
40 л/т. В основном из-за сложности в изготовлении и низкой надежности в работе эта система не нашла практического применения.
В настоящее время, как указано выше, проходческие комбайны оснащаются внутренней системой орошения с постоянной подачей воды в зону резания каждого резца. Данная система предотвращает фрикционное воспламенение метановоздушной смеси при разрушении кварцсодержащих пород с коэффициентом крепости более 8 при давлении воды не менее 5 МПа и расходе более 150 л/мин. Однако, такой расход воды для практики не приемлем, так как приводит к обводнению забоя и ухудшению условий труда.
Существенное внимание вопросу взрывозащиты от фрикционного воспламенения метана уделяется за рубежом. Там работы ведутся в направлении совершенствования режущего инструмента, оптимизации режимов резания массива и модернизации систем орошения в целом. Так в ФРГ применяются проходческие комбайны с различными вариантами систем орошения. В одном из вариантов предусматривается орошение веерными форсунками зоны резания с подачей воды к каждому резцу для охлаждения борозд резания с секторным управлением и регулировании расхода и давления воды. Применяется также система внешнего орошения верхними форсунками на комбайне WAV-300 фирмы "Вестфалия" с расходом воды около 55 л/мин и давлением не менее 1,5 МПа. На комбайнах АМ-75 и AM-100 фирмы "Фест-Альпине" смонтированы системы внутреннего орошения с подачей воды к резцам с расходом воды 20-25 л/мин и давлением не менее 1,2 МПа. Системой внутреннего орошения с секторным управлением оборудован комбайн ЕТ-160 фирмы "Айкгофф". Система работает при расходе воды 64 л/мин и давлении 1,2 МПа. На комбайне "Роботер" Е-134 фирмы "Паурат" используется система пневмогидроорошения. К каждой форсунке на коронке подается водовоздушная смесь (0,25 м3/мин воздуха и 0,5 л/мин воды) под давлением 0,25 МПа. Общий расход сжатого воздуха 10 м /мин, воды - 20 л/мин. Все вышеуказанные системы орошения не гарантируют предотвращения фрикционного воспламенения метана во всех условиях. Заслуживают внимания системы орошения с использованием водоструйных устройств. По конструктивным параметрам и условиям применения различают три поколения режущих органов с водоструйными устройствами. В устройствах первого поколения орошение резцов водой осуществлялось под низким давлением.
Такие системы (с давлением воды до 4 МПа) уже давно используются в Великобритании на комбайнах избирательного действия. Эти устройства недостаточно эффективны с точки зрения снижения пылеобразования и охлаждения резцов и их следа, из-за неудачного расположения оросителей и малого давления воды. В устройствах второго поколения резцы и их следы орошаются при давлении порядка 15-20 МПа и расходе воды 40-60 л/мин. Эта система была разработана западноевропейскими фирмами "Фест-Альпине" и "Кеннаметал". В системе применяется вентиль в устройстве подачи воды на след резца, который размещается в резцедержателе. Вентиль открывается автоматически при соприкосновении резца с массивом и закрывается при прерывании этого контакта. Достоинством этой системы является контактное включение оросителей, что и обеспечивает относительно небольшой расход воды. Однако испытания показали ненадежность работы этой системы. Вентили, приводимые в действие резцами, выходили из строя через две-четыре недели.
В устройствах третьего поколения применяются высоконапорные струи, создаваемые при давлении воды от 70 до 240 МПа. Проходческий комбайн со стреловидным исполнительным органом "Доско" МК2А был оснащен системой подачи воды под высоким давлением (70 МПа), что позволило разрушать породу крепостью почти в два раза выше, чем при обычном орошении. Устройство высокого давления было испытано также на буровом комбайне ТВ 1-260 фирмы "Вирт". При разрушении пород высоконапорными струями в комбинации с коническими самозатачивающимися резцами получены обнадежи
Условия зажигания метановоздушной смеси горячей части ей
Инициирование горения метановоздушнои смеси осуществляется воздействием различных внешних тепловых источников одним из которых является - фрикционная искра.
Важными параметрами фрикционной искры с точки зрения воспламенения метановоздушнои смеси являются ее размеры и температура поверхности, а также геометрия частиц. Фрикционная частица имеет высокую температуру в тонком (около 1 мкм и менее) поверхностном слое. В случае объемной частицы ее поверхность быстро остывает за счет теплопроводности и прогрева объема. Плоские, чешуйчатые частицы, которые часто откалываются в результате динамического взаимодействия пород (или породы с инструментом), остывают существенно медленнее, отдавая тепло в окружающую газовую среду.
Общая постановка задачи о метановоздушнои смеси включает в себя учет наличия в смеси частиц (угольная пыль том числе). При низкой концентрации тепловой энергии, переданной газовой среде фиксированной частицей, частицы угольной пыли, прогреваясь, препятствуют воспламенению среды. При более высоких концентрациях энергии эти частицы могут сами прогреться до температур зажигания (или воспламенения объема среды). В последнем случае возможно возникновение устойчивого фронта горения.
Проведено исследование воспламенения такой среды - облака химически реагирующих частиц при их неравномерной массовой концентрации на границе облака. Неравномерность облака задавалась в виде экспоненциальной функции расстояния от границы облака (N \-ехр(-Ах)). В зависимости от размера частиц, структуры облака и интенсивности теплового потока выделены режимы пограничного и объемного механизмов воспламенения. Координата воспламенения не зависит от величины массовой концентрации дисперсной фазы. Учет собственного теплового излучения частицами приводит к незначительному смещению координаты воспламенения вглубь облака и увеличению периода индукции воспламенения.
Исследованы закономерности перехода от зажигания к самовоспламенению химически реагирующей метановоздушной смеси в сосуде с горячими стенками. На основе численного моделирования получены временные характеристики воспламенения в зависимости от ширины сосуда, а также аппроксимационные зависимости для периода индукции воспламенения, определены области параметров задачи, при которых происходит либо зажигание, либо самовоспламенение. Представлены аппроксимационные зависимости границ существования режимов воспламенения от параметров, характеризующих метановоздушных смесей. Проведено численное исследование влияния излучения от горячих стенок сосуда на режимы воспламенения газовзвеси. Показано, что нарушение квазистационарного режима реагирования частиц при наличии внешнего облучения смещается в сторону меньших размеров частиц. С увеличением излучательной способности стенок область существования режима самовоспламенения сужается.
Исследованы процессы зажигания гибридной метановоздушной смеси и ее очагового воспламенения. Моделирование зажигания проводилось до выхода горения на режим распространения пламени. Были выявлены закономерности влияния характеристик дисперсной фазы на период зажигания, получены критические значения характеристик очага метановоздушной смеси, приводящие к ее воспламенению.
Рассмотрена задача об искровом зажигании метановоздушной смеси. Математическая модель искрового зажигания метановоздушной смеси строится на основе двухтемпературной теплодиффузионной модели горения метановоздушных смесей.
Искра моделируется мгновенным нитевидным источником тепловыделения в точке = 0. После выделения энергии за время г0 в газе формируется профиль температуры в виде функции Гаусса. Начальные условия: Путем численного решения задачи получены зависимости минимальной энергии зажигания от параметров дисперсной фазы. Выявлено неоднозначное влияние присутствия экзотермически реагирующих частиц на минимальную энергию искры, приводящую к зажиганию метановоздушнои смеси: мелкие частицы уменьшают минимальную энергию искры, частицы большего размера вблизи стехиометрического состава метановоздушнои смеси увеличивают минимальную энергию зажигания, а вдали от стехиометрического состава — уменьшают. Крупные частицы практически не влияют на минимальную энергию искры, ее энергия равна энергии метановоздушнои смеси.
Исследовано влияние теплового излучения частицами в процессе искрового зажигания метановоздушнои смеси на основе математической модели, учитывающей лучистый теплоперенос в диффузионном приближении.
Результаты экспериментальных исследований фрикционной пасности горных пород
Для определения размера частиц участвующих в образовании пучка искр способного воспламенить метановоздушную смесь взрывоопасной концентрации, были проведены исследования поверхностей скола горных пород, с помощью оптического микроскопа.
Исследовали образцы поверхностей разрушения 3-х типов горной породы (кварцита, алевролита, песчаника). Оптические изображения поверхностей образцов получали на микроскопе "Axiovert 25 СА" производства Германии, в котором, при получении изображений используется эффект дифференциально-интерференционного контраста. Размер поля изображения 1200x900 мкм. Полученные изображения были преобразованы в черно-белые и из них были вырезаны квадратные изображения размером 512x512 пиксел с 256 градациями серого. Эти изображения подвергали обработке с помощью описанной в п. 3.1. процедуры и были определены корреляционные фрактальные размерности. серого. Эти изображения подвергали обработке с помощью описанной в п. 3.1. процедуры и были определены корреляционные фрактальные размерности.
Видно, что поверхности исследованных образцов имеют гранитный цвет различных оттенков и содержат включения светло коричневого и мраморного цвета.
Необходимо отметить, более высокие значения верхней границы первого участка Ц, которые характеризуют образцы кварцита по сравнению с соответствующей величиной для образцов угля (таблица 3.1, таблица 3.2). Кроме того значения верхней границы первого участка Ьщхі и углов наклона линий подгонки на втором участке АЬг для образцов кварцита характеризуются большим разбросом. На рис. 3.3 приведены изображения образцов песчаника. В) Г)
Видно, что поверхности песчаника характеризуются более однородным составом по сравнению с образцами кварцита. На рис. 3.4. приведены зависимости корреляционных сумм от расстояния между точками изображения для образцов поверхности песчаника. Видно, что, как и для образцов кварцита, значения верхней границы первого участка Ц хі существенно выше соответствующей величины для образцов угля (таблица 3.1, 3.2). Однако для образцов песчаника разброс значений Ьмахі существенно меньше, чем для образцов кварцита (таблица 3.2).
На рис. 3.5 приведены изображения образцов алевролита. Как видно из проведенных изображений, для образцов алевролита характерна мелкодисперсная структура и наличие светлых включений, которые занимают значительную площадь изображений. Видно, что значения верхней границы первого участка L i для этих образцов также выше соответствующей величины для образцов угля (таблица 3.1, 3.2). Кроме того, для образцов песчаника наблюдаются большие вариации наклона на втором участке поведения корреляционной суммы от расстояния между парами точек (таблица 3.2). --г
Таким образом, проведенные исследования позволяют констатировать существование по крайней мере двух масштабных уровней разрушения для образцов горных пород в исследованном диапазоне масштабов.
Таким образом, полученные на микроскопе "Axiovert 25 СА" изображения поверхности разрушения образцов трех типов горных пород свидетельствует о том, что устойчиво проявляются две фрактальных размерности. При этом для разных типов пород устойчивость проявление размерностей находится в разных диапазонах: для алевролита устойчиво проявляющиеся размерности частиц поверхности разрушения составляют 110,9-189,1 мкм; для песчаника — 159,4-189,1 мкм, для кварцита- 189,1-334,4 мкм. Очевидно, что при динамическом контакте горных пород либо горной породы и режущего инструмента, происходит отрыв разогретых частиц именно этих размеров. И вероятность возникновения пучка таких разогретых частиц размером 0,12 см чрезвычайно высока, т. е. полученные изображения косвенно подтверждают результаты теоретических исследований о возможности поджигания метановоздушнои смеси пучком искр.
Известно, что существуют два основных параметра горной породы являющихся инициатором возникновения искрения при динамическом контакте пород либо породы с режущим инструментом: содержащийся в породе диоксид кремния и крепость по шкале проф. М.М. Протодьяконова. По существующим представлениям возникновение вспышки метановоздушнои смеси возможно только при содержании в породе диоксида кремния более 60 % и крепости более 6 по шкале проф. М.М. Протодьяконова.
Однако в последнее время на практике происходят случаи возникновения вспышек метановоздушнои смеси в условиях считающихся не опасными. Объяснения этому явления в настоящее время не дано. На наш взгляд пороговые значения крепости породы и содержания в ней диоксида кремния находятся на более низком уровне вследствие физических процессов, происходящих в зоне локального динамического контакта пород либо пород и режущего инструмента. Суть этих физических процессов заключается в следующем. При резком кратковременном возрастании температуры и давления в зоне контакта под воздействием ударных волн происходит процесс, аналогичный космогенному метаморфизму, приводящий в месте контакта к переходу осадочной горной породы в метаморфическую. Происходит изменение минерального состава, размера и текстуры без существенного изменения химического состава (за исключением содержания НгО и СОг) в области контакта породы. При этом в данной области резко возрастает содержание диоксида кремния. Терминологического обозначения данного явления в настоящее время в горном деле не существует. Поэтому в дальнейшем этот процесс мы будем называть контактный псевдометаморфизм.
Данные положения нашли свое подтверждение в результатах проведенных экспериментальных исследований. В процессе испытаний образцов горных по 74
род на опасность фрикционного воспламенения метановоздушнои смеси обязательно проводится определение содержания диоксида кремния. В связи с тем, что в некоторых случаях происходило воспламенение метановоздушнои смеси при испытаниях пород с небольшим (до 30 %) содержанием кремния, была проведена корректировка методики испытаний, которая заключалась в дву-кратном определении содержания кремния в месте контакта - до и после испытаний. В результате установлено, что в месте контакта происходит значительное увеличение содержания кремния (в 1,3-1,6 раза). Результаты исследований приведены в табл
Разработка методики оценки режущего инструмента по степени рикционной опасности
Методика устанавливает порядок проведения испытаний взрывозащит-ных систем орошения исполнительных органов горных машин. Назначение испытаний — установление параметров системы взрывоза-щитного орошения исполнительных органов горных машин при разрушении опасных горных пород по фрикционному воспламенению пылеметановоздуш-ной смеси. Для проведения испытаний в испытательную организацию представляется: - комплект технической документации на оборудование; - схема компоновки системы взрывозащитного орошения с описанием ее элементов и параметров системы взрывозащитного орошения; - образец исполнительного органа с системой взрывозащитного орошения с монтажной привязкой к условиям стенда.
В результате экспертизы технической документации устанавливается соответствие компоновки и параметров системы взрывозащитного орошения нормативам по безопасности. Кроме того, проводится визуальный осмотр представленного образца исполнительного органа и оценивается его соответствие представленной документации. Исполнительный орган горной машины с системой взрывозащитного орошения монтируется во взрывной камере. Геометрические размеры взрывной камеры должны быть больше геометрических размеров исполнительного органа горной машины не менее чем на 80 %. Для проведения испытаний необходимо следующее оборудование и материалы: - Породно-цементные блоки с включениями взрывоопасной и искро-опасной 2ой степени породы по классификации табл.2 (породы с коэффициентом крепости более 5 по шкале проф. М.М. Протодьяконова и содержанием кварца более 50 % по удельной массе породы и породы с содержанием кварца в породе от 40 до 50 % и крепостью 4-5 по шкале Протодьяконова). Во взрывной камере устанавливается породно-цементный блок с включениями взрывоопасной породы.
Система взрывозащитного орошения подключается к гидравлической системе взрывной камеры и проводятся измерения ее параметров: давление во 115 ды на оросителях; общий расход воды в системе; расход воды на один резец. Устанавливается соответствие параметров технической документации. Проводится визуальный осмотр всех оросителей при рабочих параметрах. В случае обнаружения засорившихся оросителей, система орошения отключается, засорения устраняются и проводится повторная проверка системы.
Камера герметично закрывается полиэтиленовой заглушкой во избежание нежелательных деформаций в случае возникновения взрыва и заполняется метановоздушной смесью, содержащей 6,5±0,5% метана. Контроль концентрации метана во взрывной камере осуществляется интерферометром.
Номинальная скорость резания, на которую рассчитана работа горной машины, увеличивается в 1,5 раза. Помещение стенда обязательно оборудуется вытяжной вентиляции и датчиком контроля содержания метана со звуковой сигнализацией.
Включается электропривод исполнительного органа, система взрывоза-щитного орошения и маслостанция и производится резание блока породы исполнительным органом в течение Если в течение этого времени не произошло воспламенение взрывчатой смеси, то оборудование во взрывной камере отключается от питания и осуществляется повторный контроль концентрации метана с помощью интерферометра. При наличии во взрывной камере взрывоопасной концентрации метана ее воспла меняют с помощью электрической спирали. В случае, если концентрация метана во взрывной камере ниже требуемого значения, производят дополнительное заполнение с регистрацией концентрации и испытания повторяют. Количество проводимых испытаний должно быть не менее 3 общей продолжительностью 30 мин.
Если в процессе испытаний зарегистрировано хотя бы одно воспламенение метановоздушной смеси необходимо заменить породно-цементный блок на блок с искроопасной породой. Испытания повторяются.
По результатам испытаний оформляется протокол. После проведения испытаний взрывозащитнои системы орошения исполнительного органа горной машины устанавливается следующая оценка: В процессе испытаний не произошло воспламенения метановоздушной смеси при резании породно-цементного блока с взрывоопасной породой, то исполнительный орган горной машины с взрывозащитнои системой орошения может применяться для разрушения взрывоопасных горных пород. В процессе испытаний системы взрывозащитного орошения исполнительного органа горной машины на искроопасных породах не произошло воспламенение метановоздушной смеси, то допускается работа исполнительного органа горной машины с взрывозащитнои системой орошения по искроопас-ным горным породам при соблюдении параметров системы в соответствии с табл. 2.
В процессе испытаний на искроопасных породах произошло хотя бы одно воспламенение метановоздушной смеси, то исполнительный орган горной машины не допускается для работ по искроопасным и взрывоопасным горным породам. В этом случае испытательная организация разрабатывает рекомендации по совершенствованию системы взрывозащитного орошения и доводит их до сведения организации-изготовителя.
По результатам испытаний оформляется заключение экспертизы. Разрешение на применение горной машины на угольных предприятиях выдает Гос-гортехнадзор России.
