Ударные волны при взрыве газа и пыли в шахте

Процесс взрыва газа и пыли в шахте характеризуется двумя стадиями— горением исходной смеси с формированием ударных волн и распространением последних после прекращения горения. Обе стадии в дальнейшем рассматриваются отдельно.

Опасность ударных волн (УВ) определяется двумя основными параметрами — избыточным давлением ∆Рф во фронте УВ и временем действия избыточного давления τ₊ (фазой сжатия). Избыточное давление ∆Рф как в зоне горения, так и после прекращения горения зависит от состава исходной смеси, длины загазированной части выработки, размеров выработки, ее загроможденности, типа крепи и других факторов. Время действия избыточного давления τ₊ также зависит от перечисленных выше факторов и от того, в какой выработке произошел взрыв: в открытой или в изолированной глухой преградой.

Ввиду того, что при взрывах газов и пыли в шахтах время действия избыточного давления обычно превышает 1 с, все расчеты сооружений и режимов распространения УВ в шахтах ведутся с учетом стационарной волны и определение значений τ₊ настоящей методикой не предусматривается.

Безопасные условия работы людей, участвующих в ликвидации аварии в шахтах, обеспечиваются при давлении во фронте волны менее 0,006 МПа.

При взрыве сложных газопылевоздушных смесей формируются УВ, интенсивность которых не превышает давлений, возникающих при взрыве стехиометричсской (9,5%) метановоздушной смеси, равномерно распределенной по длине и сечению выработки. Поэтому при определении давлений УВ в зоне горения газопылевоздушной смеси предполагается, что взрывается стехиометрическая смесь метана с воздухом. Для определения давления УВ, формирующихся при взрыве газов и пыли в системе горных выработок, необходимо составить расчетную схему.

Основными факторами, влияющими на режим распространения УВ в горных выработках после прекращения горения, являются параметры волны (∆Рф и τ₊) в начале участка движения, продукты взрыва горючей смеси, геометрические размеры выработки, число и вид местных сопротивлений, тин крени, длина пути, пройденного волной, температура воздуха и стенок выработки и др.